固定式压力容器操作人员理论知识

,固定式压力容器操作人员理论知识,阜新市特种设备监督检验所容器室：郑金阳2015年12月,本讲重点内容： 容器内介质特性； 常用气体的危险特性； 常用介质的主要特性、用途及危 害与预防。,第一节.容器内介质特性,化工生产中压力容器内的介质种类繁多，来源广泛，原料、辅助材料、成品、半成品、副产品、废气、废水、废渣等。压力容器盛装的介质中不少是具有易燃、易爆、有毒、有害的特性，尤其是化工生产一般在高温、高压、深冷、真空等特殊条件下进行的，这些介质会随着工艺条件或外部环境的改变而变化，极易超温、超压、喷出、泄露等，造成火灾、爆炸事故。 因此，压力容器操作人员应该了解和熟悉本岗位压力容器内介质的特性，这对于压力容器的安全运行和事故预防是很重要的。,第一节.容器内介质特性,压力容器的介质是由用途和生产工艺决定的。介质品种繁多。介质化学特性知识在压力容器分类、设计审查、以及检验工作中都要用到。 容规规定：关于介质危害性、毒性程度、易燃性的分类，执行HG 20660压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类的规定。分类的主要用途是：确定压力容器类别；确定化工压力容器的致密性、密封性技术要求、安全防护相应的要求。,1 介质的可燃性（1）燃烧的定义：是可燃物跟助燃物发生的一种发光发热的剧烈的氧化还原反应。（2）燃烧三要素：,第一节.容器内介质特性,（2）燃烧三要素： 可燃物：凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质，均称为可燃物。 助燃物：凡是能帮助和支持燃烧的物质，均称为助燃物。 着火源：凡是能引起可燃物质发生燃烧的热能源，均称作着火源。,第一节.容器内介质特性,（3）燃烧的种类 闪燃：是指易燃或可燃液体发出来的蒸气与空气混合后，遇火源发生一闪即灭的燃烧现象。闪燃的最低温度点称为闪点。 着火：是指可燃物质在空气中受到外界火源直接作用，开始起火持续燃烧的现象。着火的最低温度点称为燃点。 自燃：是指可燃物质在空气中没有外来明火源的作用，靠热量的积聚达到一定的温度时而发生的燃烧现象。自燃的最低温度叫自燃点。,第一节.容器内介质特性,爆燃：是指物质在瞬间急剧氧化或分解反应产生大量的热和气体，并以巨大压力急剧向四周扩散和冲击而发生巨大响声的现象。2 爆炸及其特征 （1）爆炸：是能量在瞬间迅速释放或急剧转化成机械功和其它能量的现象。 （2）爆炸特征：爆炸过程很快；爆炸点附近压力急剧升高，多数爆炸伴有温度升高；周围介质在压力作用下产生振动或受到机械破坏；由于介质振动而产生音响。,第一节.容器内介质特性,3 爆炸极限 可燃气体，可燃液体的蒸气或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时，遇到火源就会发生爆炸。这个遇到火源能够发生爆炸的浓度范围，称为爆炸极限。4 易爆介质（爆炸危险介质) 易爆介质：气体或液体蒸汽、薄雾与空气混合形成爆炸混合物，且其爆炸下限小于10，或爆炸上限与下限的差值大于或者等于20的介质。,第一节.容器内介质特性,5 介质的毒性 毒性是指某种化学毒物引起机体损伤的能力，用来表示毒物剂量与毒性反应之间的关系。毒性大小一般以化学物质引起实验动物某种毒性反应所需要的剂量来表示。气态毒物，以空气中该物质的浓度表示。所需剂量的浓度越低，表示毒性越大。 设计压力容器时，依据化学介质的最高容许浓度，中国将化学介质分为极度危害（级）高度危害（级）中度危害（级）轻度危害（级）等四个级别。所谓最高容许浓度是指从医学水平上，认为对人体不会发生危害作用的最高浓度，以每立方米的空气中含毒物的毫克数来表示，单位mg/m3。,第一节.容器内介质特性,一般划分标准为： 极度危害（级） 最高容许质量浓度0.1 mg/m3； 高度危害（ 级） 最高容许质量浓度0.11.0 mg/m3； 中度危害（ 级） 最高容许质量浓度1.010 mg/m3； 轻度危害（ 级） 最高容许质量浓度10 mg/m3； 介质毒性程度越高，压力容器爆炸或泄露所造成的危害越严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求越高。如Q235-B钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器；盛装毒性程度为,第一节.容器内介质特性,极度或高度危害介质的容器制造时，碳素钢和低合金钢板应逐张进行超声检测，整体必须进行焊后热处理，容器上A、B类焊接接头还应进行100%射线或超声检测，且液压试验合格后还得进行气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器，其要求要低得多。毒性程度对法兰的选用影响也甚大，主要体现在法兰的公称压力等级上，如内部介质为中度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa；内部介质为高度或极度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.6MPa，且还应尽量选用带颈对焊法兰等。,第一节.容器内介质特性,第二节.气体的危险特性,工业气体的危险特性主要有燃烧性、毒害性、窒息性、爆炸性以及可能发生氧化、分解、聚合等产生的危险特性。因此熟悉掌握工业气体的各种危险特性，对于预防事故和减少灾害，具有十分重要的作用。本节将对工业气体的危险特性进行介绍。,压力容器中气体的分类很多，这里按其燃烧性、毒性、临界温度来划分。 (1)燃烧性：易燃、助燃、不可燃； (2)毒性：剧毒、有毒、无毒； (3)临界温度：压缩气体、高压液化气体、低压液化气体、溶解气体等。 压缩气体，是指在-50下加压时完全是气态的气体，包括临界温度低于或者等于-50的气体 临界温度小于-10的为永久气体； 临界温度大于或等于-10，且小于或等于70的为高压液化气体； 临界温度大于70的为低压液化气体。