压力容器压力管道安全管理

1、压力容器压力管道安全管理主讲人: 特种设备安全管理负责人培训目 录一、承压设备安全现状二、压力容器基础知识三、压力管道基础知识四、全寿命安全管理一、承压设备安全现状特种设备是指对人身和财产安全有较大危险性的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆，以及法律、行政法规规定适用中华人民共和国特种设备安全法的其他特种设备。按照特种设备所包含的8类设备的特点，可将特种设备划分为承压类特种设备和机电类特种设备。国家对特种设备实行目录管理。（1）我国在用特种设备的数量 截至2016年底，全国特种设备总量达1197.02万台，比2015年底上升8.8

2、1%。其中：锅炉53.44万台、压力容器359.97万台、电梯493.69万台、起重机械216.19万台、客运索道1008条、大型游乐设施2.23万台、场（厂）内机动车辆71.38万台。另有：气瓶14235万只、压力管道47.79万公里。设备种类承压类特种设备机电类特种设备锅炉（万台）压力容器压力管道（万公里）电梯（万台）起重机械（万台）客运索道（条）大型游乐设施（万台套）场（厂）内专用机动车（万台）压力容器（万台）气瓶（万只）数量53.44359.971423547.79493.69216.1910082.2371.38201557.92340.661369843.63425.96210.4

3、49852.0463.022016年全国特种设备数量一、承压设备安全现状2016年特种设备数量分类比例图一、承压设备安全现状一、承压设备安全现状一、承压设备安全现状一、承压设备安全现状（2）2016年特种设备事故特点 按设备类别划分，锅炉事故17起，压力容器事故14起，气瓶事故13起，压力管道事故2起，电梯事故48起，起重机械事故94起，场（厂）内机动车辆事故39起，大型游乐设施事故6起。其中，电梯和起重机械事故起数和死亡人数所占比重较大，事故起数分别占20.60%、40.34，死亡人数分别占15.24%、51.67%。 按损坏形式划分，承压类设备（锅炉、压力容器、气瓶、压力管道）事故的主要特

4、征是爆炸、泄漏着火等。 按发生环节划分，发生在使用环节192起，占82.40%；维保检修环节18起，占7.73%；安装拆卸环节19起，占8.15%；充装运输和改造环节各2起，占1.72%。一、承压设备安全现状一、承压设备安全现状（3）2016年特种设备事故原因锅炉事故。违章作业或操作不当原因7起，设备缺陷和安全附件失效原因3起。压力容器事故。违章作业或操作不当原因4起，设备缺陷和安全附件失效原因3起。气瓶事故。违章作业或操作不当原因6起，设备缺陷和安全附件失效原因2起，非法经营1起。压力管道事故。1起为山体滑坡导致管道破裂引发爆燃，1起为人员违章操作。一、承压设备安全现状（4）发展趋势 压力容

5、器等承压设备是重要的特种设备，是经济发展的重要基础设备。压力容器正向着大型化、高参数、服役环境极端化及长周期连续运行的方向发展。大型化尺寸高参数压力、温度极端环境损伤模式、失效模式更复杂长周期运行可靠性要求更高一、承压设备安全现状一、承压设备安全现状（5）使用管理相关安全技术规范TSG 082017特种设备使用管理规则TSG 212016固定式压力容器安全技术监察规程TSG 00052011移动式压力容器安全技术监察规程TSG 00062014气瓶安全技术监察规程TSG 242015氧舱安全技术监察规程TSG D00012009压力管道安全技术监察规程工业管道二、压力容器基础知识2.1 基本概

6、念2.2 结构2.3 参数及其控制2.4 介质特性2.5 失效及损伤 2.1 基本概念2.1.1 定义 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体、容积大于或者等于30L且内直径(非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸)大于或者等于150mm的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPaL的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶；氧舱。2.1 基本概念 压力容器广泛用于石油化工、医药、冶金、

7、机械、采矿、电力、航天航空、交通运输等工业生产部门，在农业、民用和军工部门也颇常见。2.1 基本概念2.1.2 压力容器类别固定式压力容器：固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器。移动式压力容器：移动式压力容器是指由罐体或者大容积钢质无缝气瓶与走行装置或者框架采用永久性连接组成的运输装备。气瓶：用于储存和运输压缩气体、液化气体、溶解气体或吸附气体的瓶式密闭容器。氧舱：氧舱是指采用空气、氧气或者混合气体等可呼吸气体为压力介质，用于人员在舱内进行治疗、适应性训练的载人压力容器。2.1 基本概念2.1.3 压力容器品种固定式压力容器：超高压容器、第三类压力容器、第二类压力容器、第一类压力容器

8、移动式压力容器：铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱、管束式集装箱气瓶：无缝气瓶、焊接气瓶、特种气瓶（内装填料气瓶、纤维缠绕气瓶、低温绝热气瓶）氧舱：医用氧舱、高气压舱192.1 基本概念2.1.4 压力容器压力等级 压力容器的设计压力(p)划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级：(1)低压(代号L)，0.1MPap1.6MPa；(2)中压(代号M)，1.6MPap10.0MPa； (3)高压(代号H)，10.0MPap100.0MPa； (4)超高压(代号U)，p100.0MPa。2.1 基本概念2.1.5 固定式压力容器分类根据危险程度（介质特性、设计压力和容积），固定式压力容器划

