chap壓力容器安全實(shí)用

會(huì)計(jì)學(xué)1chap壓力容器安全實(shí)用第1頁/共54頁第2頁/共54頁第3頁/共54頁第4頁/共54頁壓力容器事故第5頁/共54頁7月20日上午天水方大建材有限公司某生產(chǎn)車間內(nèi)的4個(gè)壓力容器中一個(gè)不明原因脫離閥門，巨大的沖擊力將該容器彈射出十余米，撞向生產(chǎn)車間后墻并將墻撞了個(gè)窟窿后才停了下來。由于“肇事”容器射出時(shí)磨擦力擦出火花，加之巨大的沖擊力將電源震壞，因此事故現(xiàn)場(chǎng)上空火光一片。經(jīng)查，事發(fā)時(shí)，生產(chǎn)車間有13名工人，其中4人不幸遇難，5人受傷。壓力容器事故一甘肅天水壓力容器爆炸第6頁/共54頁山西嘉寶酒業(yè)鍋爐爆炸壓力容器事故二事故經(jīng)過：2000年11月28日，寧波北侖發(fā)電廠發(fā)生鍋爐爆炸，造成2人死亡，2人重傷，2人輕傷，直接經(jīng)濟(jì)損失30萬元，間接損失20萬元。事故原因：私自制造鍋爐，自行安裝投入使用，制造安裝人員均沒有專業(yè)方面的知識(shí)。第7頁/共54頁壓力容器事故三寧波北侖港電廠鍋爐爆炸事故經(jīng)過：1993年3月10日，寧波北侖發(fā)電廠發(fā)生鍋爐爆炸，死亡23人，傷24人，直接經(jīng)濟(jì)損失778萬元，修復(fù)132天少發(fā)電近14億度。事故原因：主要可能因?yàn)殄仩t嚴(yán)重結(jié)渣，落渣進(jìn)入水產(chǎn)生蒸汽，蒸汽進(jìn)入爐膛，造成壓力升高。第8頁/共54頁

1979年9月7日國(guó)內(nèi)某電化廠415升液氯鋼瓶爆炸，擊穿5個(gè)，爆炸5個(gè)，10200公斤液氯外泄，波及7公里范圍，59人死亡，779人嚴(yán)重中毒。

1979年12月18日國(guó)內(nèi)某液化氣站400M3儲(chǔ)罐爆炸，引發(fā)3個(gè)球罐和一個(gè)臥罐爆炸，5000只氣瓶爆炸，600噸液化氣燃燒，32人死亡，54人傷。壓力容器事故四第9頁/共54頁

1986年4月28日前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站壓力殼發(fā)生核泄漏，31人死亡，20個(gè)國(guó)家4億人受害。壓力容器事故五第10頁/共54頁

1984年12月3日印度博帕爾市農(nóng)藥廠異氰甲酸脂儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏，2580人死亡，125000人中毒，5萬人失明。壓力容器事故六第11頁/共54頁一、壓力容器界定二、壓力容器主要技術(shù)參數(shù)三、應(yīng)用第一節(jié)壓力容器概述第12頁/共54頁壓力容器界定壓力容器:承受一定壓力，與外界形成一個(gè)封閉系統(tǒng)的容器。如所有過程裝備的殼體、航天器與潛艇的殼體;水壓機(jī)的液壓缸；壓縮機(jī)的儲(chǔ)罐；發(fā)酵罐；鍋爐，核電站核容器；液化石油氣罐等。通常所說的壓力容器是指那些容易發(fā)生事故，特別是事故危害比較大的特殊設(shè)備。壓力容器發(fā)生事故時(shí)，其危害的嚴(yán)重程度與容器的工作介質(zhì)、工作壓力以及容積有關(guān)系。第13頁/共54頁

