压力容器安全教学PPT.ppt

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1、2023年2月16日,1,第六章 压力容器安全,2023年2月16日,第一章 绪论,2/52,什么是压力容器?,压力容器的定义为了与一般容器(常压容器)相区别，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器：1、最高工作压力0.1MPa2、内直径0.15m，且容积0.025m3、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。,2023年2月16日,第一章 绪论,3/52,第一节 压力容器的特点,1压力容器的应用和特点（1）容器应用的广泛性化工企业中的塔、釜、槽、罐等。如一个年产30万吨的乙烯装置，越有793台设备，其中压力容器281台，占了35.4%。至于民用或工也用的液化石油气瓶，

2、更是到处可见。蒸汽锅炉也属于压力容器，但它是用直接火焰加热的特种受压容器，其设计、选材、运行和维护管理另有规定。（2）操作条件的复杂性压力容器的操作条件十分复杂，甚至近于苛刻。压力从110-5210-5Pa的真空到高压、超高压，如石油加氢为10.521.0MPa；高压聚乙烯为100200MPa；合成氨为10100MPa；人造水晶高达140MPa；温度从-196到超过1000的高温；而处理介质则包括爆、燃、毒、辐射、腐蚀、磨损等数千个品种。操作条件的复杂性使压力容器从设计、制造、安装到使用、维护都不同于一般机械设备，而成为一类特殊设备。,2023年2月16日,第一章 绪论,4/52,（3）对安全

3、的要求高一般压力容器的结构并不复杂，但因其一承受各种静、动载荷或交变载荷，还有附加的机械或温度载荷；其二大多数容器容纳压缩气体或饱和液体，若容器破裂，导致介质突然卸压膨胀，瞬间释放出来的破坏能量极大，加上压力容器多数系焊接制造，容易产生各种焊接缺陷，一旦检验、操作失误易发生爆炸破裂，器内的易爆、易燃、有毒的介质将向外泄露，势必造成极具灾难性的后果。因此，对压力容器本身就要求有足够的强度、刚度和稳定性，以及密封性好等很高要求的安全可靠性,2023年2月16日,第一章 绪论,5/52,2压力容器的安全问题,（1）量大面广（2）事故率高根据英国原子能局安全卫生处和联合部技术委员会工程检验机构调查使用

4、年限在30年以内，符合英国压力容器规范的一级压力容易发生破坏事故的统计情况表明，10000台容器中发生损坏事故的次数为每年12.5次，达到破坏事故0.7次，事故几率为万分之1.32，而这132起使用中的容器事故，按其原因分类，89.3%即118起是由各种制造裂纹所引起的。据统计，国内1998年共发生锅炉、压力容器、气瓶爆炸事故132起，严重事故274起，共死亡104人，受伤371人，直接经济损失2813.58万元。锅炉、压力容器、气瓶的爆炸事故率分别为1.07、0.28、0.65次/万台。（3）危害性大,2023年2月16日,第一章 绪论,6/52,冲击波及其破坏作用 冲击波超压会造成人员伤亡

5、和建筑物破坏爆破碎片的破坏作用 爆炸碎片具有较高速度和较大质量，其对人的伤害取决于其动能，会对人造成伤亡，并且可能损坏附近设备和管道，引起二次事故介质伤害 主要是有毒介质的毒害和高温水汽的烫伤。二次爆炸及燃烧 当容器所盛装的介质为可燃液化气体时，容器破裂爆炸在现场会形成大量可燃蒸气，并迅即与空气混合形成可爆性混合气，在扩散中遇明火即形成二次爆炸。,2023年2月16日,第一章 绪论,7/52,1979年9月7日国内某厂415L液氯钢瓶爆炸，击穿5个，爆炸5个，10200KG液氯外泄，波及7KM的范围，59人死亡，799人严重中毒，损失63万元；1979年12月18日国内某地液化气站400m3储

6、罐爆炸，引发3个球罐和一个卧罐爆炸，5000只气瓶爆炸，600t液化气燃烧，32人死亡，54人受伤，损失627万元；1986年4月28日前苏联切尔诺贝利核电站压力壳发生核泄露，31人死亡，20个国家4亿受害者；早期1905年3月20日美国SULTANA蒸汽船锅炉爆炸20min沉没，1547人溺水身亡发生压力容器事故很多是处于制造和操作管理上的原因。,2023年2月16日,第一章 绪论,8/52,第二节 压力容器的分类,1分类按使用位置分：固定式和移动式：气瓶、气桶和槽车等按设计压力分：低压：中压：高压：超高压：,2023年2月16日,第一章 绪论,9/52,按工艺作用分：反应容器(R)：主要用