9、分为、类。超高压容器划分为第类压力容器。简单压力容器划分为第类压力容器。2.1 基本概念适用于第一组介质：毒性危害程度为极度、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体2.1 基本概念适用于第二组介质：除第一组以外的介质2.1.6 安全技术规范的适用范围TSG 21适用于特种设备目录所定义的、同时具备以下条件的压力容器：(1)工作压力大于或者等于0.1MPa；(2)容积大于或者等于0.03m3并且内直径(非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸)大于或者等于150mm；(3)盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。2.1 基本概念TSG 21不适用于以下容器：(1)移动

10、式压力容器、气瓶、氧舱；(2)军事装备、核设施、航空航天器、铁路机车、海上设施和船舶以及矿山井下使用的压力容器；(3)正常运行工作压力小于0.1MPa的容器(包括与大气连通的在进料或者出料过程中需要瞬时承受压力大于或者等于0.1MPa的容器)；(4)旋转或者往复运动的机械设备中自成整体或者作为部件的受压器室(如泵壳、压缩机外壳涡轮机外壳液压缸、造纸轧辊等)；(5)板式热交换器、螺旋板热交换器、空冷式热交换器、冷却排管；(6)常压容器的蒸汽加热盘管、过程装置中的管式加热炉；(7)电力行业专用的全封闭式组合电器(如电容压力容器)；(8)橡胶行业使用的轮胎硫化机以及承压的橡胶模具；(9)无增强的塑料

11、制压力容器。2.1 基本概念TSG R0005适用于特种设备目录所定义的，同时具备以下条件的移动式压力容器：(1)罐体或者气瓶具有装卸介质功能，并且参与铁路、公路或者水路运输的；(2)罐体工作压力大于或者等于0.1MPa的或者气瓶公称工作压力大于或者等于0.2MPa的；(3)罐体容积大于或者等于450L的或者气瓶单瓶容积大于或者等于150L且气瓶瓶组容积之和不小于3000L的；(4)罐体充装介质为气体或者最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体的。2.1 基本概念TSG R0005不适用于下列移动式压力容器：(1)罐体或者气瓶为非金属材料制造的；(2)正常运输使用过程中罐体工作压力小于0.1M

12、Pa(包括在装卸介质过程中需要瞬时承受压力大于或者等于0.1MPa)的。2.1 基本概念2.2 结构2.2.1 压力容器的范围固定式压力容器的范围包括压力容器本体、安全附件及仪表。固定式压力容器的本体界定在以下范围内：(1)压力容器与外部管道或者装置焊接(粘接)连接的第一道环向接头的坡口面、螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或者管件连接的第一个密封面；(2)压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；(3)非受压元件与受压元件的连接焊缝。压力容器本体中的主要受压元件，包括筒节(含变径段)、球壳板、非圆形容器的壳板、封头、平盖、膨胀节、设备法兰，热交换器的管板和换热管，

13、M36以上(含M36)螺柱以及公称直径大于或者等于250mm的接管和管法兰。2.2.1 压力容器的范围固定式压力容器的安全附件及仪表 安全附件，包括直接连接在压力容器上的安全阀、爆破片装置、易熔塞、紧急切断装置、安全联锁装置。安全附件应当是在出现异常情况时能够自主启动相应动作从而对压力容器起到保护作用的附件。 仪表包括直接连接在压力容器上的压力、温度、液位等测量仪表。仪表只是起到某种参数指示作用，当出现异常情况时没有相应保护动作。2.2 结构2.2 结构2.2.1 压力容器的范围 移动式压力容器，除罐体或者气瓶、管路、安全附件、装卸附件外，其范围还包括走行装置或者框架等。移动式压力容器罐体或者

14、气瓶界定在下述范围内：(1)罐体与管路焊接连接的第一道环向接头的坡口面，罐体或者气瓶与管路、安全附件螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面；(2)罐体或者气瓶开孔部分的端盖、端塞及其紧固件；(3)罐体与非受压元件的连接焊缝。罐体中的主要受压元件包括筒体、封头以及公称直径大于或者等于50mm的接管、凸缘、法兰、法兰盖板等。2.2 结构2.2.1 压力容器的范围移动式压力容器的管路包括所有与罐体或者气瓶相连接的管子与管件。移动式压力容器的安全附件包括安全泄放装置、紧急切断装置、压力测量装置、液位测量装置、温度测量装置、阻火器、导静电装置等。移动式压力容器的装卸附件包括装卸阀门、装

15、卸软管和快速装卸接头(简称快装接头)等。2.2 结构2.2.2 固定式压力容器主体结构型式1.接管；2.端盖；3.法兰；4.筒体；5.加强圈；6.人孔；7.封头；8.支座。2.2.2 固定式压力容器主体结构型式球形容器1.顶部极板（北极板）；2.上温带板（北温带）；3.赤道带板；4.下温带板（南温带）；5.底部极板；6.拉杆7.下部盘梯； 8.支柱；9.中间平台；10.上部盘梯；11.顶部平台。2.2 结构2.2.2 固定式压力容器主体结构型式(2)圆形截面容器1.封头；2.筒体； 3.支座；4.接管。2.2 结构2.2.2 固定式压力容器主体结构型式(3)非圆形截面容器2.2 结构362.2