鍋爐、換熱器、加熱爐=圓筒外殼

+傳熱管束核反應(yīng)堆=圓筒安全殼

+核反應(yīng)零部件塔器=圓筒外殼

+傳質(zhì)元件（浮閥、填料等）反應(yīng)釜=圓筒夾套

+攪拌器壓縮機(jī)、真空泵=圓筒氣缸

+活塞透平機(jī)、泵=蝸殼

+葉輪

過程裝備=受壓外殼+功能內(nèi)件第14頁/共54頁壓力容器的特點(diǎn):

壓力(pressure)

溫度(temperature)

介質(zhì)——腐蝕性（corrosion）——易燃易爆(burnandexplode)——有毒有害(poisonandharmful)要求在一定的壓力P、溫度T和化學(xué)介質(zhì)M的作用下長(zhǎng)期安全工作，且保證密封不漏。第15頁/共54頁壓力容器的基本結(jié)構(gòu)封頭圓筒體接管排泄管入孔基本承壓部件:1.筒體2.封頭3.密封裝置（法蘭、密封元件、緊固件）4.開孔（人/手孔）與接管5.支座附件6.安全附件（安全閥、爆破片）7.測(cè)量與控制儀表第16頁/共54頁第17頁/共54頁第18頁/共54頁1、設(shè)計(jì)壓力

指設(shè)定的容器頂部的最高壓力與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為載荷條件，其值不低于工作壓力。

設(shè)計(jì)壓力一般原則：設(shè)計(jì)壓力一般取略高于或等于最高工作壓力。裝設(shè)有安全泄壓裝置的壓力容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的開啟(整定)壓力和爆破片裝置的爆破壓力。盛裝液化氣體的容器，無保溫裝置的，設(shè)計(jì)壓力(最高工作壓力)不低于所裝液化氣體在50℃時(shí)的飽和蒸氣壓力；有可靠的保溫設(shè)施的，設(shè)計(jì)壓力不低于其在試驗(yàn)實(shí)測(cè)的最高溫度下的飽和蒸氣壓力。主要技術(shù)參數(shù)第19頁/共54頁2、設(shè)計(jì)溫度

指容器在正常操作條件下，在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，設(shè)定的殼體的金屬溫度。

設(shè)計(jì)溫度注意：對(duì)常溫或高溫操作的容器，其設(shè)計(jì)慍度不得低于殼體金屬可能達(dá)到的最高金屬溫度。對(duì)在0℃以下操作的容器，其設(shè)計(jì)溫度不得高于殼體金屬可能達(dá)到的最低金屬溫度。在任何情況下，容器殼體或其他受壓元件金屬的表面溫度，不得超過材料的允許使用溫度。安裝在室外且器壁無保溫裝置的容器，壁溫受環(huán)境溫度的影響而可能小于或等于-20℃時(shí)，其設(shè)計(jì)溫度一般應(yīng)按容器使用地區(qū)歷年各月、日最低溫度月平均值的最小值確定其最低設(shè)計(jì)溫度。第20頁/共54頁3、公稱直徑按容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化系列而選定的殼體直徑，用符號(hào)DN及數(shù)字表示，單位為mm。注意：焊接的圓筒形容器，公稱直徑是指它的內(nèi)徑；而用無縫鋼管制作的圓筒形容器，公稱直徑是指它的外徑，因?yàn)闊o縫鋼管的公稱直徑不是內(nèi)徑，而是接近而又小于外徑的一個(gè)數(shù)值；為了方便，用無縫鋼管作容器簡(jiǎn)體時(shí)，選外徑作為公稱直徑。第21頁/共54頁我國(guó)目前完全納入《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》適用范圍的壓力容器必須同時(shí)具備下列三個(gè)條件：1、最高工作壓力≥0.1MPa2、內(nèi)直徑≥0.15m，且容積≥0.025m33、介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。第22頁/共54頁壓力容器的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，壓力容器的主要作用是儲(chǔ)存、運(yùn)輸有壓力氣體或液化氣體，或者是為這些流體的傳熱、傳質(zhì)反應(yīng)提供一個(gè)密閉的空間。壓縮氣體作為動(dòng)力源；壓縮氣體作為原料或輔助材料；制冷裝置高溫反應(yīng)裝置化工反應(yīng)設(shè)備石油化學(xué)工業(yè)高分子反應(yīng)等第23頁/共54頁