7、于完成介质的物理、化学反应的压力容器，如反应器、反应釜、合成塔、变换炉等；换热容器(E)：废热锅炉、热交换器、蒸发器、硫化埚、蒸压釜等；分离容器(S)：分离器、过滤器、洗涤器、吸收塔、干燥塔等；储存容器(T)：主要用于盛装生产或生活用的原料气体、液体、液化气体等，如各种型式的储罐、槽车等。按安全监察管理分：根据容器在生产过程中的重要性、压力高低和介质危害程度（指易燃介质、毒性介质）,“容规”将容器分成1，2，3三类,2023年2月16日,第一章 绪论,10/52,一类容器非易燃或无毒介质的低压容器及易燃或有毒介质的低压传热容器和分离容器属于一类容器。二类容器任何介质的中压容器；剧毒介质的低压容

8、器；易燃或有毒介质的低压反应容器和储运容器属于二类容器。三类容器高压、超高压容器；pV0.2MPam的剧毒介质低压容器和剧毒介质的中压容器；pV0.5MPam的易燃或有毒介质的中压反应容器；pV10MPam的中压储运容器以及中压废热锅炉和内径大于1m的低压废热锅炉。,2023年2月16日,第一章 绪论,11/52,2压力容器安全管理的主要法规与技术标准,为了保证压力容器安全运行，国内除了有各级政府劳动部门专门设立的安全监察机构外，并有由他们制定的一系列安全技术监察制度、规程和规定等，如：1982年2月国务院颁发的锅炉压力容器安全监察暂行条例1982年7月劳动人事部颁发的压力容器安全监察暂行条例

9、1999年6月国家质量技术局颁发的压力容器安全技术监察规程即“容规”1989年3月的压力容器使用登记管理规则1990年8月的压力容器产品安全质量监督检验规则1996年4月的压力管道安全管理与监察规定等关于压力容器设计和制造的技术标准有：GB150钢制压力容器，以及1995年颁布的GB4732钢制压力容器-分析设计标准等。国外也有此类规程或边准，且涉及范围更广。,2023年2月16日,第一章 绪论,12/52,第三节 压力容器的基本结构,1压力容器的结构组成基本承压部件：器身、封头、连接件（法兰对、密封元件、紧固件）、接管、人（手）孔、支座。附件：仪表、阀门、安全附件（安全阀、爆破膜）,2023

10、年2月16日,第一章 绪论,13/52,2主要工艺参数,影响压力容器设计、制造和使用管理的主要技术参数有压力，温度，直径等1）压力：指容器工作时承受的介质压力，实际上是器内介质压力与外大气压的差值2）温度：容器的机械强度取决于材料的机械性能，而材料的机械性能又与温度高低有关，因此需要规定设计温度，其与设计压力一起做为设计载荷条件设计温度指容器在正常工作的情况下，设定的元件的金属温度。通常通过传热计算可以求得设计温度，或者取容器在工作状态下内部介质可能达到最高的温度或最低温度。3）直径容器直径大体决定了容器的容积。出于标准化的要求，将容器直径按尺寸大小排列成系列，即标准化后的尺寸，称为公称直径。

11、例如容器的公称直径系列尺寸为300、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1400。（mm）等。除了无缝钢管制的容器壳体外，钢板卷制的容器的公称直径系指内径当容器壳体是无缝钢管时，此时容器的公称直径均指钢管的外径，如159、219、273、325、426。,2023年2月16日,第一章 绪论,14/52,3压力容器的结构特征,3.1 中低压容器的结构特征中低压容器因压力不高，当直径不十分大时，其壁厚较小，因此直径范围宽，制造较容易，除小直径筒体直接用无缝管外，一般采用金属板材卷焊制造；因压力不高容易达到密封要求，故密封结构较简单，通常采用螺栓-垫片-法兰连接的强制

12、密封结构。中低压容器器身的几何形状通常为圆筒形或球形，也有异形的，如长圆形、矩形等。圆筒形与球形容器的特点和应用范围见下表：,2023年2月16日,第一章 绪论,15/52,除器身外，封头是容器的重要组成不见。在中低压容器，中，封头结构形式很多，按其形状主要有平板、锥形、无折边球形、碟形、椭球形、半球形等，其对于如下表：,2023年2月16日,第一章 绪论,16/52,2023年2月16日,第一章 绪论,17/52,2023年2月16日,第一章 绪论,18/52,3.2高压容器的结构特征,高压容器因其压力高，势必壁厚大；为了保证工艺空间，长径比大，故其外观细长；在密封要求上比中低压容器高，因此

