實驗室安全6壓力容器

實驗室安全6壓力容器第1頁/共64頁壓力容器與氣瓶第2頁/共64頁6.1壓力容器壓力容器—容器器壁兩邊存在一定壓力差的所有密閉容器日常生活：壓力鍋、煤氣罐、保溫瓶工業(yè)生產(chǎn)：儲罐、槽車、潛艇、飛機、導彈這里所說的壓力容器，主要是指那些容易發(fā)生事故，而且事故的危害性較大，須由專門機構進行監(jiān)督，并按規(guī)定的技術管理規(guī)范進行制造和使用的壓力容器。第3頁/共64頁6.1壓力容器我國壓力容器的界限范圍我國規(guī)定，同時具備以下三個條件的容器才屬于《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的管制范圍:最高工作壓力大于等于0.1MPa(不包括液體靜壓力，下同)內(nèi)直徑(非圓形截面指其最大尺寸)不小于0.15m，且容積大于等于0.025m3

盛裝介質為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于和等于標準沸點的液體第4頁/共64頁6.1壓力容器按壓力分類低壓容器(L)0.1MPa

p1.6MPa中壓容器(M)1.6MPa

p

10Mpa高壓容器(H)10MPap

100Mpa超高壓容器(U)p

100MPa按實際應用分類反應壓力容器(R)反應釜、合成塔等換熱壓力容器(E)余熱鍋爐、熱交換器等分離壓力容器(S)分離器、過濾器等貯存壓力容器(C、B)各種貯罐壓力容器的分類第5頁/共64頁6.1壓力容器國家勞動部根據(jù)壓力容器的壓力高低，介質的危害程度以及在生產(chǎn)中的重要作用將壓力容器分為三類第一類：普通低壓容器第二類：中壓容器盛裝易燃、有毒介質的低壓容器高溫使用的低壓容器壓力容器的分類第三類：高壓容器毒性極度和高度危害的中壓容器PV≥0.2MPa.M3的低壓容器毒性中等且PV≥0.5MPa.M3的中壓容器PV≥10MPa.M3的中壓貯存容器第6頁/共64頁6.1壓力容器壓力容器的潛在危害性壓力容器的壓差，使容器具備了能量隨時釋放的可能性和危險性(泄漏和爆炸)液體的壓縮性極小，容器發(fā)生爆炸時其膨脹功及釋放的能量很小，危害也小氣體具有很大的壓縮性，容器發(fā)生爆炸時瞬時卸壓膨脹所釋放的能量大，危害性也很大承載壓力和容積相同的壓力容器，工作介質為氣體的要比介質為液體的爆破能量大數(shù)百倍至數(shù)萬倍。工作介質工作壓力容積液氣第7頁/共64頁6.1壓力容器壓力容器的潛在危害性壓力容器的壓差，使容器具備了能量隨時釋放的可能性和危險性(泄漏和爆炸)承載壓力和容積相同的壓力容器，工作介質為氣體的要比介質為液體的爆破能量大數(shù)百倍至數(shù)萬倍。工作介質工作壓力容積這里所說的液體，是指常溫下的液體，不包括最高工作溫度高于其標準沸點(即標準大氣壓下的沸點)的液體和液化氣體。第8頁/共64頁6.1壓力容器壓力容器的潛在危害性壓力容器的壓差，使容器具備了能量隨時釋放的可能性和危險性(泄漏和爆炸)工作介質工作壓力容積壓力容器的工作壓力是指容器在正常使用過程中，所承受的最高壓力載荷一般來說工作壓力越高，或者容器的容積越大，則容器爆炸時氣體膨脹所釋放的能量也越大，事故的危害性越嚴重盛裝介質毒性越大越危險工作環(huán)境越惡劣(化學反應、高溫)越危險第9頁/共64頁6.1壓力容器實驗室常用高溫、高壓設備和容器高壓反應釜第10頁/共64頁6.1壓力容器實驗室常用高溫、高壓設備和容器多功能氣氛壓力燒結爐第11頁/共64頁6.1壓力容器實驗室常用高溫、高壓設備和容器冷等靜壓成形機第12頁/共64頁6.1壓力容器實驗室常用高溫、高壓設備和容器熱等靜壓燒結爐第13頁/共64頁6.1壓力容器實驗室常用高溫、高壓設備和容器高溫自蔓延反應爐第14頁/共64頁6.1壓力容器實驗室常用高溫、高壓設備和容器各種氣瓶第15頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.1安全閥安全閥是壓力容器上最常用的安全泄壓裝置通過閥的自動開啟排出介質來降低容器內(nèi)的過高壓力第16頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.1安全閥優(yōu)點只排出壓力容器內(nèi)的高于規(guī)定值的部分壓力當容器內(nèi)的壓力降到正常壓力值時則自動關閉使壓力容器和安全閥重新工作從而不會使壓力容器一旦超壓就得把全部介質排出而造成浪費和生產(chǎn)中斷安全閥的結構特點使其安裝和調(diào)整比較容易第17頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.1安全閥缺點密封性較差即使比較好的安全閥在其正常工作的工作壓力作用下也難免會輕微的泄漏由于彈簧等慣性作用，閥門的開啟有滯后現(xiàn)象，因而泄壓反應較慢，當介質不潔凈時，閥芯和閥座會粘連，使安全閥達到開啟壓力而打不開或使安全閥不嚴密，沒達到開啟壓力就已泄漏。同時，安全閥對壓力容器的介質有選擇性它適用于比較潔凈的介質，如空氣、水蒸氣、水等不宜用于有毒性介質，更不適用于可能發(fā)生劇烈反應而使容器內(nèi)壓力急劇上升的介質第18頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.1安全閥類型重錘杠桿式安全閥

