压力容器安全技术(2).ppt

压力容器安全技术 取证培训,职业技术学校 扎依旦,第 一 讲,压力容器基本知识,压力容器基本知识,1、压力容器安全管理的重要性 2、压力容器安全管理的法规与标准 3、压力容器基本知识,1、压力容器安全管理的重要性, 什么是安全管理 什么是压力容器 压力容器事故率高,（1） 什么是安全管理？,安全管理系统构成： 各级专兼职安全管理人员 安全防护设施设备 安全管理与事故信息 安全管理的规章制度、安全操作规程等。,中石油集团公司安全管理,健康、安全、环境 “HSE管理”体系运行主线 风险控制 基础 危害辨识、风险评价,什么是危害辨识？,分析识别可能造成人员伤亡、疾病、财产 损失、工作环境破坏的根源或状态的存在并确 定其性质的过程。 横向到边 纵向到底 不留死角,原则：,危险辨识的主要范围,厂址及环境； 厂区平面布局； 建筑物与设施； 物料； 化工设备 生产设备、装置； 电气、机械设备 有害作业部位； 危险性较大设备 （压力容器） ,压力容器存在的风险在哪里？,设计、制造、安装、使用到检验、修理和改造七个环节。 可概括为：,物的不安全状态、 人的不安全行为、 安全管理上的欠缺,物的不安全状态：,容器上缺少安全装置，或有缺陷； 容器在设计、制造、施工及安装方面有缺陷； 维护不经常，检修不及时； 原材料或产品的性质带有不安全因素; 工艺过程，操作方法上的缺陷； 防护用品缺乏或有缺陷。,人的不安全行为: 主要表现为人与物的异常接触。,原因: 缺乏安全意识， 技术素质差， 劳动中异常的心理或生理状态， 自然条件或环境条件的影响。,管理上的欠缺：,缺乏必要的安全规章制度，或不健全； 缺乏对工人进行安全操作培训与指导，或对工人执行与遵守安全操作规程缺乏必要的督促与检查； 对现场工作缺乏检查指导，或在检查指导上出现错误； 劳动组织不合理等。,（2）什么是压力容器？,是指盛装气体或者液体，具有一定压力的密闭容器。,所有承受压力载荷的容器,移动式压力容器,固定式压力容器,压力容器,国家质量技术监督局颁布的压力容器安全技术监察规程规定： 同时满足下列三个条件的承压设备即为压力容器 ？,工作压力大于或者等于0.1MPa；,盛装介质为气体、液化气体以及介质 最高工作温度高于或者等于其标准沸点的；,工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL；,本规程适用于同时具备的条件1,本规程适用于同时具备的条件2,本规程适用于同时具备的条件3,条例对压力容器的定义：,最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPaL的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶；氧舱等均属于压力容器。,具体的有： 1、与移动压缩机一体的非独立的容积 不大于0.15m的储罐、锅炉房内的风气罐。 2、容积小于0.025m的高压容器。 、,（3）压力容器事故率高,为什么？,1、工作条件比较恶劣。如：物料易燃易爆，有毒、有腐蚀性，生产高温高压、连续进行。,2、连续运转不易检验 ，在压力容器焊缝部位、 筒体上常留有细微缺陷，使用中扩展，同时还会 产生新的缺陷，从而导致事故的发生；,3、压力容器本身上存在局部地区的应力状态 复杂而恶劣的状况。,2、压力容器安全管理的法规与标准, 压力容器安全管理相关标准 压力容器安全监督机构 压力容器安全“三零”理念 压力容器安全监督管理目标 压力容器安全管理的任务和要求,（1）压力容器安全管理相关标准,与特种设备安全监察条例配套规定： 压力容器安全技术监察规程 气瓶安全监察规程 特种设备注册登记与使用管理规则 特种设备作业人员监督管理办法 锅炉压力容器压力管道设计单位资格与许可管理 规则 锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定 特种设备检验检测机构管理规定 .,（2）压力容器安全监督机构,国家劳动部 国家质量技术监督局 各省、市、自治区质量技术监督局 安全监督机构职能： （1）制订综合性的安全技术规程、标准； （2）审定有关专业技术标准，并监督有关部 门贯彻执行；,（3） 对锅炉、压力容器的设计、制造、安装、 使用、维修、改造等环节实行监督检查，对于制造质量低劣和危及安全运行的设备，有权停止其生产和使用； （4）对锅炉、压力容器实行定期检验； （5）调查处理重大事故； （6）研究解决重大安全技术问题； （7）对企业管理人员和操作工人，进行宣传教育和 培训； （8）对锅炉、压力容器的进出口实行监察检验。