化學(xué)工業(yè)——反應(yīng)釜，換熱器，儲(chǔ)罐石油工業(yè)——精餾塔，換熱器，儲(chǔ)罐航天————飛機(jī)，火箭，宇宙飛船機(jī)械————水壓機(jī)，儲(chǔ)能器，壓縮機(jī)，液壓缸食品————?dú)⒕?，發(fā)酵罐印染————高壓染缸造紙————烘缸動(dòng)力————鍋爐，核電站核容器民用————液化石油氣罐壓力容器的應(yīng)用第24頁/共54頁

例：氣瓶

氣瓶是指在正常環(huán)境下(－40～60℃)可重復(fù)充氣使用的，公稱工作壓力為0～30MPa(表壓)，公稱容積為0.4～1000L的盛裝永久氣體、液化氣體或溶解氣體等的移動(dòng)式壓力容器。第25頁/共54頁

一、氣瓶的分類

永久氣體氣瓶1、按充裝介質(zhì)的性質(zhì)分液化氣體氣瓶溶解氣體氣瓶

鋼制焊接氣瓶2、按制造方法分類纏繞玻璃纖維氣瓶鋼制無縫氣瓶

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3、按公稱工作壓力分類

氣瓶按公稱工作壓力分為高壓氣瓶和低壓氣瓶。

（1）高壓氣瓶公稱工作壓力有：30、20、15、12．5、8MPa

（2）低壓氣瓶公稱工作壓力有：5、3、2、1．6、1MPa

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二、氣瓶的顏色

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《氣瓶顏色標(biāo)記》對(duì)氣瓶的顏色、字樣和色環(huán)做了嚴(yán)格的規(guī)定。常見氣瓶的顏色見下表。

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三、使用安全

(1)使用氣瓶者應(yīng)學(xué)習(xí)氣體與氣瓶的安全技術(shù)知識(shí)，在技術(shù)熟練人員的指導(dǎo)監(jiān)督下進(jìn)行操作練習(xí)，合格后才能獨(dú)立使用。

(2)使用前應(yīng)對(duì)氣瓶進(jìn)行檢查，確認(rèn)氣瓶和瓶?jī)?nèi)氣體質(zhì)量完好，方可使用。如發(fā)現(xiàn)氣瓶顏色、鋼印等辨別不清，檢驗(yàn)超期，氣瓶損傷(變形、劃傷、腐蝕)，氣體質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不符等現(xiàn)象，應(yīng)拒絕使用并做妥善處理。(3)按照規(guī)定，正確、可靠地連接調(diào)壓器、回火防止器、輸氣、橡膠軟管、緩沖器、氣化器、焊割炬等，檢查、確認(rèn)沒有漏氣現(xiàn)象。連接上述器具前，應(yīng)微開瓶閥吹除瓶閥出口的灰塵、雜物。

(4)氣瓶使用時(shí)，一般應(yīng)立放(乙炔瓶嚴(yán)禁臥放使用)。不得靠近熱源。與明火距離、可燃與助燃?xì)怏w氣瓶之間距離，不得小于10m。第29頁/共54頁

(5)使用易起聚合反應(yīng)氣體氣瓶，應(yīng)遠(yuǎn)離射線、電磁波、振動(dòng)源。

(6)防止日光曝曬、雨淋、水浸。

(7)移動(dòng)氣瓶應(yīng)手搬瓶肩轉(zhuǎn)動(dòng)瓶底；移動(dòng)距離較遠(yuǎn)時(shí)可用輕便小車運(yùn)送，嚴(yán)禁拋、滾、滑、翻和肩扛、腳踹。