16、 结构2.2.3 移动式压力容器结构型式铁路罐车（常温、低温）汽车罐车（罐体结构形式分为裸式、保温层式或真空绝热层式， 汽车与罐体的连接方式分为单车式和半挂式）罐式集装箱长管拖车和管束式集装箱2.2 结构2.2.4 安全附件及仪表（1）安全阀当压力超过允许工作压力时，自动起跳，把容器内气体排出去，直至压力容器内的压力降至正常工作压力时，又自动关闭，以保证压力容器在正常压力下运行。安全阀的优点1)安全阀经调试，开启压力达到预期值后，可多次使用，直到下次定期检验时为止。所以，在没有特殊要求时，一般均采用安全阀。2)安全阀每次开启只泄放掉超压部分的介质，而保留了容器其余大部分介质。少量被泄放的介质对

17、周围环境的影响较小。（1）安全阀安全阀的缺点1)安全阀不适应于快速升压的要求。对于有增加分子量的快速化学反应的容器不能采用。2)安全阀的密封面上有微量或少量介质泄漏。对于易燃、高度毒性以上的介质及强腐蚀性介质等不容许泄漏的场合须谨慎采用。3)对介质性状有要求。若含有少量结晶体、粘稠性液体或对密封面有腐蚀等，都会“咬住”密封面而不能保证安全阀准确开启。4)其它安全阀不能满足的情况。例如要求泄放面积很大、很小；泄放压力很高、很低等。2.2 结构（2）爆破片装置压力容器上安装的爆破片主要起控制压力的作用，当压力容器内的压力超过爆破片爆破压力时，爆破片即自行破裂或脱落泄压，防止压力容器爆破事故的发生。

18、爆破片装置由爆破片和夹持器等装配组成。2.2 结构（2）爆破片装置爆破片优点1)反应动作迅速，泄放量大。2)爆破片密封性能可靠。3)泄压装置的动作不受介质的形状的影响，爆破压力的精度高。爆破片缺点1)爆破片泄压装置在膜片破裂后压力容器的操作将中断，对正常生产影响较大。2)爆破片破裂后泄放出大部分甚至全部介质。3)爆破片只能使用一次，不能重复使用。2.2 结构（3）紧急切断装置当系统内发生管路附近突然破裂、其他阀门的密封失效、装卸物料时流速过快以及环境发生火灾等情况时，紧急切断装置能迅速切断通路，防止容器内物料大量外泄，避免或减少事故的发生。2.2 结构（4）安全联锁装置安全联锁装置是保证快开门

19、式压力容器安全运行不可缺少的安全装置。化工、纺织、医药等行业使用的快开门式的压力容器，包括蒸压釜、硫化罐、消毒锅、灭菌锅等容器。按照规定，这些快开门式压力容器上必须装设安全连锁装置。（5）导静电装置充装易燃、易爆介质的移动式压力容器(铁路罐车除外)，必须装设可靠的导静电接地装置。2.2 结构（6）压力表压力表是用来测量压力容器内介质压力的一种计量仪表，它可以正确显示压力容器内的压力，一旦发生异常情况，使操作人员能够及时迅速处理，防止发生超压事故。压力表的装设（1）装设位置应便于观察和清洗。（2）当工作介质为蒸汽时，在压力表与容器之间应装有一段弯管，使蒸汽在该弯管内冷凝，以免温度引起表内弹性元件

20、的变形，影响精度。（3）压力表与压力容器之间，不得连接其他用途的任何配件或接管。（4）盛装高温、强腐蚀或高年度介质时，应在压力表和压力容器的连接管路上装设缓冲装置。（5）根据压力容器容器的最高许用压力，应在压力表的刻度盘上划出警戒红线，为避免玻璃转动产生错觉，不应将警戒红线划在玻璃上。2.2 结构（7）温度计为满足生产工艺对温度的要求，必须采用温度计测量压力容器内工作介质温度，使容器内的温度控制在规定的范围内。对需要控制容器壁温时安装温度计进行壁温测量，防止壁温超过材料的允许壁温，保证容器的安全运行。（8）液位计液位计是显示压力容器内液面位置变化的安全装置。盛装液化气体的储存容器，包括大型的球

21、形储罐、卧式储罐和罐车（箱）等均应装设液位计，以防止容器内的介质因满液而发生液体膨胀而导致溢出和超压事故。对于移动式压力容器，液位测量装置仅是罐车（箱）罐体充装量的辅助测量装置，罐体的最大允许充装量以衡器称重为准。2.2 结构压力容器有特定的设计工艺参数，如果超过设计工艺参数运行，容器就会因承载能力不足而可能出现事故。容器在长期运行中，由于压力、温度、介质腐蚀等因素的综合作用，容器上的缺陷可能进一步发展并可能形成新的缺陷。因此，压力容器运行中对工艺参数的安全控制，是压力容器安全运行的重要内容。压力容器运行中工艺参数的控制主要是指对压力、温度、液位、物料配比、介质腐蚀性、交变载荷等的控制。2.3

22、 主要参数及其控制（1）压力和温度控制压力和温度是压力容器使用过程中的两个主要工艺参数。压力的控制要点主要是控制容器的操作容器的操作压力不超过最高工作压力；温度的控制是介质或反应物在压力容器中的主要控制参数之一。温度过高可能会导致剧烈反应而使压力剧增，可能引起爆炸，或反应物的分解着火等事故。（2）投料控制对于放热反应的容器，投料量与投料速度不能超过容器的传热能力，否则物料的温度会急剧升高，引起物料分解、突沸而发生事故。反应物料的配比应严格控制，参加反应物料的浓度、流量要正确计量和分析。2.3 主要参数及其控制（3）充装量的控制由于液化气体的饱和蒸汽压随温度的升降而增减。盛装液化气体的容器，应该