13、在筒体的制造方法和高压密封结构形式方面有更广泛和独特的特征。1）筒体高压筒体以制造方便的圆筒形居多，并采用厚壁结构，但由于壁厚大，所以制造方法很多，分为单层式和多层式2）封头主要型式为平盖或半球封头，这是考虑到壁厚，对小直径容器，平盖制造容易；而直径较大的容器则采用半球形封头，有利于减少厚度或改善受力状况。3）密封密封结构非常重要，其安全性能很大程度上决定密封的可靠性，高压化学介质一旦发生泄露，其后果自然相当严重。因此除了少数压力不高或波动不大的情况外，一般不采用强制密封（如螺栓连接的金属平垫密封等），而采用各种在操作时有自密封作用的半自紧密封或自紧密封结构，如双锥密封、伍德式密封、C形环密封

14、、锲形密封、B形环密封等。这些密封形式在安全性上要强于强制密封，但结构和安装要求要复杂得多。,2023年2月16日,第一章 绪论,19/52,一、锅炉简介,锅炉是生产蒸汽的设备，它把燃料的化学能转变为热能，再利用热能产生蒸汽。锅炉按用途分为电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉、船舶锅炉和生活锅炉，按结构分为水管锅炉、火管锅炉二种，前者是烟气在管内流动。有时又按压力分为低压、中压、高压与超高压锅炉四个等级。,第四节 锅炉安全问题,2023年2月16日,第一章 绪论,20/52,二、锅炉的危险因素,锅炉在运行时，不仅要承受一定的温度和压力，而且要遭受介质的侵蚀和飞灰磨损，因此具有爆炸的危险。如果锅炉在设计

15、制造及安装过程中存在缺陷或因年久失修，或违反操作规程都可能出现严重的事故。,2023年2月16日,第一章 绪论,21/52,锅炉常见的危险因素有：1、水位异常。主要是在运行过程中发生缺水和满水。当严重缺水时，水冷壁管已部分干烧、过热，如果此时强行进水，使温度很高的气包和水冷壁管发生急冷，产生巨大的热应力，同时水大量气化会造成管子大面积损坏甚至炉管爆裂。为此锅炉严重缺水时绝不能立即加水，应立即熄火停炉。满水也会使蒸汽压力严重波动造成锅炉损坏，此时应减少给水或及时排水，必要时也应停炉。,2023年2月16日,第一章 绪论,22/52,2、汽水共腾。主要是锅炉水位波动幅度异常，水面翻腾程度大。原因是

16、炉水中含盐量高，管壁结垢严重，水汽化受扰动使蒸汽系统压力严重波动，有时还可引起锅炉承压系统部件损坏，甚至造成炉管爆裂。,2023年2月16日,第一章 绪论,23/52,3、炉膛爆炸。炉膛爆炸是指炉膛内发生可燃物瞬时爆燃的现象。其原因主要是点火前炉膛内存在可燃物，一般是点火不成功没有及时清理炉膛而留存下来的，当再次点火时就可导致炉膛内的可燃气体、可燃物发生爆燃。,为此，锅炉点火前必须通风置换，清除可燃物，使其浓度远远低于爆炸界限。,2023年2月16日,第一章 绪论,24/52,4、尾部二次燃烧。主要原因是锅炉运行中燃烧不完全，从而导致部分可燃物随着烟气进入尾部烟道，积存于烟道内或粘附在尾部受热

17、面上，在一定条件下这些可燃物自行着火燃烧。后果是常常将空气预热器、省煤器破坏。二次燃烧易在停炉之后不久发生。为此，就要组织好燃烧，提高燃烧效率，尽可能减少不完全燃烧损失，减少锅炉启停次数，同时加强尾部受热面的吹灰，保证烟道各种门孔及烟风挡板的密封良好，在燃油锅炉的尾部烟道上应装设灭火装置。,2023年2月16日,第一章 绪论,25/52,1）锅炉房，每层至少应有两个出口，分别设在两侧，门应向外开，在锅炉运行期间不准锁住或栓住，锅炉房内的工作室或生活室的门应向锅炉房内开。2）锅炉运行要有操作规程、交接班制度、水质管理制度、定期检验制度等。3）运行锅炉应每年进行一次停炉内外部检验，每6年进行一次水

