压力容器介质——课件(2015.11.14合肥)

1、压力容器检验员（RQ-1）培训教材-基础知识（合肥）2015年压力容器检验员（RQ-1）取证专业培训金属腐蚀（2015.11.14合肥）李志宏安徽省特种设备检测院手机箱：lizhihong3第3章 压力容器介质3.1 介质的物理特性3.2 介质的毒性3.3 介质的化学特性3.4 介质的腐蚀性3.5 常见气体的特性第3章 压力容器介质介质（习惯又称物料）指容器在使用过程中的内部盛装物，由于绝大部分介质或物料是以“流体”形式存在，所以在技术文件中常以“流体”作为介质或物料。流体是指气体、液体、蒸汽以及它们的混合物，其中可以含有一定量的固体悬浮物质。固定式压力容器安全技术监

2、察规程（TSG R0004-2009）管辖范围内的压力容器盛装介质为气体、液化气体以及最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。压力容器的输送介质种类繁多，其中不少介质往往具有毒性、腐蚀性、易燃、易爆、高温、低温等特性，且多以气体或液体状态存在，易发生泄漏和挥发，尤其在生产过程中，工艺条件苛刻，一旦操作失误或设备失效，极易发生中毒和火灾爆炸等事故。因此，作为压力容器的检验人员必须了解介质的危险特性等相关知识。3.1 介质的物理特性3.1.1 压力和温度1. 压力压力对流体的特性影响很大，特别对于气体，随着压力的升高，气体的体积将缩小，流体分子间的密度增加，气体的重度增大。压力升高对液体介质体积

3、的影响很小，但能提高液体的内能，使其克服系统阻力，满足工艺条件的需要。流体因受外力的作用，使内部存在一种压缩力，压缩力的大小用压力强度来表示。在物理学中，压力和压强是两个不同的物理概念，压力是均匀垂直作用在物体表面上的力，而压强是均匀垂直作用在物体表面单位面积上的压力。在工程技术与日常生活中，习惯上将物理学中的压强称为压力，单位为MPa。压力P可用公式表示为： （3.1）式中：P-压力；F-垂直作用的力；力的法定计量单位是牛顿（N），1千克力=9.81牛顿。A-力所作用的面积；压力的表示方法主要有以下几种：（1）标准大气压标准大气压又称为物理大气压，它是地球引力对大气层作用的结果。1标准大气压

4、是温度为0时，相当于760毫米汞柱高度的压力或每平方厘米的面积上受到1.0332公斤力的作用。即：1 标准大气压760毫米汞柱（mmHg）1.0332公斤力/厘米2（kgf/cm2）化工物理性能计算中一般以标准大气压为其计算单位。（2）工程大气压在工程上，为了计算方便，规定：1个工程大气压1公斤力/厘米2735.6毫米汞柱（mmHg）工程大气压又可分为表压力和绝对压力。1）表压力表压力又称为相对压力，是以当时当地的大气压力作为测量起点，采用压力表测出的容器内的压力，表明容器内部的压力和容器周围大气压力的差值。我们通常讲的压力都是指大于大气压的表压力。压力容器中的设计压力、最高工作压力及计算容器

5、强度所用的压力等都是指表压力。2）绝对压力实际作用在容器内壁上的压力应该是压力表上指示的压力再加上容器周围的大气压力，这个绝对真实的压力称作绝对压力。由于大气压力近似等于0.1 MPa，故：绝对压力（P绝）表压力（P表）0.1MPa表压力（P表）绝对压力（P绝）0.1MPa传统的测压仪表分为压力表和真空表。当绝对压力小于大气压力时称为负压（或真空度）。通常，把压力高于大气压的系统叫做正压系统，压力低于大气压的系统称为负压系统。真空表的读数叫真空度，它反映的是容器或系统内的真实压力低于大气压力的数值，即：真空度=大气压力绝对压力（3）压力单位在国际单位制中，压力的单位采用帕斯卡（Pa），简称帕。

6、其定义为将1牛顿的力（N）均匀垂直地作用在l平方米的面积上所产生的压力，称为1帕斯卡（Pa），即：1 Pa1N/m2（牛顿/米2）由于“帕”这个单位太小，因而常用兆帕（MPa）作为压力的基本单位，即：1MPa=106Pa常用压力压强单位换算关系见表3.1。表3.1 常用压力压强单位换算表单位帕斯卡Pa千克力每平方厘米kgf/cm2巴bar标准大气压atm托torr毫米汞柱mmHg磅每平方英寸lb/in2（PSI）Pa11.0210-5110-59.8710-67.510-37.510-31.4510-4kgf/cm29.810410.980.967735.56735.5614.2bar1105

7、1.0210.987750.06750.0614.4atm1013251.031.01176076014.7torr133.321.3610-31.3310-31.3210-3111.9310-2mmHg133.321.3610-31.3310-31.3210-3111.9310-2PSI68957.0310-26.9010-26.8110-251.71551.71512. 压力容器的压力来源压力容器的压力来源可以分为来自容器内或容器外二类。容器的气体压力产生于容器外时，其压力源一般是气体压缩机或蒸汽锅炉。气体压缩机主要有容积型和速度型两类。容积型气体压缩机是通过缩小气体的体积，增加气体的密度

