chap压力容器安全实用

会计学1chap压力容器安全实用第1页/共54页第2页/共54页第3页/共54页第4页/共54页压力容器事故第5页/共54页7月20日上午天水方大建材有限公司某生产车间内的4个压力容器中一个不明原因脱离阀门，巨大的冲击力将该容器弹射出十余米，撞向生产车间后墙并将墙撞了个窟窿后才停了下来。由于“肇事”容器射出时磨擦力擦出火花，加之巨大的冲击力将电源震坏，因此事故现场上空火光一片。经查，事发时，生产车间有13名工人，其中4人不幸遇难，5人受伤。压力容器事故一甘肃天水压力容器爆炸第6页/共54页山西嘉宝酒业锅炉爆炸压力容器事故二事故经过：2000年11月28日，宁波北仑发电厂发生锅炉爆炸，造成2人死亡，2人重伤，2人轻伤，直接经济损失30万元，间接损失20万元。事故原因：私自制造锅炉，自行安装投入使用，制造安装人员均没有专业方面的知识。第7页/共54页压力容器事故三宁波北仑港电厂锅炉爆炸事故经过：1993年3月10日，宁波北仑发电厂发生锅炉爆炸，死亡23人，伤24人，直接经济损失778万元，修复132天少发电近14亿度。事故原因：主要可能因为锅炉严重结渣，落渣进入水产生蒸汽，蒸汽进入炉膛，造成压力升高。第8页/共54页

1979年9月7日国内某电化厂415升液氯钢瓶爆炸，击穿5个，爆炸5个，10200公斤液氯外泄，波及7公里范围，59人死亡，779人严重中毒。

1979年12月18日国内某液化气站400M3储罐爆炸，引发3个球罐和一个卧罐爆炸，5000只气瓶爆炸，600吨液化气燃烧，32人死亡，54人伤。压力容器事故四第9页/共54页

1986年4月28日前苏联切尔诺贝利核电站压力壳发生核泄漏，31人死亡，20个国家4亿人受害。压力容器事故五第10页/共54页

1984年12月3日印度博帕尔市农药厂异氰甲酸脂储罐发生泄漏，2580人死亡，125000人中毒，5万人失明。压力容器事故六第11页/共54页一、压力容器界定二、压力容器主要技术参数三、应用第一节压力容器概述第12页/共54页压力容器界定压力容器:承受一定压力，与外界形成一个封闭系统的容器。如所有过程装备的壳体、航天器与潜艇的壳体;水压机的液压缸；压缩机的储罐；发酵罐；锅炉，核电站核容器；液化石油气罐等。通常所说的压力容器是指那些容易发生事故，特别是事故危害比较大的特殊设备。压力容器发生事故时，其危害的严重程度与容器的工作介质、工作压力以及容积有关系。第13页/共54页

锅炉、换热器、加热炉=圆筒外壳

+传热管束核反应堆=圆筒安全壳

+核反应零部件塔器=圆筒外壳

+传质元件（浮阀、填料等）反应釜=圆筒夹套

+搅拌器压缩机、真空泵=圆筒气缸

+活塞透平机、泵=蜗壳

+叶轮

过程装备=受压外壳+功能内件第14页/共54页压力容器的特点:

压力(pressure)

温度(temperature)

介质——腐蚀性（corrosion）——易燃易爆(burnandexplode)——有毒有害(poisonandharmful)要求在一定的压力P、温度T和化学介质M的作用下长期安全工作，且保证密封不漏。第15页/共54页压力容器的基本结构封头圆筒体接管排泄管入孔基本承压部件:1.筒体2.封头3.密封装置（法兰、密封元件、紧固件）4.开孔（人/手孔）与接管5.支座附件6.安全附件（安全阀、爆破片）7.测量与控制仪表第16页/共54页第17页/共54页第18页/共54页1、设计压力

指设定的容器顶部的最高压力与相应的设计温度一起作为载荷条件，其值不低于工作压力。

设计压力一般原则：设计压力一般取略高于或等于最高工作压力。装设有安全泄压装置的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启(整定)压力和爆破片装置的爆破压力。盛装液化气体的容器，无保温装置的，设计压力(最高工作压力)不低于所装液化气体在50℃时的饱和蒸气压力；有可靠的保温设施的，设计压力不低于其在试验实测的最高温度下的饱和蒸气压力。主要技术参数第19页/共54页2、设计温度