18、压试验。,三、锅炉运行的安全防护,2023年2月16日,第一章 绪论,26/52,4）蒸汽锅炉运行中遇有下列情况之一时，应立即停炉：,锅炉水位降到规定的水位极限以下时；,不断加大向锅炉给水及采取其他措施，但水位仍继续下降时；,锅炉水位已经升到运行规程规定的水位上位极限以上时；,给水机械全部失效；,水位表或安全阀全部失效；,锅炉元件损坏，危及 运行人员安全；,燃烧设备损坏，炉膛倒塌或锅炉构架被烧红；,其它异常运行情况。,2023年2月16日,第一章 绪论,27/52,1993年8月,大庆石化总厂化肥厂合成车间辅助锅炉发生爆管事故。事故原因是：开车期间，由于操作失误，导致锅炉给水泵抽空，高压汽包液

19、位由55%突然降至16%，汽包另一套电极液位指示为零。在两个液位指示不一致的情况下，操作人员误认为16%的液位是正确的，而没有果断灭火停炉，造成辅锅干烧而爆管一根。直接经济损失90.61万元。1985年2月24日，辽阳石油化纤公司化工一厂裂解车间发生了一起3台急冷锅炉损坏及1号裂解炉油线焊缝撕裂的重大设备事故。事故的主要原因是：操作工技术素质较差，缺乏对锅炉严重泄漏的判断经验，不知急冷锅炉因水质不良和排污不当已腐蚀损坏，给腐蚀的锅炉继续加水，加剧锅炉的损坏。,2023年2月16日,第一章 绪论,28/52,第四节 压力容器的破坏形式和原因,压力容器及其承压部件在使用过程中，其尺寸、形状或材料性

20、能发生改变而完全失去或不能良好地实现原定的功能，或在继续使用中失去可靠性和安全性，因而需要立即停用进行修理或换掉，这就称为压力容器或其承压部件的失效。对压力容器而言，从安全出发，最关心的实效形式是破裂。压力容器破裂失效通常分为以下几种型式：,2023年2月16日,第一章 绪论,29/52,1.韧性破裂,韧性：是表示材料弹塑性变形和断裂全过程中吸收能量的能力，是强度和塑性的综合表现。材料的韧性是强度和塑性的综合体现。正如一个人一样。强度：指在外力作用下，抵抗产生塑性变形和断裂的能力。可用屈服强度（产生明显塑性变形时的应力）和强度极限（拉断前承受的最大应力）来衡量塑性：材料在外力作用下，发生断裂前

21、产生塑性变形的能力，常用拉伸试验中材料的延伸率5表示（试件标准长度和直径之比为5）和断面收缩率表示。值越大塑性越好。韧性破裂往往是容器受到超过正常工作内压的作用，在其器壁截面上产生的总体薄膜拉应力使材料发生明显的塑性变形，如压力继续升高，一旦应力超过材料的抗拉强度时，容器就会发生破裂如果材料本身或容器制造过程中不存在严重的缺陷，容器的韧性破裂通常出自塑性很好的材料，如低碳钢、低合金钢制造的容器。,2023年2月16日,第一章 绪论,30/52,特征：从容器来看，容器发生显著塑性变形，主要表现在容器的周长明显伸长或容积明显增大、中间部分有鼓胀和壁厚的明显减薄。破裂时一般不会产生碎块，而是沿容器轴

22、向撕开较长的裂缝。从断面来看，断口有缩颈，其断面与主应力方向成45，有较大的剪切唇、断面多呈暗灰色纤维状。通过电子显微镜对断口进行高倍分析，韧性破裂断口的显微特征是韧窝花样-圆形或椭圆形窝坑。压力容器发生韧性破裂的主要原因是超压。例：某化肥厂检修合成氨系统高压设备气密试验，整个试压系统五台高压容器和管道等炸毁。原因是检修系统与煤气柜的连接管道未用盲板隔断，截止阀泄露使煤气与空气混合被压缩机压入试压系统。,2023年2月16日,第一章 绪论,31/52,2.脆性破裂,将容器不发生或未发生充分塑性变形情况下就破坏的破裂类型称为脆性破裂。从压力容器破坏时的宏观变形观察，有时并不表现出明显的塑性变形，

23、而就其破裂时的爆破压力计算出来的容器总体薄膜应力，也远低于制造容器材料的抗拉强度，甚至低于它的屈服点，此外起裂部位常在截面不连续处，常拌有表面缺陷或内部缺陷，即该处有严重的应力集中。例：某化肥厂一台水洗塔在投产4年多后，爆裂成43块，其中一块约1吨，飞出127米，伤亡10余人。该容器内径2.2米，壁厚44mm，高21m，设计压力为3MPa。在2.8MPa下发生爆炸。按照计算，爆破时容器最大薄膜应力为70MPa，仅是材料（普通碳素钢）屈服点240MPa的29%。经分析，断口平直，基本无塑性变形，属脆性破裂。爆破原因是焊缝质量差，存在13-19mm深的裂缝，加上爆炸时环境气温低达-27，材料的韧性