彈簧式安全閥結構簡單、調(diào)整容易且比較準確、動作與性能不受高溫的影響但結構較笨重，閥的密封性對震動較敏感，回座壓力比較低結構緊湊、靈敏度比較高、安置方位不受限制，對震動不敏感但其所加載荷會隨著閥的開啟而變化，閥上的彈簧會由于長期受高溫的影響而彈力降低第19頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.1安全閥對安全閥的要求安全閥應選用經(jīng)省級以上(含省級)安全監(jiān)察機構批準的企業(yè)的合格產(chǎn)品。安全閥的選用必須符合壓力容器的設計需要。對易燃介質或毒性程度為極度、高度或中度危害的介質的壓力容器，應在安全閥的排出口裝設導管，將排放介質引到安全地點，并進行妥善處理，不得直接排入大氣。第20頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.2爆破片爆破片又稱防爆膜、防爆片，是一種斷裂型的泄壓裝置利用膜片的斷裂來泄壓，泄壓后爆破片不能繼續(xù)有效使用，壓力容器也被迫停止運行。第21頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.2爆破片特點適用于漿狀、有粘性、腐蝕性工藝介質，這種情況下安全閥不可靠慣性小，可對急劇升高的壓力迅速做出反應在發(fā)生火災或其它意外時，在主泄壓裝置打開后，可用爆破片作為附加泄壓裝置嚴密無泄漏，適用于盛裝昂貴或有毒介質的壓力容器便于維護、更換第22頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.2爆破片局限性：當爆破片爆破時，工藝介質損失較大，所以常與安全閥串聯(lián)使用以減少工藝介質的損失不宜用于經(jīng)常超壓的場合爆破特性受溫度及腐蝕介質的影響第23頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.2爆破片對爆破片的要求：爆破片應選用持有國家質量技術監(jiān)督局頒發(fā)的制造許可證的單位生產(chǎn)的合格產(chǎn)品；爆破片選用必須符合壓力容器的設計需要；對易燃介質或毒性程度為極度、高度或中度危害的介質的壓力容器應在爆破片的排出口裝設導管，將排放介質引到安全地點，并進行安全處理，不得直接排入大氣；爆破片應定期更換，對于超過最大設計爆破壓力而未爆破的爆破片應立即更換；在苛刻條件下使用的爆破片裝置應每年更換，一般爆破片應在2～3年內(nèi)更換.第24頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.3壓力表壓力表是一種測量壓力大小的儀表可用來測量容器內(nèi)的實際壓力值操作人員可以根據(jù)壓力表指示的壓力對容器進行操作，將壓力控制在允許的范圍內(nèi)第25頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.3壓力表A.壓力表的選用選用的壓力表必須與壓力容器內(nèi)的介質相適應低壓容器使用的壓力表的精度不得低于2.5級中壓及高壓容器使用的壓力表的精度不得低于1.5級壓力表刻度極限值應為最高工作壓力的1.5-3.0倍，表盤直徑不應小于100mm第26頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.3壓力表B.壓力表的檢驗壓力表在安裝前應進行校驗，在刻度盤上應劃出指示最高工作壓力的紅線，注明下次校驗的日期壓力表校驗后應加鉛封第27頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.3壓力表C.