8、来提高气体压力的。而速度型气体压缩机则是通过增加气体的流速，使气体的动能转变为势能来提高气体压力的。工作介质为压缩气体的压力容器，其可能达到的最高压力为气体压缩机出口的气体压力。蒸汽锅炉是利用燃料燃烧放出的热量将水加热蒸发而产生水蒸汽的一种设备。容器的气体压力产生于容器内时，其原因有：容器内介质的聚集状态发生改变；气体介质在容器内受热，温度升高；介质在容器内发生体积增大的化学反应等。由于介质的聚集状态发生改变而产生或增加压力的，一般是由于液态或固态物质在容器内受热（如周围环境温度升高，容器内其他物料发生放热化学反应等）、蒸发或分解为气体，体积剧烈膨胀，但因受到容器容积的限制，气体密度大为增加，

9、因而在容器内产生压力或使原有的气体压力增加。例如二氧化硫，当温度低于-10.1（标准沸点）时，它在密闭容器内的蒸气压力低于大气压力，而当温度升高至60时，液态的二氧化硫便大量蒸发，其蒸气压力即升高到11.25个绝对大气压。又如高分子聚合物固态聚甲醛，受热后“解聚”变为气态，体积约增大1065倍，在密闭容器内也会产生很高的气体压力。气体介质在容器内受热而产生或显著增加压力。例如有些贮装易于发生聚合反应的气体容器（如某些碳氢化合物储罐），在合适条件下单分子气体可以局部发生聚合反应，产生大量的聚合热，使容器内的气体受热，温度大幅度上升，使压力剧烈增高，有时还会因此而发生容器超压爆破事故。介质在容器内

10、发生体积增大的化学反应而压力升高的例子较多，例如用碳化钙加水经化学反应生成乙炔气体，体积大为增加，在密闭的容器内会产生较高的压力。又如电解水制取氢和氧的反应，因为1m3的水可以分解成1240m3的氢气和620m3的氧气，体积约增大2000倍，在密闭的容器内也会产生很高的气体压力。3. 温度温度是表示物体冷热程度的物理量，它是对物质分子平均动能的度量，所以温度是物体内部拥有能量的表示。温度的测量仪器是温度计，常见的有水银温度计、酒精温度计、电阻温度计、热电偶温度计等。温度的表示方法有摄氏温标、华式温标和开氏温标。我国常用的温度表示方法是摄氏温标，而欧美国家常用华氏温标。摄氏温标是将标准大气压下水

11、的结冰温度（冰点）定为0度，把水的沸腾（沸点）温度定为100度，在两者之间等分100格，每一格即为1度，故又称百分温度，用符号“”来表示。华氏温标是将标准大气压下水的冰点定为32度，沸点定为212度，在两者之间等分180格，每格作为1度，用符号“”表示。绝对温标（开氏温标）将水的三相点（即冰、水和水蒸汽三相平衡共存时的温度定为273.16度，其分度法与摄氏温标相同，即摄氏温标相差一度时开氏温标也相差一度，用符号“K”（开尔文）表示，开氏温标又称热力学温标或绝对温标。三种温标之间的互换关系式如下：摄氏温标5（华氏温标32）/9开氏温标273.163.1.2 介质的存在状态1. 物质状态及变化自然

12、界中的物质所呈现的聚集状态通常有气态、液态和固态三种。每种状态只能在一定的条件下（温度、压力等）存在。当条件发生变化时，物质分子间的相互位置就会发生相应的变化，即表现为状态的变化。如水在标准大气压下，当温度低于0时为固态冰，当温度高于0而低于100时为液态水，当温度高于100时为气态水蒸汽。在三态转变过程中存在着几种不同的物理变化过程。（1）汽化：物质从液态变为气态的过程。在该过程中，要吸收大量的热。汽化过程中一般有两种物理现象：蒸发和沸腾。液体表面发生的汽化现象叫做蒸发。沸腾是指液体受热超过其饱和温度时，在液体内部和表面同时发生剧烈汽化的现象。（2）液化：物质从气态变为液态的过程。（3）凝固

13、：物质从液态变为固态的过程。（4）升华：物质从固态不经液化直接变为气态的过程。2相平衡物质的状态，在热力学上称为相。如液态称为液相，气态称为气相。由液相和气相组成的统一体系，通常由界面分开，在界面两边各相的性质互不相同。物质形态的改变称为相变，在相变过程中，物质要通过两相之间的界面从一个相迁移到另一个相中去。当宏观上物质的迁移停止时，就称为相平衡。物质的相平衡状态取决于温度和压力，若其中任一条件发生变化，则与其对应的相平衡就遭到破坏，同时发生相变过程，建立新的相平衡关系，直至达到新的平衡。气、液两相达到动态平衡的状态称为饱和状态。饱和状态下的液体为饱和液体，其密度为饱和密度。在饱和液体界面上的

14、蒸汽称为饱和蒸汽，其密度和压力分别称为饱和蒸汽密度和饱和蒸汽压。饱和蒸汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度。饱和蒸汽压与成分、温度有关，而与储存空间大小、液量多少无关。饱和蒸汽压越大，表示该物质越容易挥发。液体的饱和蒸汽压随温度而变化，温度升高则饱和蒸汽压增大。3. 临界状态物质的气、液两相能平衡共存的一个边缘状态称为临界状态。在这种状态下，液体密度与其饱和蒸汽密度相同，因而它们的分界面消失。临界状态只能在一定的温度和压力下存在，临界状态下的参数称为临界参数，包括临界温度和临界压力。（1）临界温度当某种气体在一定的温度范围内进行压缩，压力升高到一定值时气体将开始液化，在气体