24、较差，终于导致了脆性破裂。,2023年2月16日,第一章 绪论,32/52,脆性破裂发生的原因1）材料脆性 关于压力容器的选材问题比较复杂，比如温度，杂质含量，后处理工艺等在此略。此点要求在工程上合理选材，即选用在运行温度下具有良好冲击韧性或断裂韧性的材料，同时在制造运行中保证符合规范的制造工艺和正常的操作条件，使所用材料不发生可能的韧性下降2）容器存在较高的附加应力由于容器结构设计不合理或安装质量不良，在容器局部结构处存在很高的附加应力或残余应力，如果该处材料韧性较差，或者已经存在裂纹等缺陷，三者的联合作用就导致脆性破裂。此点要求采取低应力场设计方法，或采用综合考虑材料性能、缺陷的几何尺寸和

25、应力场影响的断裂力学设计方法。,2023年2月16日,第一章 绪论,33/52,3）容器材料或其结构中存在严重缺陷 容器材料可能存在原始缺陷，如钢材中的气孔、白点、非金属夹杂物等；容器壳体或其他承压部件在制造过程中，都有可能在不见的表面或内部产生各种类似裂纹的缺陷，它们都是容器发生脆性破裂的根源。大多数容器发生脆性破裂的原因是焊缝和热影响区的各种裂纹造成的。英国压力容器事故统计中，132起使用事故中裂纹原因118件，占89.3%。这点要求加强容器在制造的各阶段中的检验，及时发现和消除材料中的先后或后发性的缺陷或裂纹。此外，在使用期间实施定期的检查，以判断上述缺陷或裂纹是否已经扩展到临界状态，是

26、避免容器不发生突然脆性破裂的有效措施。比如现在发展迅速的无损检测技术（不损坏材料而通过射线，超声波、磁粉、渗透和涡流检测等方法对焊接接头内部和表面的缺陷进行检验）,2023年2月16日,第一章 绪论,34/52,3.疲劳破裂,压力容器常在交变载荷下运行，经受长期作用后，容器的承压部件发生了破裂或泄露。可分为高应力低循环疲劳和低应力高循环疲劳。疲劳破裂的断口形貌与脆性断口不同，与疲劳破裂过程三个阶段，即裂纹的发生、裂纹的扩展到临界尺寸、剩余断面的失稳相对应，断口也有三个区。但由于裂纹萌生部分占断口尺寸很小，实际观察较明显的是裂纹扩展区和最终断裂两个区。前者有一个经“磨亮”的平滑表面，能见到贝壳状

27、纹理，汇聚于破裂起源点，即应力集中或原始缺陷处；后者则呈放射及人字状花纹，以至最后被快速拉断。若电镜观察其微观特征，疲劳断口的主要表现是海滩状花样，或称疲劳辉纹。,2023年2月16日,第一章 绪论,35/52,容器发生疲劳的首要条件是存在交变载荷，比如可以是停开车或间歇操作容器的周期性加压和卸压；操作过程中较大的压力或温度波动等，所以维持设备的稳定运行，可以抑制或延缓裂纹扩展破裂。其次，发生疲劳破坏的局部区域存在很大的应力变化幅，因而具备疲劳裂纹扩展的载荷条件。因而可以通过控制该区域的应力范围来控制疲劳破裂的形成。要严格控制容器的制造和检验，减少附加的应力集中，避免焊接或安装过程中的先天或后

28、天性裂纹或缺陷此外，预防疲劳破裂，对新容器的设计，可选择塑性应变能力好的材料，采用不造成局部高应力集中等的抗疲劳结构；按照容器分析设计规范进行疲劳分析或基于断裂力学的抗疲劳断裂设计方法等。,2023年2月16日,第一章 绪论,36/52,4.应力腐蚀破坏,在石油、化工等工业部门，腐蚀破裂是压力容器最常见的形式。就广义而言，腐蚀破裂起源于材料与周围环境介质产生化学或电化学作用，使材料厚度减薄或本身性能发生变化，从而最终导致容器破裂。这一点我们在后面腐蚀与防腐一章中专门讲。,2023年2月16日,第一章 绪论,37/52,5.蠕变破裂,在高温下工作的压力容器，当操作温度超过一定极限，材料在应力的作

