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1、第六章 压力容器与气瓶,压力容器与气瓶,6.1 压力容器,压力容器 容器器壁两边存在一定压力差的所有密闭容器日常生活：压力锅、煤气罐、保温瓶工业生产：储罐、槽车、潜艇、飞机、导弹这里所说的压力容器，主要是指那些容易发生事故，而且事故的危害性较大，须由专门机构进行监督，并按规定的技术管理规范进行制造和使用的压力容器。,6.1 压力容器,我国压力容器的界限范围我国规定，同时具备以下三个条件的容器才属于压力容器安全技术监察规程的管制范围:最高工作压力大于等于0.1 MPa(不包括液体静压力，下同)内直径(非圆形截面指其最大尺寸)不小于0.15 m，且容积大于等于0.025 m3 盛装介质为气体、液化
2、气体或最高工作温度高于和等于标准沸点的液体,6.1 压力容器,按压力分类,低压容器(L)0.1 MPa p 1.6MPa中压容器(M)1.6MPa p 10Mpa高压容器(H)10MPa p 100Mpa超高压容器(U)p 100MPa,按实际应用分类,反应压力容器(R)反应釜、合成塔等换热压力容器(E)余热锅炉、热交换器等分离压力容器(S)分离器、过滤器等贮存压力容器(C、B)各种贮罐,压力容器的分类,6.1 压力容器,国家劳动部根据压力容器的压力高低，介质的危害程度以及在生产中的重要作用将压力容器分为三类,第一类：普通低压容器第二类：中压容器盛装易燃、有毒介质的低压容器高温使用的低压容器,
3、压力容器的分类,第三类：高压容器毒性极度和高度危害的中压容器PV0.2MPa.M3的低压容器毒性中等且PV0.5MPa.M3的中压容器PV10MPa.M3的中压贮存容器,6.1 压力容器,压力容器的潜在危害性压力容器的压差，使容器具备了能量随时释放的可能性和危险性(泄漏和爆炸),液体的压缩性极小，容器发生爆炸时其膨胀功及释放的能量很小，危害也小,气体具有很大的压缩性，容器发生爆炸时瞬时卸压膨胀所释放的能量大，危害性也很大,承载压力和容积相同的压力容器，工作介质为气体的要比介质为液体的爆破能量大数百倍至数万倍。,工作介质,工作压力,容积,液,气,6.1 压力容器,压力容器的潜在危害性压力容器的压
4、差，使容器具备了能量随时释放的可能性和危险性(泄漏和爆炸),承载压力和容积相同的压力容器，工作介质为气体的要比介质为液体的爆破能量大数百倍至数万倍。,工作介质,工作压力,容积,这里所说的液体，是指常温下的液体，不包括最高工作温度高于其标准沸点(即标准大气压下的沸点)的液体和液化气体。,6.1 压力容器,压力容器的潜在危害性压力容器的压差，使容器具备了能量随时释放的可能性和危险性(泄漏和爆炸),工作介质,工作压力,容积,压力容器的工作压力是指容器在正常使用过程中，所承受的最高压力载荷一般来说工作压力越高，或者容器的容积越大，则容器爆炸时气体膨胀所释放的能量也越大，事故的危害性越严重,盛装介质毒性
5、越大越危险工作环境越恶劣(化学反应、高温)越危险,6.1 压力容器,实验室常用高温、高压设备和容器,高压反应釜,6.1 压力容器,实验室常用高温、高压设备和容器,多功能气氛压力烧结炉,6.1 压力容器,实验室常用高温、高压设备和容器,冷等静压成形机,6.1 压力容器,实验室常用高温、高压设备和容器,热等静压烧结炉,6.1 压力容器,实验室常用高温、高压设备和容器,高温自蔓延反应炉,6.1 压力容器,实验室常用高温、高压设备和容器,各种气瓶,6.2 压力容器的安全附件,6.2.1 安全阀安全阀是压力容器上最常用的安全泄压装置通过阀的自动开启排出介质来降低容器内的过高压力,6.2 压力容器的安全附
6、件,6.2.1 安全阀优点只排出压力容器内的高于规定值的部分压力当容器内的压力降到正常压力值时则自动关闭使压力容器和安全阀重新工作从而不会使压力容器一旦超压就得把全部介质排出而造成浪费和生产中断安全阀的结构特点使其安装和调整比较容易,6.2 压力容器的安全附件,6.2.1 安全阀缺点密封性较差即使比较好的安全阀在其正常工作的工作压力作用下也难免会轻微的泄漏由于弹簧等惯性作用，阀门的开启有滞后现象，因而泄压反应较慢，当介质不洁净时，阀芯和阀座会粘连，使安全阀达到开启压力而打不开或使安全阀不严密，没达到开启压力就已泄漏。同时，安全阀对压力容器的介质有选择性它适用于比较洁净的介质，如空气、水蒸气、水