23、严格按照规定的充装系数充装，以保证在设计温度下容器内有足够的气相空间。（4）介质腐蚀性的控制介质的工艺条件对容器的腐蚀有很大的影响。因此必须严格控制介质的成分及杂质含量等工艺指标。（5）压力、温度波动的控制压力容器在反复变化的载荷作用下产生疲劳破坏。疲劳破坏往往发生在容器开孔接管、焊缝、转角及其他几何形状发生突变的高应力区域。为了防止容器发生疲劳破坏，应尽可能减少应力集中、尽量避免突然的开、停车等。2.3 主要参数及其控制压力容器盛装的介质往往具有有毒、腐蚀、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

24、生中毒或火灾爆炸等事故。2.4 介质特性(1)介质的毒性- GB 504485GB 504485职业性接触毒物危害程度分级以急性毒性、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，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别。该标准将介质的危害程度分为、四个级别，分别代表极度危害、高度危害、中度危害及轻度危害。2.4 介质特性职业性接触毒物危害程度分级指 标分 级（极度危害）（高度危害）（中度危害）（轻度危害）急性毒性吸入LC50/（mg/m3）200200200020000

25、经皮LD50/（mg/kg）1001005002500经口LD50/（mg/kg）25255005000急性中毒发病状况生产中易发生中毒，后果严重生产中可发生中毒，预后良好偶可发生中毒迄今未见急性中毒，但有急性影响慢性中毒患病状况患病率高（5%）患病率较高（5%）或症状发生率高（20%）偶有中毒病例发生或症状发生率较高（10%）无慢性中毒而有慢性影响慢性中毒后果脱离接触后，继续进展或不能治愈脱离接触后，可基本治愈脱离接触后，可恢复，不致严重后果脱离接触后，自行恢复，无不良后果致癌性人体致癌物可疑人体致癌物实验动物致癌物无致癌性最高容许浓度/（mg/m3）0.10.11.0102.4 介质特性(

26、1)介质的毒性- HG 206602000HG 206602000压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类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。2.4 介质特性(1)介质的毒性- HG 206602000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

27、此，该标准系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。2.4 介质特性2.4 介质特性(2)火灾危险性- GB 500162006GB 500162006建筑设计防火规范规定（消防角度）：生产的火灾危险性根据生产中使用或产生的物质性质及其数量等因素，分为甲、乙、丙、丁、戊类。其中，甲类危险性最大，戊类危险性最小，甲、乙类属于易燃易爆生

28、产，应特别关注；丙类属于普通可燃物质的加工，易引起大火。储存物品的火灾危险性应根据储存物品的性质和储存物品中的可燃物数量等因素，分为甲、乙、丙、丁、戊类。2.4 介质特性生产类别火灾危险性特征项别使用或产生下列物质的生产甲1闪点小于28的液体 2爆炸下限小于10%的气体 3常温下能自行分解或在空气中氧化能导致迅速自燃或爆炸的物质 4常温下受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质 5遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂 6受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 7在密闭容器内操作温度大于等于物质本身

29、自燃点的生产 乙1闪点大于等于28，但小于60的液体 2爆炸下限大于等于10%的气体 3不属于甲类的氧化剂 4不属于甲类的化学易燃危险固体 5助燃气体 6能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉尘、纤维、闪点大于等于60的液体雾滴丙1闪点大于等于60的液体 2可燃固体 丁1对不燃烧物质进行加工，并在高温或熔化状态下常产生强辐射热、火花或火焰的生产 2利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产 3常温下使用或加工难燃烧物质的生产 戊常温下使用或加工不燃烧物质的生产 生产的火灾危险性分类2.4 介质特性仓库类别项别储存物品的火灾危险性特征甲1闪点小于28的液体 2爆炸下限小

30、于10%的气体，以及受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生爆炸下限小于10%气体的固体物质3常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致自燃或爆炸的物质 4常温下受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质5遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂 6受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 乙1闪点大于等于28，但小于60的液体 2爆炸下限小于等于10%的气体 3不属于甲类的氧化剂 4不属于甲类的化学易燃危险固体 5助燃气体 6常温下与空气接触能缓慢氧化，积热不散引起自燃的物品 丙1闪点大于等于60的液体 2可燃固体 丁

31、难燃烧物品戊不燃烧物品储存物品的火灾危险性分类2.4 介质特性类别可燃气体与空气混合物的爆炸下限名称甲10%（体积）乙炔，环氧乙烷，氢气，合成气，硫化氢，乙烯，氰化氢，丙烯，丁烯，丁二烯，顺丁烯，反丁烯，甲烷，乙烷，丙烷，丁烷，丙二烯，环丙烷，甲胺，环丁烷，甲醛，甲醚（二甲醚），氯甲烷，氯乙烯，异丁烷，异丁烯乙10%（体积）一氧化碳，氨，溴甲烷(2)火灾危险性- GB 501602008 GB 501602008石油化工企业设计防火规范中对可燃气体的火灾危险性分类及其举例。可燃气体的火灾危险性分类及其举例2.4 介质特性GB 501602008石油化工企业设计防火规范中对液化烃、可燃液体的火灾

32、危险性分类。液化烃、可燃液体的火灾危险性分类类别名称特征甲A液化烃15时的蒸汽压力0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体B可燃液体甲A类以外，闪点28乙A闪点2845操作温度超过其闪点的，应视为甲B类液体。B闪点4560丙A闪点60至120操作温度超过其闪点的，应视为乙A类液体。B闪点120操作温度超过其闪点的，应视为乙B类液体；操作温度超过其沸点的，应视为乙A类液体。(3)介质的爆炸危险性爆炸极限：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