壓力表的安裝安裝位置便于觀察清晰，且避免受到熱輻射、冰凍或震動壓力表與壓力容器之間應裝設三通旋塞或針形閥用于水蒸氣介質的壓力表應裝設存水管用于腐蝕性或高粘度介質的壓力表應裝設能隔離介質的緩沖裝置第28頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.3壓力表D.壓力表的維護在壓力表的運行中應加強對壓力表的維護壓力表應保持清潔壓力表的連接管定期吹洗，以免堵塞；要經(jīng)常檢查壓力表指針的轉動與波動是否正常，檢查連接管上的旋塞是否處于全開狀態(tài)壓力表必須定期校驗第29頁/共64頁6.2壓力容器的安全附件6.2.3壓力表E.壓力表的更換壓力表有下列情況之一時，需更換:有限止釘?shù)膲毫Ρ恚跓o壓力時，指針不能回到限止針處；無限止針的壓力表，在無壓力時，指針距零位置的數(shù)值超過壓力表允許的誤差。表盤封面玻璃破裂或表盤刻度不清。封印損壞或超過校驗有效期限。表內(nèi)彈簧管泄漏或壓力表指針松動。指針斷裂或外殼腐蝕嚴重。其他影響壓力表準確指示的缺陷。第30頁/共64頁6.3壓力容器事故與危害壓力容器事故壓力容器是一種具有潛在爆炸危險的特殊設備。壓力容器發(fā)生事故不僅設備本身遭到破壞，容器內(nèi)的介質卸壓膨脹，瞬間釋放出很大的能量。受經(jīng)濟利益驅使，全國因違章制造、購置、使用壓力容器，發(fā)生爆炸、中毒事故事常發(fā)生。惡性事故設備破壞波及周圍設備和建筑燙傷、燒傷大面積中毒嚴重的火災人員傷亡壓力容器爆炸誘發(fā)第31頁/共64頁6.3壓力容器事故與危害壓力容器事故舉例第32頁/共64頁6.3壓力容器事故與危害壓力容器爆炸事故的類型物理爆炸容器內(nèi)的介質的物理變化(如液化氣體超裝及溫度升高引起體積增大)引起超壓和容器材料機械性能不足化學爆炸容器內(nèi)的介質起劇烈的燃燒氧化反應或聚合放熱反應反應能量來不及釋放引起容器破壞第33頁/共64頁6.3壓力容器事故與危害壓力容器爆炸事故的主要原因容器內(nèi)壓力過高超過容器的耐壓極限制造購置使用壓力容器違章震動碎片沖擊波毒害二次燃爆采取必要的技術安全措施加強對生產(chǎn)、使用的檢查和管理第34頁/共64頁6.4壓力容器安全措施一、建立完整的壓力容器技術檔案(隨設備)原始技術資料：設計文件、強度計算書、產(chǎn)品質量證書、安裝質量監(jiān)督檢驗證書和安裝使用說明書等。安全附件技術資料：安裝技術說明書和安全裝置的檢驗或更換記錄資料。第35頁/共64頁6.4壓力容器安全措施一、建立完整的壓力容器技術檔案(隨設備)容器運行情況記錄開始使用日期、每次開車、停車日期；實際操作壓力、操作溫度及其波動范圍和次數(shù)。操作條件變更時，應記下變更日期及變更后的實際操作條件。還應存入有關事故的記錄資料和處理報告。容器檢驗和修理記錄檢驗或修理日期、檢驗中所發(fā)現(xiàn)的缺陷及缺陷消除情況和檢驗結論；容器耐壓試驗情況及試驗評定結論；容器受壓元件的修理或更換情況等。第36頁/共64頁6.4壓力容器安全措施二、壓力容器使用記錄《壓力容器使用登記管理規(guī)則》壓力容器的使用單位，在壓力容器投入使用前，應按要求到安全監(jiān)察機構或授權的部門逐臺辦理登記手續(xù)，取得使用證，才能將容器投入運行。第37頁/共64頁6.4壓力容器安全措施三、壓力容器的安全使用管理容器管理責任制容器操作責任制容器管理規(guī)章制度容器安全操作規(guī)程第38頁/共64頁6.4壓力容器安全措施四、壓力容器的操作與維護1.壓力容器的安全操作操作的一般要求、運行操作、運行期間的檢查2.壓力容器的維護保養(yǎng)