7、等不宜用于有毒性介质，更不适用于可能发生剧烈反应而使容器内压力急剧上升的介质,6.2 压力容器的安全附件,6.2.1 安全阀类型,重锤杠杆式安全阀,弹簧式安全阀,结构简单、调整容易且比较准确、动作与性能不受高温的影响但结构较笨重，阀的密封性对震动较敏感，回座压力比较低,结构紧凑、灵敏度比较高、安置方位不受限制，对震动不敏感但其所加载荷会随着阀的开启而变化，阀上的弹簧会由于长期受高温的影响而弹力降低,6.2 压力容器的安全附件,6.2.1 安全阀对安全阀的要求安全阀应选用经省级以上(含省级)安全监察机构批准的企业的合格产品。安全阀的选用必须符合压力容器的设计需要。对易燃介质或毒性程度为极度、高度
8、或中度危害的介质的压力容器，应在安全阀的排出口装设导管，将排放介质引到安全地点，并进行妥善处理，不得直接排入大气。,6.2 压力容器的安全附件,6.2.2 爆破片爆破片又称防爆膜、防爆片，是一种断裂型的泄压装置利用膜片的断裂来泄压，泄压后爆破片不能继续有效使用，压力容器也被迫停止运行。,6.2 压力容器的安全附件,6.2.2 爆破片特点适用于浆状、有粘性、腐蚀性工艺介质，这种情况下安全阀不可靠惯性小，可对急剧升高的压力迅速做出反应,在发生火灾或其它意外时，在主泄压装置打开后，可用爆破片作为附加泄压装置严密无泄漏，适用于盛装昂贵或有毒介质的压力容器便于维护、更换,6.2 压力容器的安全附件,6.
9、2.2 爆破片局限性：当爆破片爆破时，工艺介质损失较大，所以常与安全阀串联使用以减少工艺介质的损失不宜用于经常超压的场合爆破特性受温度及腐蚀介质的影响,6.2 压力容器的安全附件,6.2.2 爆破片对爆破片的要求：爆破片应选用持有国家质量技术监督局颁发的制造许可证的单位生产的合格产品；,爆破片选用必须符合压力容器的设计需要；对易燃介质或毒性程度为极度、高度或中度危害的介质的压力容器应在爆破片的排出口装设导管，将排放介质引到安全地点，并进行安全处理，不得直接排入大气；爆破片应定期更换，对于超过最大设计爆破压力而未爆破的爆破片应立即更换；在苛刻条件下使用的爆破片装置应每年更换，一般爆破片应在23年
10、内更换.,6.2 压力容器的安全附件,6.2.3 压力表压力表是一种测量压力大小的仪表可用来测量容器内的实际压力值操作人员可以根据压力表指示的压力对容器进行操作，将压力控制在允许的范围内,6.2 压力容器的安全附件,6.2.3 压力表A.压力表的选用选用的压力表必须与压力容器内的介质相适应低压容器使用的压力表的精度不得低于2.5级中压及高压容器使用的压力表的精度不得低于1.5级压力表刻度极限值应为最高工作压力的1.5-3.0倍，表盘直径不应小于100mm,6.2 压力容器的安全附件,6.2.3 压力表B.压力表的检验压力表在安装前应进行校验，在刻度盘上应划出指示最高工作压力的红线，注明下次校验
11、的日期压力表校验后应加铅封,6.2 压力容器的安全附件,6.2.3 压力表C.压力表的安装安装位置便于观察清晰，且避免受到热辐射、冰冻或震动压力表与压力容器之间应装设三通旋塞或针形阀用于水蒸气介质的压力表应装设存水管用于腐蚀性或高粘度介质的压力表应装设能隔离介质的缓冲装置,6.2 压力容器的安全附件,6.2.3 压力表D.压力表的维护在压力表的运行中应加强对压力表的维护压力表应保持清洁压力表的连接管定期吹洗，以免堵塞；要经常检查压力表指针的转动与波动是否正常，检查连接管上的旋塞是否处于全开状态压力表必须定期校验,6.2 压力容器的安全附件,6.2.3 压力表E.压力表的更换压力表有下列情况之一