15、液化时压力不变而容积不断减小，直至气体全部转变为液体。如果气体温度超过某一定值时，无论气体如何加压，均不能使气态转变为液态，则该温度称为临界温度。临界温度是物质处于临界状态时的温度，通常用“Tc”来表示。各种物质的临界温度不同，在这个温度以上，它只能处于气态，不能单用压缩体积的方法使其液化。因为此时紊乱运动分子的动能超过了分子之间相互吸引的位能，使分子不能聚合在一起，因而不能转变为液体，所以该温度也是物质以液态形式出现的最高温度。物质的临界温度越高，就越容易液化，其温度比临界温度越低，液化所需要的压力越小。对于已经液化了的物质，一旦温度升至临界温度时，会由液态迅速转变为气态。（2）临界压力临界

16、压力是物质处于临界状态时的压力（压强），是在临界温度时使气体液化所需要的最小压力，也即液体在临界温度时的饱和蒸汽压，通常用“Pc”来表示。4气体和液体的定义根据移动式压力容器安全技术监察规程 （TSG R0005-2011）规定：（1）气体，是指在50时，蒸汽压力大于0.3MPa（绝压）的物质或者20时在0.1013MPa（绝压）标准压力下完全是气态的物质。按照运输时介质物理状态的不同，气体可以分为压缩气体、高（低）压液化气体、冷冻液化气体等。其中：压缩气体：是指在-50下加压时完全是气态的气体，包括临界温度低于或者等于-50的气体；高（低）压液化气体：是指在温度高于-50下加压时部分是液态的

17、气体，包括临界温度在-5065之间的高压液化气体和临界温度高于65的低压液化气体；冷冻液化气体：是指在运输过程中由于温度低而部分呈液态的气体（临界温度一般低于或者等于-50）。气体经加压或降低温度，可以使气体分子间的距离大大缩小而被压入容器中，成为压缩气体（如氧气、氮气、氩气、氢气等）。对压缩气体继续加压，适当降温，压缩气体就会变成液化气体（如液氯、液氨、液体二氧化碳等）。此外，还有一种性质极为不稳定的气体，加压后需溶于溶剂中储存在钢瓶内，这种气体称为溶解气体（如溶解乙炔等）。瓶装气体分类（GB16163 -2012）中，则将瓶装气体分为第1类压缩气体和低温液化气体、第2类液化气体和第3类溶解

18、气体共3类。（2）液体，是指在50时蒸汽压小于或者等于0.3MPa（绝压），或者在20和0.1013MPa（绝压）压力下不完全是气态，或者在0.1013MPa（绝压）标准压力下熔点或者起始熔点等于或者低于20的物质。3.1.3 气体状态方程处于一定聚集态（气体、液体或固体）的物质都有一些可以直接测量的物理量，如P（压力）、V（体积）、T（温度）等，这些物理量之间存在一定的函数关系，用来描述物质状态各物理量之间的函数关系的数学表达式称为物质的状态方程。1理想气体状态方程理想气体是一种实际不存在的假象气体，其基于两点假设：分子是有弹性的、不具体积的质点。分子间相互没有作用力。在这两点假设条件下，气

19、体分子的运动规律极大的简化了。可以得到一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管P、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。PV = nRT （3.2）这就是理想气体状态方程，或称克拉贝龙（Clapeyron）方程。式中P是气体压力，V是气体体积，n是气体物质的量，T是气体的绝对温度（热力学温度，即摄氏度数+273），R是气体通用常数。对于一定量（n一定）的同一气体在不同条件下，则有： （3.3）2实际气体状态方程理想气体状态方程是从实验中总结出来的，并得到了理论上的解释。但应用于实际气体时，它只有一定的适用范围（高温低压），超出这个范围就有偏差，必须

20、加以修正。对于实际气体的实验值与理想值的偏差，我们常用压缩系数Z来表示： （3.4）其中P、T都是实验值。若气体完全理想，则Z = 1，否则Z1或Z1。3.2 介质的毒性介质的危害性指压力容器在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触，发生爆炸或者因经常泄漏引起职业慢性危害的严重程度，用介质毒性和爆炸危害程度表示。3.2.1 国家标准中的分级现行压力容器规范中对压力容器中介质危害程度的分级是依据职业性接触毒物危害程度分级(GB 5044-85)的规定进行的。GB5044-85对职业性接触毒物危害程度的分级，以急性毒性、急性中毒发病症状、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指

21、标为基础，经综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别。卫生部发布的职业性接触毒物危害程度分级(GBZ 230-2010)对GB5044-85进行了修订，GB5044-85已被废止。修订后的GBZ 230-2010标准中对职业性接触毒物危害程度分级，是以毒物的急性毒性、扩散性、蓄积性、致癌性、生殖毒性、致敏性、刺激与腐蚀性、实际危害后果与预后等9项指标为基础的定级标准，对该9项指标进行打分，然后计算出各项指标的加权分值的总和毒物危害指数（THI）。GBZ 230-2010在GB5044-85的基础上保留了急性毒性、致癌性两项指标，把原急性中毒发病状况、慢性中毒发病状况和慢性中毒后果