29、用下发生缓慢的塑性变形，这种塑性变形经过长期的累积后，最终会导致材料破裂。蠕变的实质：在常温下，金属材料在外力作用下，若应力小于弹性极限，则材料产生弹性形变；若应力达到屈服强度，除了产生弹性形变外，还产生一定的塑性变形。上述变形值只要受力不变就一直保持下去，不随时间的推移而有所改变。但在高温下，受不变外力作用后所产生的形变，会随时间的增长，塑性变形量会不断增加。这种金属在不变的高温和应力作用下，产生连续的、缓慢的塑性变形现象称为蠕变。,2023年2月16日,第一章 绪论,38/52,一般认为对大多数金属必须在高温下，超过金属材料的再结晶温度，蠕变现象才明显。如碳钢，超过400，合金钢超过400

30、500，轻金属铝超过50-150，就会产生蠕变。因而可通过限制容器器壁温度或选用满足高温机械性能要求的材料，来避免容器的蠕变破裂，所以蠕变破裂常见于设备的受热部件，且发生不正常运行情况下，如器壁超温运行，炉管因结垢局部过热等，都是造成蠕变破裂的常见原因。蠕变破裂有明显的塑性变形和蠕变小裂纹，断口无金属光泽，呈粗糙颗粒状，表面有高温氧化层或腐蚀物。当材料由于高温作用发生金相组织变化，例如石墨化倾向时（株光体内渗碳体Fe3C自行分解并析出石墨状的自由碳），由于石墨强度与塑性极低，断口有明显的脆性断口特征。,2023年2月16日,第一章 绪论,39/52,1、压力容器的设计（1）强度确定（2）材料选

31、用（3）合理的结构,一、压力容器的设计、制造、安装,常用：碳钢、普通低合金钢、特殊用钢,原则：1）防止结构上的突变2）避免局部应力叠加3）特殊条件下使用的容器用钢4）对开孔的形状、大小及位置的限制,第五节 压力容器的安全措施,2023年2月16日,第一章 绪论,40/52,2、压力容器的制造为了确保压力容器制造质量，国家规定凡制造和现场组焊压力容器的单位必须持有劳动部颁发的制造许可证。制造单位必须按批准的范围制造或组焊。无制造许可证的单位不得制造或组焊压力容器。压力容器质量优劣取决于材料质量、焊接质量和检验质量。压力容器的制造质量除钢材本身质量外，主要取决于焊接质量。为保证焊接质量，必须做好焊

32、工的培训考试工作，保证良好的焊接环境，认真进行焊接工艺评定，严格焊前预热和焊后热处理。压力容器制成后必须进行压力试验。包括耐压试验和气密性试验。耐压试验包括液压试验和气压试验。压力试验要严格按照试验的安全规定进行，防止试验中发生事故。,2023年2月16日,第一章 绪论,41/52,3、压力容器的安装 压力容器的专业安装单位必须经劳动部门审核批 准才可以从事承压设备的安装工作。安装作业必须执行国家有关安装的规范。安装过程中应对安装质量实行分段验收和总体验收。验收由使用单位和安装单位共同进行。总体验收时，应有上级主管部门参加。压力容器安装竣工后，施工单位应将竣工图、安装及复验记录等技术资料及安装

33、质量证明书等移交给使用单位。,2023年2月16日,第一章 绪论,42/52,压力容器是一种特殊设备，其工作条件差，在运行和使用中损坏的可能性比较大。因压力容器内部的介质具有很高的压力，有一定的温度和程度不同的腐蚀性等等，并且在不停地运动，不停地对压力容器产生各种物理的、化学的作用，因而使容器产生腐蚀、变形、裂纹、渗漏等缺陷。因此，即使压力容器的设计合理，制造质量很好，在使用过程中也会产生缺陷。无论是原有缺陷还是在使用过程中产生的的缺陷，如不及时发现并消除，势必在使用过程中导致严重爆炸事故。因此，压力容器的定期检验，是保证压力容器安全运行的重要的必不可少的措施。,二.压力容器的定期检验,202

34、3年2月16日,第一章 绪论,43/52,压力容器的使用单位，必须认真安排压力容器的定期检验工作，按照在用压力容器检验规程的规定（劳动部为了实行在用压力容器定期检验制度、保证在用压力容器的安全运行，于1990年2月颁发的技术法规，是检验和确定在用压力容器安全状况等级的基本要求）由取得检验资格的单位和人员进行检验。并将年检计划报主管部门和当地的锅炉压力容器安全监察机构。锅炉压力容器安全监察机构负责监督检查。,1、定期检验的要求,2023年2月16日,第一章 绪论,44/52,1、外部检验 2、内外部检验 3、全面检验 4、耐压试验,2、定期检验的内容,2023年2月16日,第一章 绪论,45/5