12、时，需更换:有限止钉的压力表，在无压力时，指针不能回到限止针处；无限止针的压力表，在无压力时，指针距零位置的数值超过压力表允许的误差。表盘封面玻璃破裂或表盘刻度不清。封印损坏或超过校验有效期限。表内弹簧管泄漏或压力表指针松动。指针断裂或外壳腐蚀严重。其他影响压力表准确指示的缺陷。,6.3 压力容器事故与危害,压力容器事故压力容器是一种具有潜在爆炸危险的特殊设备。压力容器发生事故不仅设备本身遭到破坏，容器内的介质卸压膨胀，瞬间释放出很大的能量。受经济利益驱使，全国因违章制造、购置、使用压力容器，发生爆炸、中毒事故事常发生。,恶性事故设备破坏波及周围设备和建筑烫伤、烧伤大面积中毒严重的火灾人员伤亡
13、,诱发,6.3 压力容器事故与危害,压力容器事故举例,6.3 压力容器事故与危害,压力容器爆炸事故的类型,物理爆炸容器内的介质的物理变化(如液化气体超装及温度升高引起体积增大)引起超压和容器材料机械性能不足,化学爆炸容器内的介质起剧烈的燃烧氧化反应或聚合放热反应反应能量来不及释放引起容器破坏,6.3 压力容器事故与危害,压力容器爆炸事故的主要原因,采取必要的技术安全措施,加强对生产、使用的检查和管理,6.4 压力容器安全措施,一、建立完整的压力容器技术档案(随设备)原始技术资料：设计文件、强度计算书、产品质量证书、安装质量监督检验证书和安装使用说明书等。安全附件技术资料：安装技术说明书和安全装
14、置的检验或更换记录资料。,6.4 压力容器安全措施,一、建立完整的压力容器技术档案(随设备)容器运行情况记录开始使用日期、每次开车、停车日期；实际操作压力、操作温度及其波动范围和次数。操作条件变更时，应记下变更日期及变更后的实际操作条件。还应存入有关事故的记录资料和处理报告。容器检验和修理记录检验或修理日期、检验中所发现的缺陷及缺陷消除情况和检验结论；容器耐压试验情况及试验评定结论；容器受压元件的修理或更换情况等。,6.4 压力容器安全措施,二、压力容器使用记录压力容器使用登记管理规则压力容器的使用单位，在压力容器投入使用前，应按要求到安全监察机构或授权的部门逐台办理登记手续，取得使用证，才能
15、将容器投入运行。,6.4 压力容器安全措施,三、压力容器的安全使用管理容器管理责任制容器操作责任制容器管理规章制度容器安全操作规程,6.4 压力容器安全措施,四、压力容器的操作与维护1.压力容器的安全操作操作的一般要求、运行操作、运行期间的检查2.压力容器的维护保养 运行期间的维护保养、停用期间的维护保养,6.4 压力容器安全措施,五、压力容器的定期检验在容器的设计使用期限内，每隔一定的时间，即采用适当有效的方法，对它的承压部件和安全装置进行检查或作必要的检验。,6.5 气瓶,气瓶是一种移动式的特殊压力容器一种专作运输气体的贮装容器,通常在环境温度(-4060)下使用公称压力1.0-30Mpa
16、公称容积0.4-3000L盛装永久性气体、液化气体或混合气体无缝、焊接密闭容器,特点流通范围广，使用条件多变，难于掌握瓶装气体种类繁多：易燃易爆、毒害性、腐蚀性、化学反应危险性等,因此，防漏、防爆非常重要，一旦出现事故，损失惨重。,6.5 气瓶,高校实验室涉及N2、O2、H2、Ar、Ne、CH4、Kr、SF、SF6、F(5)、4.55%NO+N、CO、CO2、SO2等种类繁多的气体，很多危险气体,6.5 气瓶,高校实验室设计种类繁多的气体，其中也包含很多危险气体,6.6 瓶装气体的基本常识,临界温度若气体临界温度高于气瓶环境温度，则在一定压力下气体可能液化；反之，则无论压力加多高，气体也不会液
17、化。,6.6 瓶装气体的基本常识,气瓶的公称压力和水压试验压力气瓶公称工作压力：永久性气瓶指在20时，气体的限定充装压力液化气瓶指温度为60时瓶内气体的压力限定值,6.6 瓶装气体的基本常识,6.6 瓶装气体的基本常识,瓶装气体的分类,6.6 瓶装气体的基本常识,常用气瓶的结构,6.6 瓶装气体的基本常识,气瓶安全附件瓶帽：保护瓶阀用的帽罩式安全附件避免气瓶在搬运和使用过程中由于碰撞而损伤瓶阀，从而引起漏气、燃烧、爆炸等事故瓶阀：是气瓶的主要附件，其作用是控制气体的进出可燃性气体瓶阀出口螺纹是左旋非可燃性气体的是右旋,6.6 瓶装气体的基本常识,气瓶安全附件爆破片、易熔合金塞、弹簧泄放装置、复