22、3项指标整合为实际危害后果与预后1项指标；增加了扩散性、蓄积性、刺激与腐蚀性、致敏性、生殖毒性五项指标；增加了指标权重和按照毒物危害指数进行分级的原则，并把我国政府的产业政策列为直接分级的参考依据。上述9项又分为4大类，分别为毒性效应指标（包括急性毒性、刺激与腐蚀性、致敏性、生殖毒性、致癌性）、影响毒物作用的因素指标（包括扩散性、蓄积性）、实际危害后果指标、产业政策指标。各项指标的确定依据如下：（1）急性毒性：包括急性吸入半数致死浓度（ LC 50）、急性经皮半数致死量（LD 50）。（2）刺激性与腐蚀性：根据毒物对眼睛、皮肤或黏膜刺激作用的强弱划分评分等级。（3）致敏性：根据对人致敏报告及动

23、物实验数据划分评分等级。（4）生殖毒性：根据人生殖毒性的报告及动物试验数据划分等级。（5）致癌性：依据IARC（国际癌症研究中心）致癌性分类划分评分等级，属于明确人类致癌物的，直接列为极度危害。（6）扩散性：以毒物常温下或工业中使用时状态及其挥发性（固体为扩散性）作为评分指标。（7）蓄积性：以毒物的蓄积性强度或在体内的代谢速度作为评分指标，根据蓄积系数或生物半减期划分评分等级。（8）实际危害后果：根据中毒病死率和危害预后情况划分等级。职业性接触毒物分项指标危害程度分级和评分按表3.2的规定，毒物危害指数计算公式为：（3.5）式中：THI毒物危害指数k分项指标权重系数F分项指标积分值职业性接触毒

24、物危害程度分为以下四个级别：轻度危害（级）：THI35；中度危害（级）：THI3550；高度危害（级）：THI5065；极度危害（级）：THI65。表3.2 职业接触毒物危害程度分级和评分依据分项指标（极度危害）高度危害中度危害轻度危害轻微危害权重系数积分值43210急性吸入LC 50蒸汽a/（cm3/m3）100100500502500250020000200005蒸汽（mg/ m3）5005002000200010000100002000020000粉尘和烟雾（mg/m3）50505005001000100050005000急性经口LD 50（mg/Kg）55505030030020002

25、000急性经皮LD 50（mg/Kg）505020020010001000200020001刺激性与腐蚀性pH2或pH11.5；腐蚀作用或不可逆损伤作用强刺激作用中等刺激作用轻刺激作用无刺激作用2致敏性有证据表明该物质能引起人类特定的呼吸系统致敏或重要脏器的变态反应性损伤有证据表明该物质能导致人类皮肤过敏动物试验证据充分，但无人类相关证据现有动物试验证据不能对该物质的致敏性做出结论无致敏性2生殖毒性明确的人类生殖毒性；已确定对人类的生殖能力、生育或发育造成有害效应的读物，人类母体接触后可引起子代先天性缺陷推定的人类生殖毒性；动物试验生殖毒性明确，但对人类生殖毒性作用尚未确定因果关系，推定对人的

26、生殖能力或发育产生有害影响。可疑的人类生殖毒性；动物试验生殖毒性明确，但无人类生殖毒性资料。人类生殖毒性未定论；现有证据或资料不足以对毒物的生殖毒性作出结论无人类生殖毒性；动物试验阴性，人群调查结果未发现生殖毒性3致癌性I组，人类致癌物A组，近似人类致癌物B组，可能人类致癌物组，未归入人类致癌物组，非人类致癌物4实际危害后果与预后职业中毒病死率10%职业中毒病死率10%；或致残（不可逆损害）器质性损害（可逆性重要脏器损害），脱离接触后可治愈仅有接触反应无危害后果5扩散性（常温或工业使用时状态）气态液态，挥发性高（沸点50）；固态，扩散性极高（使用时形成烟或烟尘）固态，扩散性高（细微而轻的粉末，

27、使用时可见尘雾形成，并在空气中停留数分钟以上）固态，晶体、粒状固体、扩散性中，使用时能见到粉尘但很快落下，使用后粉尘留在表面固态，扩散性低（不会破碎的固体小球（块），使用时几乎不产生粉尘）3蓄积性（或生物半减器）蓄积系数（动物试验，下同）1；生物半减期4000h蓄积系数13；生物半减期400h4000h蓄积系数35；生物半减期40h5；生物半减期4h40h生物半减期4h1注1：急性毒物分级指标以急性吸入毒物和急性经皮毒性为分级依据。无急性吸入毒性数据的物质，参照急性经口毒性分级。无急性经皮毒性数据、且不经皮吸入的物质，按轻微危害分级；无急性经皮毒性数据、但可经皮肤吸收的物质，参照急性吸入毒性分

28、级。注2：强、中、轻和无刺激作用的分级依据GB/T21604和GB/T21609；注3：缺乏蓄积性、致癌性、致敏性、生殖毒性分级有关数据的物质的分项指标暂按极度危害划分；注4:工业使用在五年内的新化学品，无实际危害后果资料的，该分项指标暂按极度危害划分；工业使用在五年以上的物质，无实际危害后果资料的，该分项指标按轻微危害划分。注5：一般液态物质的吸入毒性按蒸汽类划分。a、1cm3/m3=1ppm，ppm与mg/m3在气温为20，大气压为101.3kPa（760mmHg）的条件下的换算公式为：1ppm=24.04/Mr mg/m3，其中Mr为该气体的分子量。该标准将介质的危害程度分为、四个级别，