(8)禁止敲擊、碰撞氣瓶。絕對(duì)禁止在氣瓶上焊接、引弧。不準(zhǔn)用氣瓶做支架和鐵砧。

(9)注意操作順序。開啟瓶閥應(yīng)輕緩，操作者應(yīng)站在閥出口的側(cè)后；關(guān)閉瓶閥應(yīng)輕而嚴(yán)，不能用力過大，避免關(guān)得太緊、太死。

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(10)瓶閥凍結(jié)時(shí)，不準(zhǔn)用火烤?？砂哑恳迫耸覂?nèi)或溫度較高的地方或用40℃以下的溫水澆淋解凍。

(11)注意保持氣瓶及附件清潔、干燥、禁止沾染油脂、腐蝕性介質(zhì)、灰塵等。

(12)瓶?jī)?nèi)氣體不得用光用盡，應(yīng)留有剩余壓力(余壓)，余壓不應(yīng)低于0.05MPa。

(13)要保護(hù)瓶外油漆防護(hù)層，既可防止瓶體腐蝕，也是識(shí)別標(biāo)記，可以防止誤用和混裝。瓶帽、防震圈、瓶閥等附件都要妥善維護(hù)、合理使用。

(14)氣瓶使用完畢，要送回瓶庫或妥善保管。第31頁/共54頁

四、氣瓶的檢驗(yàn)

氣瓶的定期檢驗(yàn)，由取得檢驗(yàn)資格的專門單位負(fù)責(zé)進(jìn)行，未取得資格的單位和個(gè)人不得從事氣瓶的定期檢驗(yàn)各類氣瓶的檢驗(yàn)周期為：

1)盛裝腐蝕性氣體的氣瓶，每?jī)赡隀z驗(yàn)一次；

2)盛裝一般氣體的氣瓶，每三年檢驗(yàn)一次；

3)液化石油氣氣瓶，使用未超過20年的，每五年檢驗(yàn)一次，超過20年的，每?jī)赡隀z驗(yàn)一次；

4）盛裝惰性氣體的氣瓶，每五年檢驗(yàn)一次。

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工業(yè)鍋爐

鍋爐是使燃燒產(chǎn)生的熱能把水加熱或變成蒸汽的熱力設(shè)備。由“鍋”和“爐”以及保證其正常運(yùn)行所必需的附件、儀表及附屬設(shè)備三部分組成。“鍋”是指鍋爐中盛放水和蒸氣的密封受壓部分，是鍋爐的吸熱部分，主要包括汽包、對(duì)流管、水冷壁、聯(lián)箱、過熱器、省煤器等?！盃t”是指鍋爐中燃料進(jìn)行燃燒、放出熱能的部分，是鍋爐的放熱部分，主要包括燃燒設(shè)備、爐墻、爐拱、鋼架和煙道及排煙除塵設(shè)備等。第33頁/共54頁

一、鍋爐的水質(zhì)處理

1、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

水質(zhì)指標(biāo)是表示水的質(zhì)量好壞的技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)用水要求和雜質(zhì)的特性制定。

懸浮物硬度水質(zhì)指標(biāo)PH值堿度含鹽量第34頁/共54頁

2、水處理方法

爐內(nèi)水處理：通過向鍋爐給水投加一定量的軟水劑（防垢劑）使鍋爐給水中的結(jié)垢物質(zhì)軟化，成為泥垢（水渣）通過排污把泥垢從鍋爐內(nèi)排出,從而達(dá)到減緩或防止水垢結(jié)生的目的