運行期間的維護保養(yǎng)、停用期間的維護保養(yǎng)第39頁/共64頁6.4壓力容器安全措施五、壓力容器的定期檢驗在容器的設計使用期限內(nèi)，每隔一定的時間，即采用適當有效的方法，對它的承壓部件和安全裝置進行檢查或作必要的檢驗。第40頁/共64頁6.5氣瓶氣瓶是一種移動式的特殊壓力容器一種專作運輸氣體的貯裝容器通常在環(huán)境溫度(-40～60℃)下使用公稱壓力1.0-30Mpa公稱容積0.4-3000L盛裝永久性氣體、液化氣體或混合氣體無縫、焊接密閉容器特點流通范圍廣，使用條件多變，難于掌握瓶裝氣體種類繁多：易燃易爆、毒害性、腐蝕性、化學反應危險性等因此，防漏、防爆非常重要，一旦出現(xiàn)事故，損失慘重。第41頁/共64頁6.5氣瓶高校實驗室涉及N2、O2、H2、Ar、Ne、CH4、Kr、SF、SF6、F(5％)、4.55%NO+N、CO、CO2、SO2等種類繁多的氣體，很多危險氣體第42頁/共64頁6.5氣瓶高校實驗室設計種類繁多的氣體，其中也包含很多危險氣體非自耗真空冶煉爐真空手套箱振動樣品磁強計磁控濺射真空鍍膜機真空壓力燒結爐管式氣氛爐第43頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識臨界溫度若氣體臨界溫度高于氣瓶環(huán)境溫度，則在一定壓力下氣體可能液化；反之，則無論壓力加多高，氣體也不會液化。氣體名稱臨界溫度℃臨界壓力MPa常溫狀態(tài)氧氣-118.45.079氣體二氧化碳317.4氣/液，氣體氨氣13211.3(60℃2.56)氣/液第44頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識氣瓶的公稱壓力和水壓試驗壓力氣瓶公稱工作壓力：永久性氣瓶指在20℃時，氣體的限定充裝壓力液化氣瓶指溫度為60℃時瓶內(nèi)氣體的壓力限定值壓力類別高壓低壓公稱工作壓力MPa30、20、15、12.5、85、3、2、1.6、1水壓試驗壓力MPa45、30、22.5、18.8、12公稱工作壓力的1.5倍7.5、4.5、3、2.4、1.5第45頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識瓶裝氣體單一氣體工業(yè)純氣永久氣體指臨界溫度小于-10℃總是呈現(xiàn)氣態(tài)液化氣體臨界溫度大于或等于-10℃高壓液化氣體和低壓液化氣體兩種溶解氣體溶解于氣瓶內(nèi)的溶劑中的氣體我國的溶解氣體只有溶解乙炔混合氣體自然合成人工配制特種氣體稀有氣體電子氣體集成電路制造高純、超高純特種氣體標準氣體高度均勻，有良好的穩(wěn)定性和量值準確的測量標準第46頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識瓶裝氣體的分類分類名稱含義示例永久氣體臨界溫度Tc<-10℃空氣、氧、氫、氮、氬、氦、氖、氪、甲烷、煤氣低壓液化氣體臨界溫度Tc>70℃氨、丙烷、丙稀、SO2、液化石油氣、HBr、硫化氫高壓液化氣體臨界溫度70℃≥Tc≥-10℃二氧化碳、氧化亞氮、乙烷、乙烯第47頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識常用氣瓶的結構凹形底和帶底座凸形底氣瓶結構示意圖無縫氣瓶瓶體無接縫的氣瓶焊接氣瓶瓶體有焊縫的氣瓶液化石油氣鋼瓶結構示意圖焊接氣瓶結構示意圖第48頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識氣瓶安全附件瓶帽：保護瓶閥用的帽罩式安全附件避免氣瓶在搬運和使用過程中由于碰撞而損傷瓶閥，從而引起漏氣、燃燒、爆炸等事故瓶閥：是氣瓶的主要附件，其作用是控制氣體的進出可燃性氣體瓶閥出口螺紋是左旋非可燃性氣體的是右旋第49頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識氣瓶安全附件爆破片、易熔合金塞、彈簧泄放裝置、復合式泄放裝置等作用當氣瓶的壓力超出一定的范圍時，安全裝置可自動爆破或開啟，使瓶內(nèi)的氣體泄放出，從而降低氣瓶內(nèi)氣體的壓力，防止氣瓶爆炸劇毒介質氣瓶禁止裝設安全泄壓裝置；液化石油氣瓶一般不設安全泄壓裝置；其它氣瓶均應設置相應的安全泄壓裝置；永久氣體的爆破片可以裝配在瓶閥上。第50頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識氣瓶安全附件爆破片、易熔合金塞、彈簧泄放裝置、復合式泄放裝置等第51頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識氣瓶標記與漆色1/3HH***********廠制造鋼印氣體名稱色環(huán)所屬單位名稱瓶帽整體漆色防震膠圈檢驗鋼印第52頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識GB7144-1999《氣瓶顏色標記》