29、分别代表极度危害、高度危害、中度危害及轻度危害。职业性接触毒物危害程度分级及其行业举例见表3.3。接触多种毒物时，以产生危害程度最大的毒物的级别为准。表3.3 职业性接触毒物危害程度分级及其行业举例级 别毒 物 名 称行 业 举 例级（极度危害）汞及其化合物汞冶炼、汞齐法生产氯碱苯含苯粘合剂的生产和使用（制皮鞋）砷及其无机化合物注砷矿开采和冶炼、含砷金属矿（铜、锡）的开采和冶炼氯乙烯聚氯乙烯树脂生产铬酸盐、重铬酸盐铬酸盐和重铬酸盐生产黄磷黄磷生产铍及其化合物铍冶炼、铍化合物的制造对硫磷生产及贮运羰基镍羰基镍制造八氟异丁烯二氟一氯甲烷裂解及其残液处理氯甲醚双氯甲醚、一氯甲醚生产、离子交换树脂制造

30、锰及其无机化合物锰矿开采和冶炼、锰铁和锰钢冶炼、高锰焊条制造氢化物氰化钠制造、有机玻璃制造级（高度危害）三硝基甲苯三硝基甲苯制造和军火加工生产铅及其化合物铅的冶炼、蓄电池制造二硫化碳二硫化碳制造、粘胶纤维制造氯液氯烧碱生产、食盐电解丙烯晴丙烯晴制造、聚丙烯晴制造四氯化碳四氯化碳制造硫化氢硫化染料的制造甲醛酚醛和尿醛树脂生产苯胺苯胺生产氟化氢电解铝、氢氟酸制造五氟酚及其钠盐五氟酚、五氟酚钠生产镉及其化合物镉冶炼、镉化合物的生产敌百虫敌百虫生产、贮运氯丙烯环氧氯丙烷制造、丙烯磺酸钠生产钒及其化合物钒铁矿开采和冶炼溴甲烷溴甲烷制造硫酸二甲酯硫酸二甲酯的制造、贮运金属镍镍矿的开采和冶炼甲苯二异氰酸酯聚

31、氨酯塑料生产环氧氯丙烷环氧氯丙烷生产砷化氢含砷有色金属矿的冶炼敌敌畏敌敌畏生产、贮运光气光气制造氯丁二烯氯丁二烯制造、聚合一氧化碳煤气制造、高炉炼铁、炼焦硝基苯硝基苯生产级（中度危害）二甲苯喷漆三氯乙烯三氯乙烯制造、金属清洗二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺制造、顺丁橡胶的合成六氟丙烯六氟丙烯制造苯酚酚醛树脂生产、苯酚生产氮氧化物硝酸制造级（轻度危害）苯乙烯苯乙烯制造、玻璃钢制造甲醇甲醇生产硝酸硝酸制造、贮运硫酸硫酸制造、贮运盐酸盐酸制造、贮运甲苯甲苯制造溶剂汽油橡胶制品（轮胎、胶鞋等）生产丙酮丙酮生产氢氧化钠烧碱生产、造纸四氟乙烯聚全氟乙丙烯生产氨氨制造、氨肥生产注：非致癌的无机砷化合物除外。3.2.

32、2 化工行业标准中的分类 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类（HG20660-2000）对化工压力容器中使用或储存的化学介质（包括原料、成品、半成品、中间体、反应体、反应副产物和杂质等）的毒性危害和爆炸危险程度进行分类，并据以确定压力容器的类别和致密性、密封性技术要求。该标准所确定的化学介质毒性危害和爆炸危险程度，是指压力容器在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触，发生爆炸，或因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度。HG20660对介质毒性程度的分类是以GB5044所规定的六项分级指标为基础进行分类的，根据毒性危害程度分为极度危害、高度危害和中度危害三类，未列入轻度危害的化学介质。

33、用于确定压力容器的类别时，应根据事故状态、介质与人体大量接触所引起的危害进行毒性危害程度分类。为此，该标准以急性毒性和最高容许浓度两项指标为主，并考虑其他指标的归属，综合分析，全面权衡后进行分类。用于确定化工压力容器的致密性、密封性技术要求时，除应根据事故状态外，尚应计及经常性的泄漏而引起的慢性潜在危害。为此，以急性毒性、最高容许浓度和致癌性三项指标为主，并考虑其他的指标的归属，综合分析，全面权衡后进行分类。表3.4表3.6列出了常见的毒性程度为极度危害、高度危害和中度危害的化学介质。表3.4 常见的毒性程度为极度危害的化学介质序号名 称序号名 称1乙拌磷（敌死通）11甲基对硫磷（甲基1605

34、）2乙撑亚胺（乙烯胺）12对硫磷（1605）3二甲基亚硝胺13光气（碳酰氯）4二硼烷（乙硼烷）14异氰酸甲酯5八甲基焦磷酰胺（八甲磷）15汞（水银）6三乙基氯化锡16苯并（ ）芘7五硼烷（戊硼烷）17硫芥（芥子气）8内吸磷（1059）18氰化氢（氢氰酸）9四乙基铅19氯甲醚10甲拌磷（3911）20羰基镍注：当毒性程度分类用于确定压力容器致密性、密封性技术要求时，氯乙烯、-萘胺应列入本表，作为极度危害化学介质。表3.5 常见的毒性程度为高度危害的化学介质序号名 称序号名 称1二甲腈（不对称）32肼（联氨）2二异氰酸甲苯酯（TDI）33环氧乙烷（氧化乙烯）3二氟化氧（一氧化碳）34环氧氯丙烷4二

