Сосуд высокого давления представляет собой закрытую емкость, предназначенную для удержания содержимого под определенным давлением. Давление газа или жидкости может отличаться от температуры окружающей среды. Примеры включают резервуары для хранения горячей воды и водолазные баллоны. Подводные лодки и космические корабли в основном представляют собой гигантские сосуды высокого давления.
Сосуды под давлением чаще всего изготавливаются из стали, потому что сталь прочна и может противостоять ударам. Цилиндр также может быть изготовлен из других металлов, углеродного волокна или полимеров. Их часто облицовывают металлом, керамикой или другими полимерами. Футеровка защищает структурную целостность сосуда под давлением и обеспечивает дополнительную защиту от утечек.
Наиболее устойчивой конструкцией сосуда высокого давления является резервуар сферической формы. Давление в сосуде высокого давления естественным образом изгибает стенки сосуда. Сосуд в форме сферы использует эту естественную тенденцию. Несмотря на это, большинство сосудов под давлением не имеют сферической формы, потому что сделать сферу сложно и дорого. В результате большинство сосудов под давлением имеют цилиндрическую форму с закругленными крышками на каждом конце.
Обычные формы сосудов под давлением включают тонкостенные сосуды, резервуары для хранения и переносные контейнеры. К тонкостенным относятся сосуды, диаметр которых в 10 и более раз превышает толщину стенки. Резервуары для хранения представляют собой своего рода сверхтонкостенные сосуды. Транспортные сосуды представляют собой тонкостенные сосуды серийного производства. Наименее распространенным типом является сосуд с толстыми стенками. Это сосуд, диаметр которого менее чем в 10 раз превышает толщину стенки.
Стабильность сосуда высокого давления очень важна. Сосуд под давлением, который не является конструктивно прочным, может протечь или даже лопнуть под давлением. В зависимости от типа жидкости или газа внутри резервуара утечка может привести к отравлению, пожару или удушью.
Неудачные взрывы могут привести к смерти от шрапнели или взрыва. Для защиты от резкого отказа многие сосуды под давлением спроектированы так, чтобы течь до разрыва. Это позволяет медленно выравнивать давление и дает рабочим время для ремонта или отключения оборудования без травм.
Чтобы защититься от смерти или травм из-за неисправных сосудов под давлением, в разных странах были созданы правила проектирования, чтобы гарантировать, что все сосуды под давлением безопасны в использовании. В Соединенных Штатах нормы, регулирующие проектирование сосудов под давлением, перечислены в Кодексе котлов и давления Американского общества инженеров-механиков. Канадский код — B51 Канадской ассоциации стандартов. Аналогичные правила действуют в Австралии, Англии и многих других странах.