,（3）压力容器安全“三零”理念,压力容器安全管理的追求目标： 零缺陷 零故障 零事故,零缺陷：大量的缺陷是隐蔽的、潜在的、尚未 形成的功能故障。,零故障：通过加强压力容器状态检测和开展压力容 器故障停机分析，使故障停机损失降到最小。,零事故：就是要通加强人机系统的综合管理, 提高人机系统运行的可靠性和安全性。,（4）压力容器安全监督管理目标,一杜绝 两不超 一稳定 三个化,杜绝特 大、重大 压力容器 责任事故 的发生。,大型压力 容器责任事故 发生率不超过 0.1；压力 容器故障停机 率不超过1.5,压力容器 完好率始终 保持在94 以上。,压力容器 操作标准化； 压力容器 本质安全化； 压力容器 运行合理化。,压力容器完好标准：,运行正常、 效能良好； 装备完整、质量良好 。,运行正常，效能良好具体标志为：, 容器的各项操作性能指标符合设计要求，能满足生产的需要。 操作过程中运转正常，易于平稳地控制操作参数。 密封性能良好，无泄漏现象。 带搅拌的容器，其搅拌装置运转正常，无异常的振动和杂音。 带夹套的容器，加热或冷却其内部介质的功能良好。 换热器无严重结垢。列管式换热器的胀口、焊口；板式换热 器的板间；各类换热器的法兰连接处均能密封良好，无泄漏及渗漏。,装备完整，质量良好包括以下各项要求：, 零部件、安全装置、附属装置、仪器仪表完整、质量符合设计要求。 容器本体整洁，尤其、保温层完整，无严重锈蚀和机械损伤。 由衬里的容器，衬里完好，无渗漏及鼓包。 阀门及各类可拆连接部位无跑、冒、滴、漏现象。 基础牢固，支座无严重锈蚀，外管道情况正常。 各类技术资料齐备、准确、有完整的技术档案。 容器在规定期限内进行了定期检验，安全性能良好，并已办理使用登记证。 安全附件检定、校验和更换。,压力容器操作标准化: 操作人员持证上岗率达到100； 操作规程制定率达到100； 压力容器应知应会抽查考试合格率达到100。,（5）压力容器安全管理的任务和要求,确保“三个到位” 坚持“五个严格” 做好“三个结合” 搞好“六个加强”,五个严格： 1、严格按照压力容器安全管理制度和程序办事。 2、严格压力容器使用管理。 合理使用压力容器，遵守压力容器操作规程： 严禁违章操作和压力容器超温、超压、超速、超 负荷运行； 压力容器的使用要实行定人、定机、定岗位的责 任制； 压力容器的操作人员必须达到“四懂三会”的要求；,四懂三会的内容？,懂原理、懂性能、 懂构造、懂用途； 会操作、会维修保养、会排除故障。,3、严格压力容器维修管理 既要防止压力容器失修，又要避免对压力容器进行不必要的拆卸和“过剩维修”。 4、严格压力容器配件和附件、工具的管理 5、严格压力容器故障停车和事故管理 要严格压力容器事故统计、上报制度，对发生的压力容器事故要按照“四不放过”的原则严肃处理。,事故处理“四不放过”？,事故原因没有分析清楚不放过； 没有提出防止同类事故的预防措施不放过； 广大职工没有受到教育不放过； 有关责任人没有收到处罚不放过。,六个加强： 1、加强压力容器前期管理 2、加强重点压力容器管理和压力容器后期管理 3、加强压力容器状态检测 4、加强压力容器监督检查 5、加强压力容器技术改造 6、加强压力容器现场安全管理,设计、制造、安装、使用、检验、修理 、改造,3、压力容器的基本知识, 压力容器的压力来源 压力容器的基本要求 压力容器的分类 压力容器的应力理论 压力容器的基本结构 压力容器的主要技术参数 压力容器设计、制造、安装安全管理 压力容器的安全状况等级划分,（一）压力容器的压力来源,气体的压力是在器外产生（增大的）,气体的压力是在器内产生（增大的）,压力容器所承受的压力按其来源可分为：,器外产生或增大压力的压力源：,气体压缩机 液体泵 蒸汽锅炉,器内产生或增大压力的情况：,容器内介质聚集状态发生改变； 介质的密度发生变化； 介质温度升高或介质在容器内发生体积增 大的化学反应。 注：无论是介质压力产生于器外还是压力产生 在器内，操作不当都有发生事故的可能，都存在着 不同的危险性。