35、硝基苯（间、邻、对）35速灭威5二硝基氯化苯36臭氧61，2-二溴乙烷37倍硫磷71，2-二溴氯丙烷38敌百虫8二氯四氟丙酮39敌敌畏9二氯氧化硒（氯氧化硒）40氟103-丁烯腈（烯丙基腈）41氟化氢（氢氟酸）11十氟化硫42砷化氢12三氟化氯43菸碱（烟碱、尼古丁）13三硝基甲苯（TNT）44硒化氢14三氯化磷45硫酸二甲酯15五氯化磷46氰16丙烯腈47氯17丙烯酰胺48氯丹（氯化茚）18丙烯醛49氯化苦（三氯硝基甲烷）19丙酮氰醇（氰丙醇）50氯丙腈20甲基内吸磷（甲基1059）51-氯丙腈21甲醛52氯代连苯22甲酸（乙酸）53氯甲烷（甲基氯）23正丁腈54氯萘24对硝基苯胺55氯酚2

36、5对硝基氯苯56氯甲酸三氯甲酯（双光气）26异丁腈57溴甲烷（甲基溴）27苄基氯（氯化苄）58碘甲烷（甲基碘）28呋喃丹（虫满威）59碳酰氟（氟光气）29邻硝基氯苯60磷化氢30苯乙腈（苄基氰）61磷胺（福斯胺）31苯胺注：当毒性程度分类用于确定压力容器致密性、密封性技术要求时，四氯化碳、邻甲苯胺、苯应列入本表，作为高度危害化学介质。表3.6 常见的毒性程度为中度危害的化学介质序号名 称序号名 称1一乙醇胺（氨基乙醇）46甲基丙烯酸环氧丙酯2一氧化碳47甲硫醇3一氯醋酸48甲醇（木醇）4乙二胺49正丁硫醇5乙二酸乙二酯（草酸二乙酯）50正丁醛（酪醛）6乙叉降冰片烯51正硅酸甲酯7乙胺52乐果（

37、乐戈）8乙硫醇53叶蝉散（灭扑威）9乙氰（甲基氰）54环己酮10乙酸（醋酸）55异丁醛（二甲基乙醛）11乙酸酐56西维因（胺甲萘）122，6二乙基苯胺57杀螟松（速灭虫）13二甲胺58吡啶（氮杂苯）14二甲基乙酰胺59邻甲苯胺15二甲基二氯硅烷60邻硝基甲苯16二甲基甲酰胺61邻硝基酚17二甲基苯胺62苯18N，N二甲基苯胺63苯酚（石炭酸）19二氧化硫64苯醛20二氧化氮65苯乙烯21二氧化碳66间苯酚221，1（偏二氯乙烯）67间甲苯胺231，2 二氯乙烯（顺、反）68间苯二酚（雷锁辛）241，2 二氯乙烷（二氯化乙烯）69间硝基甲苯25二氯乙醚（，2二氯乙醚）70间氯苯胺26二氯丙醇71

38、氟苯27丁胺（正丁胺）72氨28丁烯醛（巴豆醛）73偏二氯乙烯（1，1 二氯乙烯）29三氧化硫74萘30二氯乙烷75-萘胺（1萘胺，甲萘胺）31三溴甲烷（溴仿）76-萘酚（1萘酚，甲萘酚）321，1，2三氯乙烷77硝基苯（人造苦杏仁油）331，1，2三氯乙烯78硝酸341，2，4三氯苯79硫化氢35三氯醋酸80硫酸36三氯氢硅81氯乙烯37己二腈82氯乙醇38氯化氢（盐酸）83氯丁二烯39五硫化二磷84磷酸三丁酯401，1，2，2四溴乙烷853-氯丙烯41四氯化碳86氯化氢42四氯乙烷87氯苯43丙烯醇（烯丙醇）88糠醛44丙硫醇89糠醛（呋喃甲醛）45甲胺（一甲胺）90乙炔注：当毒性程度分类

39、用于确定压力容器致密性、密封性技术要求时，四氯化碳、邻甲苯胺、苯应列为毒性程度为高度危害的化学介质；氯乙烯、-萘胺应列为毒性程度为极度危害的化学介质。需要说明的是，当使用中涉及多种化学介质时，应按介质组分中毒性危害最大的介质考虑；当某一危害性物质在介质中含量极少时，应按其危害程度及其含量综合考虑，按照标准的分类原则，由设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门决定分类。标准中未列入的化学介质，应遵照上述分类原则，参考相近介质的分类类别进行分类。3.2.3 毒物的常见形式在实际生产过程中，有毒物质常以气体、蒸汽、雾、烟尘或粉尘的形式污染生产环境，从而对人体产生毒害。1. 气体：指在常温下呈气态的

40、物质。如氯、一氧化碳、二氧化硫等。2. 蒸汽：由液体蒸发或固体升华而形成。如苯氨、硫蒸汽、汞蒸汽等。3. 雾：是指混悬在空气中的液体微滴，多为蒸汽冷凝或液体喷散所形成。如喷漆时所形成的含苯漆雾、酸洗作业时所形成的硫酸雾。4. 烟：又称烟雾或烟气，是指悬浮在空气中的烟状固体微粒。其直径往往小于0.1微米，如煤和石油的燃烧、塑料加工时产生的烟。5. 粉尘：是指能较长时间漂浮于空气中的固体微粒。大都是固体物质经机械加工而形成的，如石灰、粉煤等。3.2.4 工业毒物侵入人体的途径毒物进入人体的途径有三种，主要是经呼吸道，其次是皮肤，再次是消化道。1. 经呼吸道进入：这是生产性毒物进入人体的最重要途径。