33、克/升表示。可燃气体或蒸汽在空气中刚达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。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。2.4 介质特性(4)介质的腐蚀性腐蚀性物质是指通过化学作用使生物组织接触时造成严重损伤或在渗漏时会严重损害甚至毁坏其他货物或运载工具的物质。腐蚀的危险性：对人体的伤害、对金属的腐蚀、腐蚀性介质的火灾危险性（氧化性、易燃性、遇水易燃分解性）。腐蚀一般都是在特定的组合条件下产生的

34、，某一介质只有在某种条件（压力、温度、浓度等）下才对某些材料产生腐蚀。例如低碳钢及低合金钢在液氨中可能发生应力腐蚀，而在氯化物水溶液中则不会产生腐蚀裂纹；奥氏体不锈钢对氯化物水溶液的应力腐蚀特别敏感，但它在液氨中却不会产生腐蚀裂纹。2.4 介质特性(5)其他危险特性窒息性稀释或取代空气中的氧气。氧化性通过提供氧气比空气更能引起或促进其他材料燃烧。2.4 介质特性(6)常见介质特性1)气体氧：无色、无味、无臭的气体，助燃物。氢：易燃、易爆的气体。氮：无色、无味的气体，不是惰性气体。氯：强烈的刺激性气体，属于高度危害介质，可造成急性中毒。氨：无色、有强烈刺激性臭味的中度危害介质。液化石油气：易燃、

35、易爆。天然气：无色、有强烈刺激性气味的易燃气体。硫化氢：无色、臭鸡蛋味、易燃气体。2.4 介质特性(6)常见介质特性2)硫化物：原油中含有多种硫化物，并在石油加工过程中也会产生硫化物，其中很多硫化物对金属管道材料产生腐蚀。如单质硫、硫化氢（H2S）、硫醇（RSH）、硫醚（RSH）等。各种硫化物对金属腐蚀形态各异，并随温度变化而改变。3)氯化物：一般在原油中含有无机氯化物，而在炼油生产中生产有机氯化物。无机氯化物由NaCl与CaCl2等组成，在一定温度条件下水解生成HCl，对金属产生腐蚀作用。4)环烷酸：在原油中常含有环烷酸，其分子式为R（CH2）nCOOH，R为环烷烃。它对金属的腐蚀受温度影响

36、较大，当环境温度为（220280）腐蚀性强，之后，腐蚀速度下降，再从350时又急剧增加，当温度超过400后，环烷酸基本气化。因此，腐蚀作用消失。2.4 介质特性(6)常见介质特性5)氢损伤：在化工生产过程中，氢是普遍存在的。因此，随着环境温度等条件变化，将会出现氢脆、氢鼓包，表面脱碳和内部脱碳等氢损伤。6)酸、碱、盐及溶剂、氧、氮化物：各种化工生产过程中可能利用或产生酸、碱、盐、溶剂、氧、氮化物等介质，在一定的环境下，都有可能对金属管道产生腐蚀，这些介质均应属于腐蚀性介质。2.4 介质特性失效：设备丧失其固有功能的事件及其本质原因。介质外泄引发安全问题：开裂、变形、泄漏；不能实现容器的固有功能

37、：内漏、变形；对操作的影响：振动、噪声。损伤损伤是一个过程，失效是损伤积累的最终状态。发生损伤后不一定失效，而发生失效时一定存在损伤。2.5 失效及损伤 事故原因是多方面的腐蚀：应力腐蚀、晶间腐蚀、冲蚀失稳破坏：周向、轴向、局部连接泄漏：密封元件、管子和管板低温脆断：焊缝、母材材料高温性能退化：回火脆、碱脆、蠕变异常破坏：流体振动、地震、风诱导振动2.5 失效及损伤 GB/T 305792014承压设备损伤模式识别建立了在役承压设备损伤模式的统一分类原则和框架，将我国承压设备的损伤模式分为四大类、73种：腐蚀减薄（25种）：介质腐蚀造成的壁厚减薄；环境开裂（13种）：环境或介质作用助长的开裂；

38、材质劣化（15种）：无明显减薄或开裂，但性能已明显退化；机械损伤（11种）：载荷作用下强度或刚度等性能降低；其它损伤（9种）：无法归入以上类别或非单一损伤。2.5 失效及损伤 腐蚀减薄1 盐酸腐蚀2 硫酸腐蚀3 氢氟酸腐蚀4 磷酸腐蚀5 二氧化碳腐蚀6 环烷酸腐蚀7 苯酚腐蚀8 有机酸腐蚀9 高温氧化腐蚀10 大气腐蚀（无隔热层）11 大气腐蚀（有隔热层）12 冷却水腐蚀13 土壤腐蚀14 微生物腐蚀15 锅炉冷凝水腐蚀16 碱腐蚀17 燃灰腐蚀18 烟气露点腐蚀19 氧化铵腐蚀20 胺腐蚀21 高温硫化物腐蚀（无氢气环境）22 高温硫化物腐蚀（氢气环境）23 酸性水腐蚀（碱式酸性水）24 酸