35、2,3、定期检验的周期,外部检验期限：每年至少一次。内外部检验期限分为：安全状况等级为13级的，每隔6年至少一次；安全状况等级为34级的，每隔3年至少一次。注意：根据具体情况需适当缩短或延长内外部检验期限,2023年2月16日,第一章 绪论,46/52,三 压力容器的安全附件,压力容器的安全附件是为防止容器超温、超压、超负荷而装设在设备上的一种安全装置。压力容器的安全附件较多，但最常用的安全附件有安全泄压装置（安全阀、爆破片、防爆帽）、压力表、液位计等。,2023年2月16日,第一章 绪论,47/52,1.安全泄压装置,安全泄压装置的功能：当容器在正常工作压力下运行时，保持严密不漏，若容器内压

36、力一旦超过规定，则能自动地、迅速地排泄出器内的介质，使设备的压力始终保持在许用压力范围以内。一般情况下，安全泄压装置除了具有自动泄压这一主要功能外，还有自动报警的作用。,2023年2月16日,第一章 绪论,48/52,压力容器安全泄压装置的基本要求,选用的安全装置有以下两个基本要求：（1）选用的安全装置要满足设备的工艺操作要求，如压力和温度等，却有良好的密封性，起所用的材料要适应包括黏性大、毒性大、腐蚀性强、压力有波动等介质；（2）安全装置的结构要能及时迅速排放器内介质，泄压反应快、动作及时、无明显的滞后现象。从低量上要求装置的排气量G大雨安全泄放量WS。排放量G指装置完全开启后在排放压力下单

37、位时间容器能够排出的介质量，而安全泄放量WS容器超压时保证压力不升高单位时间必须排出的介质量。,2023年2月16日,第一章 绪论,49/52,常见安全泄压装置(1)安全阀：压力容器在正常工作压力运行时，安全阀保持严密不漏，当压力超过设定值时，安全阀在压力作用下自行开启，使容器泄压，以防止容器或管线的破坏。当容器压力泄至正常值时，它又能自行关闭，停止泄放其突出优点是能自动开闭，可以调节、不致中断生产，但存在密封性较差，会有微量泄露，有滞后现象，不能适应要求快速泄压的场合。此外，对黏性或含固体颗粒的介质，可能造成堵塞或粘连而影响使用。,2023年2月16日,第一章 绪论,50/52,(2)爆破片

38、：又称防爆膜、防爆板，是一种断裂型的安全泄压装置。具有密封性能好、反应动作快以及不易受介质中粘污物的影响等优点。但它是通过膜片的断裂来泄压的，所以泄后不能继续使用，容器也被迫停止运行。因此它只是在不宜装设安全阀的压力容器上使用。爆破片能适应黏性大、毒性大、腐蚀性强的介质，特别是因异常化学反应导致压力瞬间急剧升高或达到燃爆的场合,2023年2月16日,第一章 绪论,51/52,爆破片的选用,2023年2月16日,第一章 绪论,52/52,爆破片的选用原则（1）对存在暴轰或异常反应使压力瞬间急剧上升或不允许有任何泄露或安全阀不能适用的如黏性、沉淀物料等场合；（2）爆破片的排放能力或排放面积要满足容

39、器的安全泄放量要求；（3）无特殊要求，超高、高、中、低压场合一般选用正拱型膜片（超高、高压也选用爆破帽）；（4）低压、大直径或真空、压力有脉动的场合优先选用反拱型膜片；（5）膜片的材料按介质腐蚀和运行温度的情况选用不同的材料或采用在金属膜片面对腐蚀介质侧覆盖或喷涂耐腐蚀膜；对压力不大的场合，应优先选用石墨爆破膜。此外，因为实际爆破压力要受到载荷、温度、介质、材料、时间等因素的综合影响，与安全阀需要每年定期校验一样，按照“容规”的规定，爆破片需要进行定期更换，一般爆破片应在2-3年内更换，而在苛刻条件下使用的爆破片应每年更换,2023年2月16日,第一章 绪论,53/52,2、压力表,压力表是测

40、量压力容器中介质压力的一种计量仪表。压力表的种类较多，有液柱式、弹性元件式、活塞式和电量式四大类。压力容器大多使用弹性元件式的单弹簧管压力表。,2023年2月16日,第一章 绪论,54/52,(1)压力表的选用（应注意以下问题）：量程装在锅炉、压力容器上的压力表，其最大量程（表盘上刻度极限值）应与设备的工作压力相适应 测量精度压力表的精度是以允许误差占表盘刻度极限值的百分数来表示的。表盘直径为了使操作人员能准确地看清压力值，压力表的表盘直径不应过小。,2023年2月16日,第一章 绪论,55/52,(2)压力表的安装 安装压力表时，为便于操作人员观察，应将压力表安装在最醒目的地方，并要有充足的