爐外水處理：指對(duì)進(jìn)入鍋爐之前的給水預(yù)先進(jìn)行的各種處理，是鍋爐水質(zhì)處理的主要方式

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二、鍋爐運(yùn)行的安全管理

1、鍋爐啟動(dòng)的安全要點(diǎn)（1）全面檢查（2）上水（3）烘爐和煮爐（4）點(diǎn)火與升壓（5）暖管與并氣第36頁/共54頁

2、鍋爐運(yùn)行中的安全要點(diǎn)（1）鍋爐運(yùn)行中，保護(hù)裝置與聯(lián)鎖不得停用。需要檢驗(yàn)或維修時(shí)，應(yīng)經(jīng)有關(guān)主要領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)。（2）鍋爐運(yùn)行中，安全閥每天人為排汽試驗(yàn)一次。電磁安全閥電氣回路試驗(yàn)每月應(yīng)進(jìn)行一次。安全閥排汽試驗(yàn)后，其起座壓力、回座壓力、閥瓣開啟高度應(yīng)符合規(guī)定，并作記錄。（3）鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)定期進(jìn)行排污試驗(yàn)。第37頁/共54頁第二節(jié)壓力容器的分類一、分類二、代號(hào)標(biāo)記法第38頁/共54頁固定式容器移動(dòng)式容器按用途分按壓力分反應(yīng)容器：如聚合釜、氨合成塔儲(chǔ)運(yùn)容器：如液化氣罐、球罐、槽車換熱容器：如冷卻器、蒸發(fā)器分離容器：如分餾塔、吸收塔低壓容器O.1MPa≤p＜1.6MPa中壓容器1.6MPa≤p＜10MPa高壓容器10MPa≤p＜100MPa超高壓容器p≥100MPa——?dú)馄亢筒圮噳毫θ萜鞣诸愐?、按使用特點(diǎn)和安全管理方面考慮第39頁/共54頁二、管理與安全監(jiān)察權(quán)限劃分1、按危險(xiǎn)性和危害性分:三類壓力容器一類容器非易燃或無毒介質(zhì)的低壓容器；易燃或有毒介質(zhì)的低壓分離容器和換熱容器。二類容器中壓容器；劇毒介質(zhì)的低壓容器；易燃或有毒介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和貯運(yùn)容器；內(nèi)徑小于1m的低壓廢熱鍋爐。第40頁/共54頁三類容器高壓、超高壓容器；劇毒介質(zhì)且壓力與容積的乘積等于或大于196.1L·MPa的低壓容器或劇毒介質(zhì)的中壓容器；易燃或有毒介質(zhì)且壓力與容積的乘積等于或大于4903.3L·MPa的中壓反應(yīng)容器，或壓力與容積的乘積等于或大于4903.3L·MPa的中壓貯運(yùn)容器；中壓廢熱鍋爐或內(nèi)徑大于1m的低壓廢熱鍋爐。第41頁/共54頁2、按壓縮器內(nèi)的介質(zhì)分類:劇毒、有毒、易燃介質(zhì)劇毒介質(zhì)是指進(jìn)入人體量小于50克即會(huì)引起肌體嚴(yán)重?fù)p傷或致死的介質(zhì)；有毒介質(zhì)是指進(jìn)入人體量大于或等于50克即會(huì)引起人體正常功能損傷的介質(zhì)；易燃介質(zhì)是指與空氣混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限與下限之差大于20%的介質(zhì)。第42頁/共54頁代號(hào)標(biāo)記法壓力容器注冊(cè)編號(hào)的前三個(gè)代號(hào)分別是上述分類法的代號(hào)，如：Ⅱ