實驗室常用氣瓶的顏色標志氣瓶顏色字樣字色色環(huán)氧氣氫氣氮氣氬氣乙炔氨氣氯氣氟二氧化碳淡藍淡綠黑淺灰白淺黃深綠白鋁白氧氫氮氬乙炔不可近火液氨液氯氟液化二氧化碳黑大紅淡黃綠大紅黑白黑黑白淡黃白第53頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識鋼瓶鋼印標記(示意)圖中標記的含義:0—制造廠檢驗標記1一鋼瓶制造廠代號或商標2—鋼瓶編號3—水壓試驗壓力MPa4一公稱工作壓力MPa5一實測重量kg6—實測容積L7—瓶體設計壁厚mm8一制造年月9一安全監(jiān)察部門的監(jiān)檢標記無縫氣瓶制造鋼印標志第54頁/共64頁6.6瓶裝氣體的基本常識氣瓶的充裝要求氣體純度要高固體雜質易帶電引爆，含水易加速鋼瓶腐蝕充氣前必須把瓶內(nèi)空氣抽掉，或用干氮置換嚴禁混裝、錯裝對有聚合傾向的氣體，要嚴格控制氧含量液化氣瓶避免低溫充裝與過量充裝充裝前檢查、充裝量檢查、充裝后檢查運輸儲存實驗室使用氣瓶一定要到正規(guī)的氣站換氣?。。〉?5頁/共64頁6.7氣瓶的安全使用與管理1、采購和使用有制造許可證的企業(yè)的合格產(chǎn)品，不使用超期未檢的氣瓶2、必須到已辦理充裝注冊的單位或經(jīng)銷注冊的單位購氣注意氣體的純度，特別是氫和氧的含量3、使用前應進行安全狀況檢查。確認氣體，禁止使用不符合安全技術要求的氣瓶瓶閥漏氣、閥桿受損、接嘴螺紋旋向及是否受損、是否裝瓶帽、防震圈、是否有檢驗合格證等有問題的氣瓶不得接受第56頁/共64頁6.7氣瓶的安全使用與管理4、氣瓶放置地點不得靠近熱源和明火，應保證瓶體干燥距明火10米之外；嚴禁用溫度超過40℃的熱源對氣瓶加熱5、氣瓶立放時，應采取防止傾倒的措施嚴禁敲擊、碰撞氣瓶6、夏季應防止氣瓶暴曬，露天作業(yè)應有遮擋措施第57頁/共64頁6.7氣瓶的安全使用與管理7、瓶內(nèi)氣體不得用盡，必須留有剩余壓力。永久氣體瓶≥0.05MPa，氧氣瓶≥0.5MPa液化氣體瓶≥規(guī)定充裝量0.5-1％的剩余氣體防止空氣吸入引發(fā)事故和影響氣體純度8、不得擅自更改氣瓶的鋼印和顏