39、性水腐蚀（酸式酸性水）25 甲胺腐蚀2.5 失效及损伤 环境开裂1 氯化物应力腐蚀开裂2 碳酸盐应力腐蚀开裂3 硝酸盐应力腐蚀开裂4 碱应力腐蚀开裂5 氨应力腐蚀开裂6 胺应力腐蚀开裂7 湿硫化氢破坏2.5 失效及损伤 8 氢氟酸致氢应力开裂9 氢氰酸致氢应力开裂10 氢脆11 高温水应力腐蚀开裂12 连多硫酸应力腐蚀开裂13 液体金属脆断材质劣化9 475脆化10 回火脆化11 辐照脆化12 钛氢化13 再热裂纹14 脱金属腐蚀15 敏化-晶间腐蚀1 晶粒长大2 渗氢3 球化4 石墨化5 渗碳6 脱碳7 金属粉化8 相脆化2.5 失效及损伤 机械损伤1 机械疲劳2 热疲劳3 振动疲劳4 接触

40、疲劳5 机械磨损6 冲刷7 汽蚀8 过载9 热冲击10 蠕变11 应变时效2.5 失效及损伤 其它损伤1 高温氢腐蚀2 腐蚀疲劳3 冲蚀4 蒸汽阻滞5 低温脆断6 过热7 耐火材料退化8 铸铁石墨化腐蚀9 微动腐蚀2.5 失效及损伤 2.5 失效及损伤 三、压力管道基础知识3.1 基本概念3.2 结构3.3 安全保护装置3.1 基本概念3.1.1 定义压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，且公称直径大于或者等于50m

41、m的管道。公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。其中，石油天然气管道的安全监督管理还应按照安全生产法、石油天然气管道保护法等法律法规实施。3.1 基本概念压力管道的类别和品种代码种类类别品种8000压力管道8100长输管道8110输油管道8120输气管道8200公用管道8210燃气管道8220热力管道8300工业管道8310工艺管道8320动力管道8330制冷管道3.1 基本概念3.1.2 压力管道的分类分级压力管道根据不同的特性有各种不同的分类方法：根据管道承受内压的不同可以分为真空管道、中低压管道、高压

42、管道、超高压管道等。根据输送介质的不同可以分为工艺管道、蒸汽管道、燃气管道等，其中工艺管道又以所输送介质的名称命名各种管道。按管道采用的材料可以分为碳钢和低合金钢管道、高合金钢管道、不锈钢管道、有色金属管道、非金属管道以及复合材料管道。其中有色金属管道又可分为铝及铝合金管道、钛及钛合金管道、铜及铜合金管道、镍及镍合金管道、因康镍合金管道、巴氏合金管道等。复合材料管道又包括金属复合管道、非金属复合管道、金属与非金属复合管道。3.1 基本概念TSG D30012009压力管道安装许可规则根据输送介质、距离、管径和设计压力划分等级。长输管道（GA）：长输管道是指产地、储存库、使用单位间用于输送商品介

43、质的管道。 GA1级（GA1甲级、GA1乙级）、GA2级公用管道（GB）：公用管道是指城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。 GB1级、GB2级工业管道（GC）：工业管道是指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。 GC1级、GC2级、GC3级动力管道（GD）：火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道。GD1级、GD2级3.1 基本概念TSG D00012009压力管道安全技术监察规程工业管道对工业管道级别的划分GC1级： 符合下列条件之一的工业管道，为GC1级：（1）输送毒性程度为极度危害介质，高度危害气体介质和工作温度高于其标准沸点的

44、高度危害的液体介质的管道；（2）输送火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体(包括液化烃)的管道，并且设计压力大于或者等于4.0MPa的管道；（3）输送除前两项介质的流体介质并且设计压力大于或者等于10.0MPa，或者设计压力大于或者等于4.0MPa，并且设计温度高于或者等于400的管道。GC2级：除规定的GC3级管道外，介质毒性程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度低于规定的GC1级的管道。GC3级：输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或者等于1.0MPa，并且设计温度高于20但是不高于185的管道。3.2 结构3.2.1 工业管道的基本结构和组成 工业管道组成示意图1、波纹管

45、；2、10、13为阀门；3、“8”字型盲通版；4、12、18为弯头；5、节流孔板；6、三通；7、斜接三通；8、四通；9、异径管；11、滑动支架；14、活接头；15、疏水器；16、视镜；17、过滤器；19、阻火器。3.2 结构TSG D00012009压力管道安全技术监察规程工业管道适用的管道的范围（1）管道元件，包括管道组成件和管道支承件；（2）管道元件间的连接接头、管道与设备或者装置连接的第一道连接接头（焊缝、法兰、密封件及紧固件等）、管道与非受压元件的连接接头；（3）管道所用的安全阀、爆破片装置、阻火器、紧急切断装置等安全保护装置。81管道组成件：指用于连接或装配成承载压力且密封的管道系统

46、的元件，包括管子、管件、法兰、密封件、紧固件、阀门、安全保护装置以及诸如膨胀节、挠性接头、耐压软管、过滤器（如Y型、T型等）、管路中的节流装置（如孔板）和分离器等。3.2 结构823.2 结构83管道支承件：是将管道荷载，包括管道的自重、输送流体的重量、由于操作压力和温度差所造成的荷载以及振动、风力、地震、雪载、冲击和位移应变引起的荷载等传递到管架结构上的元件。包括吊杆、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨、鞍座、底座、滚柱、托座、滑动支座、吊耳、管吊、卡环、管夹、U型夹和夹板等。 3.2 结构3.2 结构3.2.2 管子（1）管子分类按材料分：金属管和非金属管。按用途分：