,由此可见：,压力容器事故的严重程度与,容器的工作压力,容器的容积,工作介质的种类,（一）压力容器的基本要求,主要有三个方面的要求：,最佳的结构形式,合理的结构材料,适宜的力学性能,另：良好的耐久性、 良好的密封性,最佳的结构形式：,球形 圆筒形（封头） 合理的结构材料： 工艺操作条件（设计温度、设计压力、 介质特性等） 耐腐蚀性能 材料的机械性能 材料的组织成分 制造工艺性能（焊接性能、冷热加工性能等）,对于内压容器考虑： 要有足够的强度，做到各个部件等强度。 对于外压容器、真空容器考虑： 要有足够的刚度，避免出现失稳现象。,适宜的力学性能：,良好的耐久性,耐久性是指容器要求使用的年限。 一般设计中：预定中、低压容器使用年限为10至15年； 高压容器使用年限一般预定为20至25年。 决定容器耐久性的因素：腐蚀情况、抗疲劳性、防止高温蠕变问题。,良好的密封性,压力容器密封性 是保证压力容器安全运行的一个十分重要的问题。 压力容器的密封性为什么这样重要？,（二）压力容器分类,根据危险程度，本规程 适用范围内的压力容器划分为三类,毒性程度为极度危害、高度危害的 化学介质，易爆介质，液化气体,除第一组以外的介质,第一组介质:,第二组介质,（1）介质两组：,类别划分：,介质毒性危害程度和爆炸危险程度的确定 ： 标准依据：HG 206602000压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类。HG 20660没有规定的，由压力容器设计单位参照GB 504485职业性接触毒物危害程度分级的原则确定。,是指压力容器在生产程中 因事故致使介质与人体大量 接触，发生爆炸或者因经常 泄漏引起职业性慢性危害的 严重程度，用介质毒性程度 和爆炸危害程度表示。,介质危害性,(2),毒性程度 ： 极度危害最高容许浓度小0.1mg/m3； 高度危害最高容许浓度0.11.0 mg/m3； 中度危害最高容许浓度1.010.0 mg/m3； 轻度危害最高容许浓度大于或者等于10.0 mg/m3。,易爆介质：,指气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物，并且其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的介质。,（3）压力容器类别基本划分方法：,根据介质特性，按照以下要求选择类别划分图，再根据设计压力p（单位MPa）和容积V（单位L），标出坐标点，确定压力容器类别： 第一组介质，压力容器类别图； 第二组介质，压力容器类别图。,压力容器类别划分图第一组介质,压力容器类别划分图第二组介质,（三）压力等级划分,压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级： (1)低压(代号L)0.1MPap1.6MPa； (2)中压(代号M)1.6MPap10.0MPa； (3)高压(代号H)10.0MPap100.0MPa； (4)超高压(代号U)p100.0MPa。,(4)按壳体承压方式分： 内压容器 外压容器 (5)按设计温度分： 低温容器，壁温 t20 常温容器，壁温 20t450 高温容器，壁温 t450,（6）按在工艺过程中的作用不同分为： 反应容器（R）：主要用来完成介质的化学反应的容器。 换热容器（E）：主要用来完成介质的热量交换的容器 。 分离容器（S）：主要用来完成介质的流体压力平衡和气体的净化分离等过程的容器。 贮存容器（C）：用来盛装生产和生活的原料气体、液化气体等的容器。 注：球罐（B）,（7）按容器的壁厚分： 薄壁容器 器壁的厚度不大于容器内径的1/10 者; 厚壁容器 器壁的厚度大于等于容器内径的1/10 者。 （8）按照压力容器安全的重要程度分为： 第一类压力容器 第二类压力容器 第三类压力容器,第三类压力容器：（具备下列条件之一的）,- 高压容器 - 中压容器 （仅限毒性程度为极度和高度危害介质） - 中压储存容器 （仅限易燃或毒性程度为中度危害介质且 PV10MPam3；） - 中压反应容器 （仅限易燃或毒性程度为中度危害介质且 PV0.5MPam3 ；）,- 低压容器 （仅限毒性程度为极度和高度危害介质且 PV0.2MPam3 ） - 高、中压管壳式余热锅炉； - 中压搪玻璃压力容器； - 使用强度级别较高的材料制造的压力容器；（抗拉强度规定值下限大于等于540MPa） - 移动式压力容器， - 球形储罐（容积大于等于50m3） - 低温绝热压力容器（容积大于5m3）,第二类压力容器：（具备下列情况之一的）,-中压容器； -低压容器（仅限毒性程度为极度和高 度危害介质） -低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质） -低压管壳式余热锅炉； -低压搪玻璃压力容器；,第一类压力容器：（属于二、三类的以外）,*非易燃或无毒介质的低压容器 *易燃或有毒介质的低压换热容器、分离 容器、 *储存容器、反应容器,（四）压力容器的应力理论, 压力容器工作时承受的载荷有： 工作介质的压力 支座支撑着容器 容器介质及容器本身的重力 变形 弹性变形 塑性变形（残余变形）,外力,变形 ：构件在力的作用下尺寸或形状发生变化的现象。, 应力 ：构件外力作用下，其内部引起的单位面积 上的内力。 注：应力的单位与压力一致； 应力不仅有大小，而且也有方向; 簿壁壳体上常见的应力 球体应力 对于圆球体，因rrR，即： PR PD 环向应力：= = 2S 4S,PR PD 径向应力：= = 2S 4S 圆筒体应力 对于圆筒体，因rR，r, 即： PR PD 环向应力：= = S 2S PR PD 径向应力：= = 2S 4S 可见: 1、球形容器的应力是相同直径的圆筒形容器 最大应力的1/2。 2、圆筒体的环向应力是径向应力的两倍。,1、环向应力等于径向 应力；球形容器受力均匀； 2、当直径和工作压力 时，壳体簿、体积较大， 建造费用较低； 3、仅用于盛装容器; 4、制造技术要求高、 施工管理要求严格。,1、环向应力等于两倍 的径向应力，应力分布比 较均匀； 2、尽量使纵向焊缝减 至最少，一般对纵向焊缝 的质量要求比环向焊缝的 高； 3、应用较广泛； 4、制造施工周期较短、 生产维修方便。,圆筒形容器的特点,球形容器的特点,为什么？,1、内部不便于安装附件； 2、不利于内部相互作用的介质流动。,球形容器仅 用于盛装容器,（五）压力容器的基本结构,压力容器基本组成部分:,壳体,连接件,密封元件,支座,开孔、接管,为贮存物料或完成热交换、化学反 应提供一个密闭的压力空间。,将容器和管道连接在一起的部件,在可拆连接结构中起密封作用的元件,支承容器,物料进出孔、人孔、手孔等； 是将压力容器与介质输送管道 或仪表等连接起来。,压力容器主要受压元件： 筒体、封头（端盖）、球壳板、换热器 管板、换热管、膨胀节、法兰、 M36以上的设备主螺栓、人孔盖、人孔法兰、 人孔接管以及直径大于250mm的接管。,压力容器易发生事故的构件 1、压力容器本体； 2、压力容器与外部管道或装置焊接连接的 第一道环向焊缝的焊接坡口、螺纹连接的第一 个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、 专用连接件或管件连接的第一个密封面； 3、压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件； 4、非受压元件与压力容器本体连接的焊接 接头。,（六）压力容器的主要技术参数,设计压力 设计温度 公称直径 容器壁厚,工作压力-是指容器在正常工作过程 中顶部可能产生的最大表压力。 设计压力-是指在相应设计温度下用 以确定容器壳壁计算壁厚及其元件尺寸的压 力。 最高允许工作压力,设计温度- 压力容器的设计温度是指 容器在工作过程中，在相应的设计压力下， 壳壁或元件金属可能达到最高或最低（指 20以下）的温度。,公称直径-是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，单位为毫米。 焊接的圆筒形容器 内径； 无缝钢管制作的圆筒形容器 外径。,（七）压力容器设计、制造、安装安全管理,压力容器的安全设计要求： 合理选用材料 选择合适的结构形式 满足强度的要求,安全可靠的基础,缺陷与应力,结构便于制造,结构便于无损检验,减少局部附加应力和应力集中,压力容器的制造质量主要取决于材 料质量、焊缝环境和焊接工艺及质量检 验等。,破裂的原因：