41、因为肺是人体主要的呼吸器官，肺泡面积大，泡壁极薄，表面又为含酸的液体所温润，并有丰富的毛细血管。所以肺泡对毒物极其敏感，且吸收迅速。如人体吸进了大量的一氧化碳、氰化氢等，在数分钟内就可以中毒昏迷。另外由于呼吸道进入的毒物被肺泡吸入后不经肝脏解毒就直接进入血液循环而分布到全身，所以有更大的危险性。2. 经皮肤进入：这也是职业中毒中较为常见的途径。它是穿过表皮屏障或通过毛囊和皮脂腺而进入人体的。经皮肤吸收的毒物也不经过肝脏而直接随血液循环分布于全身。3. 经消化道进入：在生产环境中，毒物单纯从消化道吸收而引起中毒的情况比较少见，偶然见于不遵守操作规程或在生产场所进食、吸烟以及误服等情况。由消化道吸

42、收的毒物，先经过静脉系统进入肝脏，在肝脏转化后，才进入循环而至全身。3.2.5 急性中毒的现场抢救急性中毒是指在短时间内接触高浓度的毒物，引起机体功能或器质性改变，如果不及时抢救，容易造成死亡或留有后遗症。慢性中毒是指在长时间内经常接触某种较低的浓度的毒物所引起的中毒，如果得不到及时的诊断和治疗，将会发展成为严重慢性中毒。急性中毒多在现场突然发生异常时，由于设备损害或泄漏致使大量毒物外溢造成的。若能及时、正确地抢救，对于挽救中毒者的生命，减轻中毒程度，防止合并症具有重要的意义。抢救急性中毒者，应迅速、沉着地做好下面几项工作：1. 救护者应做好个人防护。救护者在进入毒区之前，首先要做好个人呼吸系

43、统和皮肤的防护，佩戴好呼吸器，否则非但中毒者不能获救，救护者也会中毒，反而使中毒事故扩大。2. 切断毒物来源。对中毒者抢救的同时，应采取果断措施切断毒源（如关闭阀门、停止加送物料等），防止毒物继续外逸。如果是在室内中毒，应开启通、排风机。3. 防止毒物继续侵入人体。将中毒者迅速移至新鲜空气处，并保持呼吸畅通。清除毒物，防止沾染皮肤和粘膜。4. 促进生命器官功能恢复。中毒者若停止呼吸，则要立即进行人工呼吸，强制输氧。心跳停止应进行人工复苏胸外挤压。5尽早使用解毒剂。采用各种解毒措施，降低和消除毒物对机体的危害作用。3.3 介质的化学特性3.3.1 介质的化学特性介质的化学特性有很多方面，对于压力

44、容器安全来讲，我们最关心的是介质的燃烧性和爆炸性。按介质的燃烧性，可以把介质分为易燃介质、助燃介质、不可燃介质等。1燃烧及燃烧条件燃烧是一种放热并伴随着发光的化学反应。大多数燃烧是可燃物质与空气（氧）或其它氧化剂进行剧烈化合而发生的。物质的燃烧必须具备三个条件：（1）可燃物，凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质均称为可燃物，如汽油、液化石油气、木材等。（2）助燃物，凡是能帮助或支持燃烧的物质均称为助燃物，如空气中的氧、氯、高锰酸钾等。（3）着火源，凡是能引起可燃物质发生燃烧的热能源，均称为着火源，如明火、摩擦、撞击、高温表面、自然发热、化学能、电火花、聚集的日光和射线等。但是，要使可

45、燃物质燃烧，不仅要具备燃烧的三个条件，而且每一个条件都要有一定的量且彼此相互作用，否则就不会发生燃烧。对于正在进行的燃烧，若消除其中任何一个条件，燃烧便会终止，这就是灭火的基本原理。2爆炸爆炸是物质由一种状态迅速转变为另一种状态，并在瞬间以声、光、热、机械功等形式放出大量能量的现象。爆炸实质上是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。（1）按爆炸的起因，可以将爆炸分为物理性和化学性爆炸两大类。物理性爆炸是指由于物理因素（如状态、温度、压力等）变化而引起的爆炸，物理爆炸也称为爆裂。物理性爆炸前后物质的性质和化学成分均无改变。如压力容器由于超压引起的爆炸；水遇到高温载热体，急剧汽化而引起的爆炸；因

46、容器腐蚀减薄而使容器强度下降引起的爆炸等均属于物理性爆炸。化学性爆炸是指由于容器内介质发生剧烈的化学反应，使容器内的压力急剧上升而引起的爆炸。化学性爆炸前后物质的性质和化学成分均发生了根本的变化。化学性爆炸按爆炸时发生的化学变化可分为简单的分解爆炸、复杂的分解爆炸和爆炸性混合物爆炸。简单的分解爆炸不发生燃烧反应，爆炸物大多是具有不稳定结构的化合物，如三氯化氮、乙炔铜、酚铁盐等。这类爆炸物是最危险的，轻微振动或受热即能引起爆炸。复杂的分解爆炸时伴随有燃烧反应，燃烧需要的氧气由本身的分解供给，如炸药等。爆炸性混合物爆炸的过程与气体的燃烧过程相似，其主要区别在于燃烧的速度不同。燃烧反应速度慢，爆炸的