47、锅炉压力容器用钢管、石油天然气输送管道用钢管、油气井油管/套管用钢管、低压流体输送用钢管、结构用钢管等。按制造工艺分：无缝钢管和焊接钢管。3.2 结构3.2.2 管子（2）无缝钢管无缝钢管分类按材料成分：碳素钢无缝钢管、合金钢无缝钢管和不锈钢无缝钢管。按制造工艺分：热轧（挤压、扩）钢管和冷轧（拔）无缝钢管。按用途分：锅炉压力容器用、石油天然气输送用、油气井油管/套管用、低压流体输送用等。863.2 结构钢管外径 国际上管子的外径系列标准大体上分为两大系列，即所谓的“大外径”系列和“小外径”系列。我国石化行业管子系列标准（SH 3405）等效采用了ISO 4200标准，当DN1100mm时，它能

48、与ANSI B36.10管子标准配套使用，基本上属“大外径”系列。我国化工行业管子系列标准（HG 20533）有A、B两个系列，其中A系列基本上等同采用了ANSI B36.10标准，属“大外径”系列，而B系列则为“小外径”系列。873.2 结构管子的壁厚系列 钢管的壁厚等级系列的表示方法：在不同标准中所表示的方法各不相同。主要有三种表示方法：1）以钢管壁厚尺寸表示壁厚系列这类表示方法为管外径壁厚。如894.5mm。2）以管子重量表示管壁厚度的壁厚系列美国MSS（美国阀门及配件工业制造商标准化协会）和ANSI规定以管子重量表示壁厚，将管子壁厚分为三种。3）管表号：管子壁厚系列的数值代号。3.2

49、结构3.2.2 管子（3）焊接钢管按材料分：碳素钢焊接钢管、合金钢焊接钢管和不锈钢焊接钢管。按成型焊接方法分：直缝高频焊接钢管（HFW）、直缝埋弧焊接钢管（SAWL）、螺旋缝埋弧焊接钢管（SAWH）、激光焊接钢管（LW）、氩弧焊接钢管（TIG）、等离子焊接钢管等。按用途分：石油天然气输送管道用、油气井油管/套管用、普通流体输送管道用、桩用等。3.2 结构3.2.3 管件用于管路连接的管件，如：弯头、大小头、三通、管帽、弯管等，这些管件主要用在石油、化工、电力、造船、建筑行业等领域。 3.2 结构3.2.4 阀门可以用来控制各类气体、蒸汽、各种液体等流体的流动。作用：截断密封、导流、压力和温度控

50、制调节、降压稳压、防止倒流和安全泄压保护等作用和功能。阀门的结构类型主要分为：闸阀、截止阀（节流阀）、止回阀、球阀、蝶阀、旋塞阀、柱塞阀、自力减压阀、调节控制阀、隔膜阀、疏水阀、排污阀、安全泄压阀、紧急切断阀等。3.2 结构3.2.5 补偿器（热补偿）改善管系柔性的措施1）管系的空间走向和尺寸设计：尽量采用自然补偿，即利用管系自身形状所具有的柔性以达到吸收热胀和端点位移。2）管端相关设施的刚度考虑：变换与设备接口的主要连接方向；在管系和设备接口连接处设置柔性管件，如金属软管。3）管系中间支撑的设计：选用弹簧支吊架等。4）应用管道柔性元件改善柔性：如波纹膨胀节。 5）摩擦力的考虑。6）管系冷紧的

51、考虑：是指在安装时（冷态）使管道产生一个初位移和初应力的一种方法。3.2 结构3.2.6 支吊架支吊架按其支承形式下部支承管重的叫支架，上方吊挂承重的称为吊架，通称为支吊架，简称为支架。支吊架是管道的重要组成部分，它在管道中的主要功能有三个方面：一是承受管道的重量（包括自重、介质重量、隔热材料重量等）；二是限制管道的位移；三是控制管道的振动，起到防振或减振作用。支吊架的设置与管道中的应力分布、位移和振动密切相关，直接影响到管道的强度和安全。管道的支吊架按其作用分可为承重支吊架、限制性支吊架和防振支架三大类。3.3 安全保护装置安全泄压装置：指当管道或系统内介质压力超过额定压力时，能自动地泄放部

52、分或全部气体，以防止压力持续升高而威胁到管道的正常使用的自动装置，如安全阀、爆破片等。计量显示装置：指用以显示管道运行时内部介质的实际状况的装置，如压力表、温度计、自动分析仪等。连锁装置：指能依照设定的工艺参数自动调节,保证该工艺参数稳定在一定的范围内的控制机构,能起到防止人为操作失误的作用，包括紧急切断装置、减压阀、调节阀、温控器等。警报装置：指压力管道在运行过程中出现的温度、压力等出现异常时能自动音响或其他明显报警信号的仪器，如压力报警器、温度监控报警器等。四、全寿命使用管理4.1 建章立制4.2 全环节管理4.3 机构和人员4.4 使用登记4.5 技术档案4.6 经常性维护保养4.7 定

53、期自行检查4.8 定期检验管理4.9 应急管理4.10 其他4.1 建章立制4.1.1 管理制度至少包括以下内容： (1)特种设备安全管理机构(需要设置时)和相关人员岗位职责； (2)特种设备经常性维护保养、定期自行检查和有关记录制度规定；(3)特种设备使用登记、定期检验、锅炉能效测试报检和实施管理制度规定；(4)特种设备隐患排查治理制度；(5)特种设备安全管理人员与作业人员管理和培训制度；(6)特种设备采购、安装、改造、修理、报废等管理制度；(7)特种设备应急救援管理制度；(8)特种设备事故报告和处理制度；(9)高耗能特种设备节能管理制度。4.1 建章立制4.1.2 固定式压力容器操作规程压

