《压力容器安全》PPT课件.ppt

第 五 章 压力容器安全,主要内容： 压力容器概述 压力容器分类 压力容器缺陷评定 压力容器安全监测与监控,压力容器,7月20日上午天水方大建材有限公司某生产车间内的4个压力容器中一个不明原因脱离阀门，巨大的冲击力将该容器弹射出十余米，撞向生产车间后墙并将墙撞了个窟窿后才停了下来。由于“肇事”容器射出时磨擦力擦出火花，加之巨大的冲击力将电源震坏，因此事故现场上空火光一片。经查，事发时，生产车间有13名工人，其中4人不幸遇难，5人受伤。,压力容器事故 一 甘肃天水压力容器爆炸,山西嘉宝酒业锅炉爆炸 压力容器事故 二,事故经过：2000年11月28日，宁波北仑发电厂发生锅炉爆炸，造成2人死亡， 2人重伤， 2人轻伤，直接经济损失30万元，间接损失20万元。,事故原因：私自制造锅炉，自行安装投入使用，制造安装人员均没有专业方面的知识。,压力容器事故 二 宁波北仑港电厂锅炉爆炸,事故经过：1993年3月10日，宁波北仑发电厂发生锅炉爆炸，死亡23人，伤24人，直接经济损失778万元，修复132天少发电近14亿度。,事故原因：主要可能因为锅炉严重结渣，落渣进入水产生蒸汽，蒸汽进入炉膛，造成压力升高。,一、压力容器界定 二、压力容器主要技术参数 三、应用,第一节 压力容器概述,压力容器界定,压力容器是指内部或外部承受气体或液体压力，并对安全性有较高要求的密闭容器。,广义上说，容器壁两边存在着一定压力差的所有密闭容器均可称为压力容器；通常所说的压力容器是指那些容易发生事故，特别是事故危害比较大的特殊设备。,压力容器发生事故时，其危害的严重程度与容器的工作介质、工作压力以及容积有关系。,我国目前完全纳入压力容器安全技术监察规程适用范围的压力容器必须同时具备下列三个条件： 最高工作压力大于等于0.1MPa（不含液体静压力）； 内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于等于0.15m，且容积大于等于0.025立方米； 介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。,压力容器的基本结构,1、设计压力 设计压力是指设定的容器顶部的最高压力与相应的设计温度一起作为载荷条件，其值不低于工作压力。 设计压力一般原则： 容器的设计压力与容器最高工作压力的含义并不等同，但设计压力一般取略高于或等于最高工作压力。 装设有安全泄压装置的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启(整定)压力和爆破片装置的爆破压力。 盛装液化气体的容器，无保温装置的，设计压力(最高工作压力)不低于所装液化气体在50时的饱和蒸气压力；有可靠的保温设施的，设计压力不低于其在试验实测的最高温度下的饱和蒸气压力。,主要技术参数,2、设计温度 指容器在正常操作条件下，在相应设计温度下，设定的壳体的金属温度。 设计温度注意： 对常温或高温操作的容器，其设计愠度不得低于壳体金属可能达到的最高金属温度。 对在0以下操作的容器，其设计温度不得高于壳体金属可能达到的最低金属温度。 在任何情况下，容器壳体或其他受压元件金属的表面温度，不得超过材料的允许使用温度。 安装在室外且器壁无保温装置的容器，壁温受环境温度的影响而可能小于或等于-20时，其设计温度一般应按容器使用地区历年各月、日最低温度月平均值的最小值确定其最低设计温度。,3、公称直径 定义：压力容器的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mm。 注意：焊接的圆筒形容器，公称直径是指它的内径；而用无缝钢管制作的圆筒形容器，公称直径是指它的外径，因为无缝钢管的公称直径不是内径，而是接近而又小于外径的一个数值。为了方便，用无缝钢管作容器简体时，选外径作为公称直径。,压力容器的应用,在工业生产中，压力容器的主要作用是储存、运输有压力气体或液化气体，或者是为这些流体的传热、传质反应提供一个密闭的空间。 压缩气体作为动力源； 压缩气体作为原料或辅助材料； 制冷装置 高温反应装置 化工反应设备 石油化学工业高分子反应等,第二节 压力容器的分类,一、分类 二、代号标记法,固定式容器 移动式容器,按用途分,按压力分,反应容器：如聚合釜、氨合成塔 盛装容器 换热容器：如冷却器、蒸发器 分离容器：如分馏塔、吸收塔,低压容器 O.1MPap1.57MPa 中压容器 1.57MPap9.807MPa 高压容器 9.807MPa p98.07MPa 超高压容器 p98.07MPa,气瓶和槽车,压力容器分类,一、按使用特点和安全管理方面考虑,二、管理与安全监察权限划分,1、三类压力容器 一类容器 非易燃或无毒介质的低压容器； 易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器。 