47、反应速度非常快，可以达每秒几百米、几千米。（2）按燃烧速度的快慢分，爆炸可分为爆燃和爆轰。爆燃是指燃速以亚音速传播的爆炸。爆轰是指燃速以超音速传播，并以冲击波为特征的爆炸。当燃烧速度极快的爆炸性混合物，在全部或部分封闭状态下或高压下燃烧时，若混合物的组成及预热条件适宜，可以产生一种比爆燃更激烈的现象，这种现象叫作爆轰。爆轰的特征是具有突然引起的极高压力。3爆炸极限可燃气体、可燃液体的蒸汽或可燃粉尘与空气混合达到一定浓度时，遇到火焰就会发生爆炸，这个遇到火源能够发生爆炸的浓度范围，称为爆炸极限。爆炸极限通常用可燃气体在空气中的百分比（%）表示，可燃粉尘则以毫克/升表示。可燃气体或蒸汽在空气中刚达

48、到可以使火焰蔓延的最低浓度称为该气体或蒸汽的爆炸下限，达到可以使火焰蔓延的最高浓度，称为该气体或蒸汽的爆炸上限。爆炸上限和下限之间的范围称为爆炸范围。如果可燃气体在空气中的浓度低于爆炸下限，因含有过量空气，即使遇到火源也不会发生爆炸；同样，如果可燃气体在空气中的浓度高于爆炸上限，因空气不足，也不会发生爆炸。只有当空气增多到足以将可燃气体稀释至爆炸范围时，才能燃烧爆炸。易燃气体是指其与空气混合的爆炸下限小于13%，或爆炸上限和下限之差大于12%的气体。易爆气体是指其与空气混合的爆炸下限小于10，或爆炸上限和下限之差大于或者等于20的气体。影响爆炸极限的因素。爆炸极限并非固定值，它受以下各方面因素

49、的影响：（1）初始温度的影响。易燃介质的初始温度越高，爆炸范围越大，即下限降低，上限升高。（2）压力的影响。压力增加（降低）爆炸范围随之扩大（缩小）。压力对爆炸上限的影响十分显著，对下限的影响较小。（3）惰性介质的影响。若混合介质中所含的惰性气体量增加，爆炸范围就会缩小。惰性气体的浓度提高到某值时，混合介质就不会爆炸。混合介质中惰性气体量增加，对上限的影响比对下限的影响更为显著。（4）容器直径的影响。容器或管子的直径越小，则爆炸范围缩小。当管径（或火焰通道）小到一定程度时，火焰就不能通过，这一间距叫临界直径，也称最大灭火间距。（5）火源能量的影响。燃烧和爆炸都需有着火源。火源的能量、热表面的面

50、积、火源与混合介质的接触时间等，对爆炸极限均有影响。如甲烷与电压为100V，电流强度为1A的电火花接触，无论在什么浓度下都不会爆炸，若电流强度为2A，则爆炸极限为5.913.6，3A时为5.8514.8。各种爆炸性混合介质都有一个最低引爆能量（在接近反应当量浓度时出现）。（6）其他因素的影响。除上述因素外，还有其他因素也能影响爆炸的进行，如光的影响。在黑暗中氢与氯的反应十分缓慢，但在强光照射下则能发生连锁反应，导致爆炸。又如甲烷与氯的混合物，在黑暗中长时间都不发生反应，但在日光照射下，便会引起剧烈的反应，一旦比例适当，就会爆炸。另外，表面活性物质对某些介质也有影响，在530时，氢与氧完全无反应

51、，但如果投入石英、玻璃、铜或铁棒时，则发生爆炸。4防止易燃介质燃烧爆炸的措施（1）火源控制易燃介质的生产或使用单位，常见的着火源除生产过程本身的燃烧炉火、反应热、电火花等以外，还有维修用火、机械摩擦、撞击火花、静电放电火花以及吸烟等。这些火源都是引起易燃易爆物质着火爆炸的直接原因。控制这些火源的使用范围，严格管理制度，对于防火防爆是十分重要的。1）明火控制。明火主要是指生产过程中的加热用火，维修用火及其他火源。加热易燃介质时，应避免采用明火，应采用蒸汽、热水、中间热载体或电加热等间接加热。在有火灾爆炸危险场所，若需在压力容器和管道内部作业时，不得采用普通电灯照明，而应采用安全电压电器或防爆电器

52、。同时，应尽量避免焊割作业，如确需进行焊割作业时应严格执行动火安全规定。在积存有可燃气体或液化气体的管沟、深坑、下水道及其附近，没有进行动火分析或消除危险之前，不能有明火作业。电焊具手线、地线应绝缘良好。不能利用与易燃易爆生产设备有联系的金属件作为电焊地线，以防止在电器通路不良的地方产生高温或电火花。要防止易燃易爆介质与高温的设备及管道表面相接触。可燃物料排放口应远离高温表面，高温表面要有隔热保温措施，不能在高温管道和设备上烘烤衣服及其他可燃物质。烟囱飞火，汽车、拖拉机、柴油机等排气管喷火，都可能引起可燃气体燃烧爆炸。为防止烟囱飞火，炉膛内燃烧要充分，烟囱要有足够的高度，周围一定距离内，不搭建易燃建筑，不堆放易燃易爆物资。为防止机动车辆排气管喷火引起火灾，储存易燃易爆介质的场地与交通干线应有一定的距离，同时进入易燃介质场地的机动车辆排气管上应安装火星熄灭器。2）摩擦与撞击火花的控制。机器中轴承等转动部分的摩擦，铁器的相互撞击，铁器工具打击混凝土地面等