指容器在正常操作条件下，在相应设计温度下，设定的壳体的金属温度。

设计温度注意：对常温或高温操作的容器，其设计愠度不得低于壳体金属可能达到的最高金属温度。对在0℃以下操作的容器，其设计温度不得高于壳体金属可能达到的最低金属温度。在任何情况下，容器壳体或其他受压元件金属的表面温度，不得超过材料的允许使用温度。安装在室外且器壁无保温装置的容器，壁温受环境温度的影响而可能小于或等于-20℃时，其设计温度一般应按容器使用地区历年各月、日最低温度月平均值的最小值确定其最低设计温度。第20页/共54页3、公称直径按容器零部件标准化系列而选定的壳体直径，用符号DN及数字表示，单位为mm。注意：焊接的圆筒形容器，公称直径是指它的内径；而用无缝钢管制作的圆筒形容器，公称直径是指它的外径，因为无缝钢管的公称直径不是内径，而是接近而又小于外径的一个数值；为了方便，用无缝钢管作容器简体时，选外径作为公称直径。第21页/共54页我国目前完全纳入《压力容器安全技术监察规程》适用范围的压力容器必须同时具备下列三个条件：1、最高工作压力≥0.1MPa2、内直径≥0.15m，且容积≥0.025m³3、介质为气体、液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。第22页/共54页压力容器的应用

在工业生产中，压力容器的主要作用是储存、运输有压力气体或液化气体，或者是为这些流体的传热、传质反应提供一个密闭的空间。压缩气体作为动力源；压缩气体作为原料或辅助材料；制冷装置高温反应装置化工反应设备石油化学工业高分子反应等第23页/共54页

化学工业——反应釜，换热器，储罐石油工业——精馏塔，换热器，储罐航天————飞机，火箭，宇宙飞船机械————水压机，储能器，压缩机，液压缸食品————杀菌锅，发酵罐印染————高压染缸造纸————烘缸动力————锅炉，核电站核容器民用————液化石油气罐压力容器的应用第24页/共54页

例：气瓶

气瓶是指在正常环境下(－40～60℃)可重复充气使用的，公称工作压力为0～30MPa(表压)，公称容积为0.4～1000L的盛装永久气体、液化气体或溶解气体等的移动式压力容器。第25页/共54页

一、气瓶的分类

永久气体气瓶1、按充装介质的性质分液化气体气瓶溶解气体气瓶

钢制焊接气瓶2、按制造方法分类缠绕玻璃纤维气瓶钢制无缝气瓶

第26页/共54页

3、按公称工作压力分类

气瓶按公称工作压力分为高压气瓶和低压气瓶。

（1）高压气瓶公称工作压力有：30、20、15、12．5、8MPa

（2）低压气瓶公称工作压力有：5、3、2、1．6、1MPa

第27页/共54页

二、气瓶的颜色

国家标准《气瓶颜色标记》对气瓶的颜色、字样和色环做了严格的规定。常见气瓶的颜色见下表。

第28页/共54页

三、使用安全

(1)使用气瓶者应学习气体与气瓶的安全技术知识，在技术熟练人员的指导监督下进行操作练习，合格后才能独立使用。

(2)使用前应对气瓶进行检查，确认气瓶和瓶内气体质量完好，方可使用。如发现气瓶颜色、钢印等辨别不清，检验超期，气瓶损伤(变形、划伤、腐蚀)，气体质量与标准规定不符等现象，应拒绝使用并做妥善处理。(3)按照规定，正确、可靠地连接调压器、回火防止器、输气、橡胶软管、缓冲器、气化器、焊割炬等，检查、确认没有漏气现象。连接上述器具前，应微开瓶阀吹除瓶阀出口的灰尘、杂物。