二类容器 中压容器； 剧毒介质的低压容器； 易燃或有毒介质的低压反应容器和贮运容器； 内径小于1m的低压废热锅炉。,三类容器 高压、超高压容器； 剧毒介质且压力与容积的乘积等于或大于196.1LMPa的低压容器或剧毒介质的中压容器； 易燃或有毒介质且压力与容积的乘积等于或大于4 903.3LMPa的中压反应容器，或压力与容积的乘积等于或大于4 903.3LMPa的中压贮运容器； 中压废热锅炉或内径大于1m的低压废热锅炉。,2、剧毒、有毒、易燃介质 剧毒介质是指进入人体量小于50克即会引起肌体严重损伤或致死的介质； 有毒介质是指进入人体量大于或等于50克即会引起人体正常功能损伤的介质； 易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限与下限之差大于20%的介质。,代号标记法,压力容器注册编号的前三个代号分别是上述分类法的代号，如：, M S,分离容器,中压,第二类,第一个代号表示类别： 一类压力容器；二类压力容器；三类压力容器,第二个代号表示压力的等级： I低压；M中压；H高压；U超高压,第三个代号表示用途： R 反应容器；E 换热容器； S 分离容器；C 储存容器； B 球形容器； LA 液化气体汽车罐车； LT 液化气体铁路罐车,第三节 压力容器缺陷评定,一、压力容器主要缺陷 二、压力容器的失效形式 三、无损探伤技术,主要缺陷,焊接缺陷,板材中缺陷,锻件中缺陷,外观缺陷：成形不良、表面气孔、烧穿、凹陷等 埋藏缺陷：气孔、夹渣、未熔合、未焊透等,非金属夹杂 化学成分不合格 裂纹 热处理缺陷,非金属夹杂物 锻造裂纹 夹沙 龟裂,合乎使用原则,安全评定对于新制造的或已有的压力容器结构的焊接接头，必须用无损检验方法对其内部质量进行精确的检查，而且根据已建立的缺陷验收标准，对已检出的缺陷进行评定，看其是否在允许范围内，从而判定压力容器的可靠性。这样的评定标准包括两类：一是质量控制验收标准；一是合乎使用的验收标准。 合乎使用原则由无损检测发现的焊接缺陷，经规范中偏安全的断裂力学容限分析以后，如果确认不致发生断裂破坏，且有足够的安全裕度，则这些缺陷被认为是安全的、可接受的。,无损探伤技术,无损探伤是在不损伤被检工件的情况下, 利用材料中缺陷所具有的物理特性来检测其内部或表面是否存在缺陷的方法。常用的方法包括超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤、声发射检测等等。 无损探伤方法也有其局限性，必然带来一定的不确定性，因此必须给予一定的安全裕度，以确保评定的可靠性。,主要规范性文件,WEE/37“焊接缺陷验收标准若千方法指南” 国际焊接学会IIW“按脆断破坏观点建议的缺陷评定方法” 日本WES2085K“按脆断评定的焊接缺陷验收标准” 英国BSIPD6493“焊接缺陷验收标准若干方法指南” 美国ASME“锅炉及压力容器规范”第篇附录G防止非延性破坏 美国ASME“锅炉及压力容器规范”第篇附录A防止非延性破坏 美国R/H/R6“有缺陷结构完整性的评定” 我国“压力容器评定规范CVDA-1984”,第四节 压力容器安全监测与监控,一、压力容器的事故危害 二、压力容器运行期间的安全监测与监控,压力容器的事故危害,在压力容器事故中，危害最严重的是破裂爆炸。压力容器爆炸是一种极其迅速的物理的和化学的能量释放过程。 压力容器破裂时，带压气体突然外泄，气体瞬间膨胀，释放出大量的能量，这就是物理爆炸。 如果容器内充装的是可燃的液化气体，在容器破裂后，它立即蒸发并与周围的空气形成可爆性混合气体，遇到明火或容器碎片撞击设备产生的火花或高压气流所产生的静电作用，会立即发生化学爆炸，也即通常所说的二次爆炸。,爆炸危害,1、压力容器爆炸能量造成的破坏作用 爆炸冲击波极其破坏作用 爆破碎片造成的破坏作用 2、毒性介质压力容器破裂所造成的危害 3、压力容器事故造成的火灾危害,部分有毒气体吸入510分钟致死浓度,压力容器运行期间的安全监测与监控目的是及时发现操作上或设备上所出现的不正常状态，采取相应的措施进行调整或消除，防止异常情况的扩大和延续，保证容器安