M

S分離容器中壓第二類第一個(gè)代號(hào)表示類別：

Ⅰ—一類壓力容器；Ⅱ—二類壓力容器；Ⅲ—三類壓力容器第二個(gè)代號(hào)表示壓力的等級(jí)：

I—低壓；M—中壓；H—高壓；U—超高壓第三個(gè)代號(hào)表示用途：

R—反應(yīng)容器；E—換熱容器；S—分離容器；C—儲(chǔ)存容器；

B—球形容器；LA—液化氣體汽車罐車；LT—液化氣體鐵路罐車第43頁/共54頁第三節(jié)壓力容器缺陷評(píng)定一、壓力容器主要缺陷二、壓力容器的失效形式三、無損探傷技術(shù)第44頁/共54頁主要缺陷焊接缺陷板材中缺陷鍛件中缺陷外觀缺陷：成形不良、表面氣孔、燒穿、凹陷等埋藏缺陷：氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等非金屬夾雜化學(xué)成分不合格裂紋熱處理缺陷非金屬夾雜物鍛造裂紋夾沙龜裂第45頁/共54頁爆炸斷裂泄漏過量變形表面損傷、金屬損失材料性能退化物理爆炸：物理原因（溫度、內(nèi)壓）使應(yīng)力超過強(qiáng)度化學(xué)爆炸：異?；瘜W(xué)反應(yīng)使壓力急劇增加超過強(qiáng)度脆性斷裂：應(yīng)力腐蝕、氫致開裂、持久（蠕變）斷裂、低溫脆斷韌性斷裂疲勞斷裂：應(yīng)力疲勞、應(yīng)變疲勞、高溫疲勞、熱疲勞、腐蝕疲勞、蠕變疲勞密封泄漏：充裝過量（冒頂）腐蝕穿孔、穿透的裂紋或冶金、焊接缺陷（滿足LBB條件）過熱、過載引起的鼓脹、屈曲、伸長(zhǎng)、凹坑（dent）蠕變、亞穩(wěn)定相的相變電化學(xué)腐蝕：均勻腐蝕、點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、沉積物下腐蝕、溶解氧腐蝕、堿腐蝕、硫化物腐蝕、氯化物腐蝕、硝酸鹽腐蝕沖蝕、氣蝕高溫氧化腐蝕、金屬塵化或?yàn)?zāi)難性滲碳腐蝕、環(huán)烷酸腐蝕外來機(jī)械損傷：油氣長(zhǎng)輸管線的主要失效模式之一輻照損傷脆化金相組織變化：珠光體球化、石墨化、S相析出長(zhǎng)大、滲碳、滲氮、脫碳、回火脆化與敏化、應(yīng)變時(shí)效氫致?lián)p傷：氫腐蝕、氫脆（微裂紋）、堆焊層的氫致剝離壓力容器主要失效模式第46頁/共54頁合乎使用原則安全評(píng)定——用無損檢驗(yàn)方法對(duì)壓力容器內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行精確的檢查，其標(biāo)準(zhǔn)包括兩類：一是質(zhì)量控制驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；一是合乎使用的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。合乎使用原則——由無損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷，經(jīng)確認(rèn)不致發(fā)生斷裂破壞，且有足夠的安全裕度，則這些缺陷被認(rèn)為是安全的、可接受的。第47頁/共54頁無損探傷技術(shù)無損探傷：在不損傷被檢工件的情況下,利用材料中缺陷所具有的物理特性來檢測(cè)其內(nèi)部或表面是否存在缺陷的方法。常用的方法包括超聲波探傷、射線探傷、磁粉探傷、滲透探傷、聲發(fā)射檢測(cè)等等。無損探傷方法也有其局限性，必然帶來一定的不確定性，因此必須給予一定的安全裕度，以確保評(píng)定的可靠性。第48頁/共54頁主要規(guī)范性文件WEE/37“焊接缺陷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)若千方法指南”國(guó)際焊接學(xué)會(huì)IIW“按脆斷破壞觀點(diǎn)建議的缺陷評(píng)定方法”日本W(wǎng)ES—2085K“按脆斷評(píng)定的焊接缺陷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)”英國(guó)BSIPD6493“焊接缺陷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)若干方法指南”美國(guó)ASME“鍋爐及壓力容器規(guī)范”第Ⅱ篇附錄G防止非延性破壞美國(guó)ASME“鍋