(4)气瓶使用时，一般应立放(乙炔瓶严禁卧放使用)。不得靠近热源。与明火距离、可燃与助燃气体气瓶之间距离，不得小于10m。第29页/共54页

(5)使用易起聚合反应气体气瓶，应远离射线、电磁波、振动源。

(6)防止日光曝晒、雨淋、水浸。

(7)移动气瓶应手搬瓶肩转动瓶底；移动距离较远时可用轻便小车运送，严禁抛、滚、滑、翻和肩扛、脚踹。

(8)禁止敲击、碰撞气瓶。绝对禁止在气瓶上焊接、引弧。不准用气瓶做支架和铁砧。

(9)注意操作顺序。开启瓶阀应轻缓，操作者应站在阀出口的侧后；关闭瓶阀应轻而严，不能用力过大，避免关得太紧、太死。

第30页/共54页

(10)瓶阀冻结时，不准用火烤。可把瓶移人室内或温度较高的地方或用40℃以下的温水浇淋解冻。

(11)注意保持气瓶及附件清洁、干燥、禁止沾染油脂、腐蚀性介质、灰尘等。

(12)瓶内气体不得用光用尽，应留有剩余压力(余压)，余压不应低于0.05MPa。

(13)要保护瓶外油漆防护层，既可防止瓶体腐蚀，也是识别标记，可以防止误用和混装。瓶帽、防震圈、瓶阀等附件都要妥善维护、合理使用。

(14)气瓶使用完毕，要送回瓶库或妥善保管。第31页/共54页

四、气瓶的检验

气瓶的定期检验，由取得检验资格的专门单位负责进行，未取得资格的单位和个人不得从事气瓶的定期检验各类气瓶的检验周期为：

1)盛装腐蚀性气体的气瓶，每两年检验一次；

2)盛装一般气体的气瓶，每三年检验一次；

3)液化石油气气瓶，使用未超过20年的，每五年检验一次，超过20年的，每两年检验一次；

4）盛装惰性气体的气瓶，每五年检验一次。

第32页/共54页

工业锅炉

锅炉是使燃烧产生的热能把水加热或变成蒸汽的热力设备。由“锅”和“炉”以及保证其正常运行所必需的附件、仪表及附属设备三部分组成。“锅”是指锅炉中盛放水和蒸气的密封受压部分，是锅炉的吸热部分，主要包括汽包、对流管、水冷壁、联箱、过热器、省煤器等。“炉”是指锅炉中燃料进行燃烧、放出热能的部分，是锅炉的放热部分，主要包括燃烧设备、炉墙、炉拱、钢架和烟道及排烟除尘设备等。第33页/共54页

一、锅炉的水质处理

1、水质标准

水质指标是表示水的质量好坏的技术指标，根据用水要求和杂质的特性制定。

悬浮物硬度水质指标PH值碱度含盐量第34页/共54页

2、水处理方法

炉内水处理：通过向锅炉给水投加一定量的软水剂（防垢剂）使锅炉给水中的结垢物质软化，成为泥垢（水渣）通过排污把泥垢从锅炉内排出,从而达到减缓或防止水垢结生的目的

炉外水处理：指对进入锅炉之前的给水预先进行的各种处理，是锅炉水质处理的主要方式

第35页/共54页

二、锅炉运行的安全管理

1、锅炉启动的安全要点（1）全面检查（2）上水（3）烘炉和煮炉（4）点火与升压（5）暖管与并气第36页/共54页

2、锅炉运行中的安全要点（1）锅炉运行中，保护装置与联锁不得停用。需要检验或维修时，应经有关主要领导批准。（2）锅炉运行中，安全阀每天人为排汽试验一次。电磁安全阀电气回路试验每月应进行一次。安全阀排汽试验后，其起座压力、回座压力、阀瓣开启高度应符合规定，并作记录。（3）锅炉运行中，应定期进行排污试验。第37页/共54页第二节压力容器的分类一、分类二、代号标记法第38页/共54页固定式容器移动式容器按用途分按压力分反应容器：如聚合釜、氨合成塔储运容器：如液化气罐、球罐、槽车换热容器：如冷却器、蒸发器分离容器：如分馏塔、吸收塔低压容器O.1MPa≤p＜1.6MPa中压容器1.6MPa≤p＜10MPa高压容器10MPa≤p＜100MPa超高压容器p≥100MPa——气瓶和槽车压力容器分类一、按使用特点和安全管理方面考虑第39页/共54页二、管理与安全监察权限划分1、按危险性和危害性分:三类压力容器一类容器非易燃或无毒介质的低压容器；易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器。二类容器中压容器；剧毒介质的低压容器；易燃或有毒介质的低压反应容器和贮运容器；内径小于1m的低压废热锅炉。第40页/共54页三类容器高压、超高压容器；剧毒介质且压力与容积的乘积等于或大于196.1L·MPa的低压容器或剧毒介质的中压容器；易燃或有毒介质且压力与容积的乘积等于或大于4903.3L·MPa的中压反应容器，或压力与容积的乘积等于或大于4903.3L·MPa的中压贮运容器；中压废热锅炉或内径大于1m的低压废热锅炉。第41页/共54页2、按压缩器内的介质分类:剧毒、有毒、易燃介质剧毒介质是指进入人体量小于50克即会引起肌体严重损伤或致死的介质；有毒介质是指进入人体量大于或等于50克即会引起人体正常功能损伤的介质；易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限与下限之差大于20%的介质。第42页/共54页代号标记法压力容器注册编号的前三个代号分别是上述分类法的代号，如：Ⅱ