54、力容器的使用单位，应当在工艺操作规程和岗位操作规程中，明确提出压力容器安全操作要求。操作规程至少包括以下内容：(1)操作工艺参数(含工作压力、最高或者最低工作温度)；(2)岗位操作方法(含开、停车的操作程序和注意事项)；(3)运行中重点检查的项目和部位，运行中可能出现的异常现象和防止措施，以及紧急情况的处置和报告程序。4.1 建章立制4.1.3 移动式压力容器操作规程使用单位应当在工艺和岗位操作规程中，明确提出移动式压力容器安全操作要求，操作规程至少包括以下内容：(1)移动式压力容器的操作工艺参数，包括工作压力、工作温度范围、最大允许充装量等；(2)移动式压力容器的岗位操作方法，包括车辆停放、

55、装卸的操作程序和注意事项；(3)移动式压力容器运行中应当重点检查的项目和部位，运行中可能出现的异常现象和防止措施，紧急情况的处置和报告程序；(4)移动式压力容器的车辆安全要求，包括车辆状况、车辆允许行驶速度以及运输过程中的作息时间要求。4.2 全环节管理我国对特种设备实施全寿命的安全监管。使用单位应当采购、使用取得许可生产(含设计、制造、安装、改造、修理，下同)并且经检验合格的特种设备，不得采购超过设计使用年限的特种设备，禁止使用国家明令淘汰和已经报废的特种设备。固定式压力容器改造或者修理人员在进入压力容器内部进行工作前，使用单位应当按照安全生产的有关规定，参照定期检验的要求，做好准备和清理工

56、作，达不到要求时，严禁人员进入。4.3 机构和人员4.3.1 安全管理机构符合下列条件之一的特种设备使用单位，应当按照本单位特种设备的类别、品种、用途和数量等情况设置特种设备安全管理机构，逐台落实安全责任人：(1)使用石化与化工成套装置的；(2)使用特种设备(不含气瓶)总量50台以上(含50台)的。4.3 机构和人员4.3.2 安全管理人员（1）安全管理负责人设置安全管理机构的使用单位安全管理负责人，应当取得相应的特种设备安全管理人员资格证书（A1）。4.3 机构和人员（2）安全管理员设置安全管理机构的使用单位以及符合下列条件之一的特种设备使用单位，应当配备专职安全管理员,并且取得相应的特种设

57、备安全管理人员资格证书（A3）： (1)使用5台以上(含5台)第类固定式压力容器的；(2)从事移动式压力容器或者气瓶充装的；(3)使用10公里以上(含10公里)工业管道的； (4)使用移动式压力容器的； (5)使用各类特种设备(不含气瓶)总量20台以上(含20台)的。其他使用单位可以配备兼职安全管理员，也可以委托具有特种设备安全管理人员资格的人员负责使用管理，但是特种设备安全使用的责任主体仍然是使用单位。4.3 机构和人员4.3.3 作业人员特种设备使用单位应当根据本单位特种设备数量、特性等配备相应持证（R1、R2、D1等）的特种设备作业人员，并且在使用特种设备时应当保证每班至少有一名持证的作

58、业人员在岗。有关安全技术规范对特种设备作业人员有特殊规定的，从其规定。对于从事移动式压力容器运输押运的人员，应当取得国务院有关部门规定的资格证书。移动式压力容器充装单位的相关人员要求按照TSG R40022011移动式压力容器充装许可规则。4.3 机构和人员4.3.4 人员管理建立人员管理台账并及时更新，至少包括特种设备作业人员证书编号、作业项目、有效期等。使用单位应当定期开展安全与节能培训教育，并保存记录，保证作业人员了解介质的性质、危害性和罐体、气瓶的使用特性，具备必要的安全作业知识、作业技能，及时进行知识更新，确保作业人员掌握操作规程及事故应急措施，按章作业。4.4 使用登记4.4.1

59、登记方式压力容器(气瓶除外) 按台(套)向登记机关办理使用登记。车用气瓶以车为单位进行使用登记。气瓶(车用气瓶除外)、工业管道以使用单位为对象向登记机关办理使用登记。长输（油气）管道和公用管道使用登记已列入行政许可改革范围，暂停办理长输（油气）管道、公用管道的使用登记。（质检办特【2015】675号文）4.4 使用登记4.4.2 不需要办理使用登记的压力容器(1)深冷装置中非独立的压力容器、直燃型吸收式制冷装置中的压力容器、铝制板翅式热交换器、过程装置中冷箱内的压力容器；(2)盛装第二组介质的无壳体的套管热交换器；(3)超高压管式反应器； (4)移动式空气压缩机的储气罐；(5)水力自动补气气压

60、给水(无塔上水)装置中的气压罐，消防装置中的气体或者气压给水(泡沫)压力罐；(6)水处理设备中的离子交换或者过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱；(7)蓄能器承压壳体；(8)简单压力容器；(9)消防灭火用气瓶、呼吸器用气瓶、非重复充装气瓶。4.4 使用登记4.4.3 使用登记要求登记类别固定容器移动容器新投用投入使用前或者投入使用后30日内向直辖市或者设区的市的质量技术监督部门办理。投入使用前，按一种介质向直辖市或者设区的市的质量技术监督部门办理。停用（拟停用1年以上）停用后30日内填表并告知登记机关。向使用登记机关申请报停，并且将使用登记证及电子记录卡交回使用登记机关。停用后重新启用自行检查合