41、照明，同时要注意避免受辐射热、低温及震动的影响；装在高处的压力表应稍微向前倾斜，但倾斜角不要超过30。压力表接管应直接与容器本体相接，为了便于卸换的校验压力表，压力表与容器之间应装设三通旋塞，旋塞应装在垂直的管段上，并要有开启标志，以便核对与更换。蒸汽容器，在压力表与容器之间应装有存水弯管。盛装高温、强腐蚀及凝结性介质的容器，在压力表与容器之间应装有隔离缓冲装置。,2023年2月16日,第一章 绪论,56/52,(3)压力表的使用使用中的压力表，应根据设备的最高工作压力，在它的刻度盘上划明警戒红线，但不要涂画在表盘玻璃上，以免玻璃转动使操作人员产生错觉，造成事故。未经检验合格和无铅封的压力表均

42、不准安装使用。(4)压力表的维护压力表应保持洁净，表盘上玻璃要明亮透明，使表内指针指示的压力值能清楚易见。压力表的接管要定期吹洗。压力表一般每半年校验一次，校验后的压力表应加铅封，并注明下次校验日期或校验有效期。在容器运行期间，如发现压力表指示失灵，刻度不清，表盘玻璃破裂，泄压后指针不回零位，铅封损坏等情况，应立即校正或更换。,2023年2月16日,第一章 绪论,57/52,3、液面计,液面计也是压力容器的安全附件。一般压力容器的液面显示多用玻璃板液面计。石油化工装置的压力容器，如各类液化石油气体的储存压力容器，选用各种不同作用原理、构造和性能的液位指示仪表。介质为粉体物料的压力容器，多数选用

43、放射性同位素料位仪表，指示粉体的料位高度,2023年2月16日,第一章 绪论,58/52,注意：液面计有下列情况之一的，应停止使用：超过检验周期；玻璃板(管)有裂纹、破碎；阀件固死；经常出现假液位。,2023年2月16日,第一章 绪论,59/52,气瓶安全简介,2023年2月16日,第一章 绪论,60/52,Procedures For Handling and Dispensing of Liquid Nitrogen,General safety ProcedureAlways wear eye protectionAvoid wearing anything capable of tra

44、pping spilled nitrogen in close proximity to the skinDo not wear gloves,use a pot holder.(gloves cannot be removed fast enough in the case of a spill)Wear long pants over bootsWear safe shoes(not open sandals)Do not pour above shoulder heightDo not seal（密封）a container containing liquid nitrogenIn ca

45、s of a spill,notify others in the vicinity,and evacuate the area to avoid asphyxiation（窒息）,2023年2月16日,第一章 绪论,61/52,Dispensing procedure,1.Dispens only into a clean,dry dewar flask2.Place Dewar flask（真空瓶）on low stand3.Place hose（软管）in Dewar mouth4.Open tap of tank slowly,so as to cool the flask slowl

46、y5.As Dewar flask cools,slowly increase the flow6.When Dewar flask is full,turn tap off7.Wait a few moments for the hose to warm up and then carefully remove Dewar flaskFirst aidLiquid nitrogen presents a serious hazard to living tissue through frost bite or actual freezing.For mild exposure,flood t

47、he skin with large quantities of cool water.Apply cold compresses（敷布）.If the skin is blistered（起水泡）or otherwise damaged,or if the eyes have been affected,get immediate medical attention,2023年2月16日,第一章 绪论,62/52,1.Check the label and ascertain the properties of the material(flammability,toxicity,react

48、ivity,stored as liquid or gas).2.Move the cylinder-safety cap must be in place-use a cylinder cart with safety chain-do not lay flat or roll on side3.Install the cylinder-upright-secured with safety harness-ground all cylinders containing flammable gases4.Use the correct regulator-outlet valve insta

49、lled?-no adaptor between regulator and tank(unless installed by our machine shop)-thread must fit(some are left hand.Look for notches on the nut),2023年2月16日,第一章 绪论,63/52,5.Install regulator on tank-remove safety cap-blow dust out of head valve(use air from lab bench)-mount regulator using a wrench,w

50、ithout hammering!)6.Test regulatora)Unscrew regulator control until looseb)Close regulator outlet valvec)Open tank head valve very slowly(if opened rapidly,the regulator diaphragm may rupture)-high pressure gauge should move to tank pressure-low pressure gauge should not move-no leak should be heard