M

S分离容器中压第二类第一个代号表示类别：

Ⅰ—一类压力容器；Ⅱ—二类压力容器；Ⅲ—三类压力容器第二个代号表示压力的等级：

I—低压；M—中压；H—高压；U—超高压第三个代号表示用途：

R—反应容器；E—换热容器；S—分离容器；C—储存容器；

B—球形容器；LA—液化气体汽车罐车；LT—液化气体铁路罐车第43页/共54页第三节压力容器缺陷评定一、压力容器主要缺陷二、压力容器的失效形式三、无损探伤技术第44页/共54页主要缺陷焊接缺陷板材中缺陷锻件中缺陷外观缺陷：成形不良、表面气孔、烧穿、凹陷等埋藏缺陷：气孔、夹渣、未熔合、未焊透等非金属夹杂化学成分不合格裂纹热处理缺陷非金属夹杂物锻造裂纹夹沙龟裂第45页/共54页爆炸断裂泄漏过量变形表面损伤、金属损失材料性能退化物理爆炸：物理原因（温度、内压）使应力超过强度化学爆炸：异常化学反应使压力急剧增加超过强度脆性断裂：应力腐蚀、氢致开裂、持久（蠕变）断裂、低温脆断韧性断裂疲劳断裂：应力疲劳、应变疲劳、高温疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳、蠕变疲劳密封泄漏：充装过量（冒顶）腐蚀穿孔、穿透的裂纹或冶金、焊接缺陷（满足LBB条件）过热、过载引起的鼓胀、屈曲、伸长、凹坑（dent）蠕变、亚稳定相的相变电化学腐蚀：均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、沉积物下腐蚀、溶解氧腐蚀、碱腐蚀、硫化物腐蚀、氯化物腐蚀、硝酸盐腐蚀冲蚀、气蚀高温氧化腐蚀、金属尘化或灾难性渗碳腐蚀、环烷酸腐蚀外来机械损伤：油气长输管线的主要失效模式之一辐照损伤脆化金相组织变化：珠光体球化、石墨化、S相析出长大、渗碳、渗氮、脱碳、回火脆化与敏化、应变时效氢致损伤：氢腐蚀、氢脆（微裂纹）、堆焊层的氢致剥离压力容器主要失效模式第46页/共54页合乎使用原则安全评定——用无损检验方法对压力容器内部质量进行精确的检查，其标准包括两类：一是质量控制验收标准；一是合乎使用的验收标准。合乎使用原则——由无损检测发现的焊接缺陷，经确认不致发生断裂破坏，且有足够的安全裕度，则这些缺陷被认为是安全的、可接受的。第47页/共54页无损探伤技术无损探伤：在不损伤被检工件的情况下,利用材料中缺陷所具有的物理特性来检测其内部或表面是否存在缺陷的方法。常用的方法包括超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤、声发射检测等等。无损探伤方法也有其局限性，必然带来一定的不确定性，因此必须给予一定的安全裕度，以确保评定的可靠性。第48页/共54页主要规范性文件WEE/37“焊接缺陷验收标准若千方法指南”国际焊接学会IIW“按脆断破坏观点建议的缺陷评定方法”日本WES—2085K“按脆断评定的焊接缺陷验收标准”英国BSIPD6493“焊接缺陷验收标准若干方法指南”美国ASME“锅炉及压力容器规范”第Ⅱ篇附录G防止非延性破坏美国ASME“锅