18、合式泄放装置等作用当气瓶的压力超出一定的范围时，安全装置可自动爆破或开启，使瓶内的气体泄放出，从而降低气瓶内气体的压力，防止气瓶爆炸剧毒介质气瓶禁止装设安全泄压装置；液化石油气瓶一般不设安全泄压装置；其它气瓶均应设置相应的安全泄压装置；永久气体的爆破片可以装配在瓶阀上。,6.6 瓶装气体的基本常识,气瓶安全附件爆破片、易熔合金塞、弹簧泄放装置、复合式泄放装置等,6.6 瓶装气体的基本常识,气瓶标记与漆色,6.6 瓶装气体的基本常识,GB 7144-1999气瓶颜色标记,6.6 瓶装气体的基本常识,钢瓶钢印标记(示意),图中标记的含义:0制造厂检验标记1一钢瓶制造厂代号或商标2钢瓶编号3水压试验
19、压力MPa4一公称工作压力MPa5一实测重量kg6实测容积L7瓶体设计壁厚mm8一制造年月9一安全监察部门的监检标记,无缝气瓶制造钢印标志,6.6 瓶装气体的基本常识,气瓶的充装要求气体纯度要高固体杂质易带电引爆，含水易加速钢瓶腐蚀充气前必须把瓶内空气抽掉，或用干氮置换严禁混装、错装对有聚合倾向的气体，要严格控制氧含量液化气瓶避免低温充装与过量充装充装前检查、充装量检查、充装后检查运输储存,实验室使用气瓶一定要到正规的气站换气！,6.7 气瓶的安全使用与管理,1、采购和使用有制造许可证的企业的合格产品，不使用超期未检的气瓶2、必须到已办理充装注册的单位或经销注册的单位购气注意气体的纯度，特别是
20、氢和氧的含量3、使用前应进行安全状况检查。确认气体，禁止使用不符合安全技术要求的气瓶瓶阀漏气、阀杆受损、接嘴螺纹旋向及是否受损、是否装瓶帽、防震圈、是否有检验合格证等有问题的气瓶不得接受,6.7 气瓶的安全使用与管理,4、气瓶放置地点不得靠近热源和明火，应保证瓶体干燥距明火10米之外；严禁用温度超过40的热源对气瓶加热5、气瓶立放时，应采取防止倾倒的措施严禁敲击、碰撞气瓶6、夏季应防止气瓶暴晒，露天作业应有遮挡措施,6.7 气瓶的安全使用与管理,7、瓶内气体不得用尽，必须留有剩余压力。永久气体瓶0.05MPa，氧气瓶0.5MPa液化气体瓶规定充装量0.5-1的剩余气体防止空气吸入引发事故和影响
21、气体纯度8、不得擅自更改气瓶的钢印和颜色标记；防止错装、混装引发重大事故。9、开启瓶阀时只能用手或专用扳手，以防损伤阀杆；开关要缓慢，防止产生摩擦热和静电火花。,6.7 气瓶的安全使用与管理,10、使用氧气瓶时，手及工具要禁油污，防止着火；接头、管道、阀门等应使用铜基合金或专用管11、用完的空瓶应标上“空瓶”字样；已经用部分气体的气瓶应把剩余压力写在瓶身上12、发现气瓶漏气，首先应根据气体性质做好相应的人体防护，在保证安全的前提下，关闭瓶阀。瓶阀失控必须采取紧急措施13、毒性或可燃性气体应放如气瓶柜，气瓶柜应有强制换气设备，保持气瓶柜内处于负压状态,Term-paper Assigned,Te
22、rm-paper Assigned,检查材料系实验室的安全隐患各组做好记录，如果有条件也可用数码相机拍照汇总检查出的问题并提出整改意见安全检查主要内容一、规章制度是否健全实验室安全规定特种设备如高压容器、加热设备安全操作规程有关安全规定,如剧毒物品管理规程。,Term-paper Assigned,检查材料系实验室的安全隐患各组做好记录，如果有条件也可用数码相机拍照汇总检查出的问题并提出整改意见安全检查主要内容二、防火、用电、化学品、压力容器等方面存在的安全隐患是否乱拉临时线、电闸箱、灯泡、灯管下乱堆杂物；消防设施、设备是否完好有效（灭火器是否过期，有无压力，消防栓、水带、水枪是否完好）、消防设施是否有遮挡、挪用（如消防器材、应急照明、疏散标致、报警探头是否有遮挡，灭火器是否挪用）等。,Term-paper Assigned,检查材料系实验室的安全隐患各组做好记录，如果有条件也可用数码相机拍照汇总检查出的问题并提出整改意见安全检查主要内容二、防火、用电、化学品、压力容器等方面存在的安全隐患压力气瓶的使用、存放是否符合安全要求，安全附件是否完好等化学药品存放、使用是否合理等电源插座是否符合要求,