,第二节.气体的危险特性,1.常用的永久性气体氧气（O2） 氧气是空气的组分之一，无色、无臭、无味。氧气比空气重，在标准状况（0和大气压强101325帕）下密度为1.429克/升，能溶于水，但溶解度很小。在压强为101kPa时，氧气在约-180摄氏度时变为淡蓝色液体，在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。 氧，易与其他物质生成氧化物，若与可燃气体按一定的比例混合成为可爆性的混合气体，一旦有火源或引爆条件就能引起爆炸。,第二节.气体的危险特性,1.常用的永久性气体氧气瓶 氧在液态和固态时是蓝色，故氧气瓶身涂蓝色漆.,第二节.气体的危险特性,1.常用的永久性气体氧气瓶的安全使用 1使用的氧气瓶必须是国家定点厂家生产的。新瓶必须有合格证和锅炉压力容器安全监察部门出具的检验证书。2氧气瓶必须按规定定期检验。超期的气瓶严禁充装。3氧气瓶禁止与油脂接触。操作者不能穿有油污过多的工作服，不能用手、油手套和油工具接触氧气瓶及其附件。,第二节.气体的危险特性,氢气（H2） 氢气（Hydrogen）是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14，即在标准大气压,0下,氢气的密度为0.0899g/L。由于氢气具有可燃性，所以具有安全隐患，但氢气燃烧只生成水，不污染环境，被称为“清洁氢能”具有非常广阔的应用前景。 氢很易着火，在生产过程中尽量减少和消除静电的积累以及产生火源的条件，运输过程中应做好安全防护。,第二节.气体的危险特性,氢气瓶 氢气瓶颜色为淡绿色,字样“氢”,字颜色为大红,当压力为 20Mpa, 为淡黄色环一道,当压力为 30Mpa,为淡黄色环二道,第二节.气体的危险特性,氢气瓶安全使用1.室内必须通风良好，保证空气中氢气最高含量不超过1（体积比）.2.瓶内气体严禁用尽，应保留5千帕以上的余压.3.使用气瓶，禁止敲击、碰撞；气瓶不得靠近热源； 夏季应防止曝晒。4. 必须使用专用的减压器，开启气瓶时，操作者应站在阀口的侧后方，动作要轻缓。5. 阀门或减压器泄漏时，不得继续使用；阀门损坏时，严禁在瓶内有压力的情况下更换阀门.,第二节.气体的危险特性,氮气（N2） 氮气，常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%（体积分数），是空气的主要成份。常温下为气体，在标准大气压下，冷却至-165.30时，变成没有颜色的液体，冷却至-210.1时，液态氮变成雪状的固体。 氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，在工业上常用氮气作为安全防火防爆置换或气密性实验气体。但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。,第二节.气体的危险特性,氮气瓶氮气瓶颜色为黑色，字样“氮”，字颜色为淡黄，当压力为20Mpa，为白色环一道，当压力为30Mpa，为白色环二道,第二节.气体的危险特性,氩气 氩是单原子分子，单质为无色、无臭和无味的气体。是稀有气体中在空气中含量最多的一个，由于在自然界中含量很多，氩是目前最早发现的稀有气体。化学性极不活泼，但是已制得其化合物氟氩化氢。氩不能燃烧，也不能助燃。氩的最早用途是向电灯泡内充气。焊接和切割金属也使用大量的氩。用作电弧焊接不锈钢、镁、铝和其他合金的保护气体，即氩弧焊，具有非常广泛的应用。,第二节.气体的危险特性,氩气瓶氩气瓶颜色为 银灰 色,字样“氩”，字颜色为绿色,第二节.气体的危险特性,氩气瓶安全使用（1） 氩气瓶在使用中严禁敲击、碰撞；（2） 瓶阀冻结时，不能用火烘烤；（3） 不得用电磁起重机搬运氩气瓶；（4） 瓶内氩气不得全部用尽，至少保留 0.10.3Mpa气压；（5） 氩气瓶不应橫卧，一般应直立放置。,第二节.气体的危险特性,一氧化碳（CO） 一氧化碳 (carbon monoxide, CO)纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。 分子量28.01，密度0.967g/L， 冰点为-207，沸点-190。在水中的溶解度甚低，但易溶于氨水。空气混合爆炸极限为12.5%75%，在氧气中为15.5%93.9%。 一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，进而使血红蛋白不能与氧气结合，从而引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。因此一氧化碳具有毒性。 一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒。车间空气中一氧化碳的最高容许含量为30mg/m。,第二节.气体的危险特性,一氧化碳瓶 一氧化碳钢瓶体银灰色， 字样“一氧化碳” 字体颜色是大红。,第二节.气体的危险特性,天然气 （CH4） 天然气主要成分为甲烷，甲烷在自然界分布很广，它可用作燃料及制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。作为新能源的一种具有价格便宜，使用技术条件成熟，具有非常广阔的前景，国家支持的朝阳产业. 甲烷是碳氢化合物的一种，无色无臭，密度为0.7167kg/m，对空气的相对密度为0.55，熔点为-182.5，沸点为-161.5 ，在空气中的爆炸极限为5.3%14%，在氧气中的爆炸极限位5.1%61%。,第二节.气体的危险特性,2.液化气体二氧化碳（CO2） 二氧化碳是空气中常见的化合物，其分子式为CO，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳认为是造成温室效应的主要来源。 高浓度的二氧化碳对肌体有毒性，起到刺激和麻醉作用。空气中浓度超过6%时，可产生致命危险，人在数秒钟内就倒下。,第二节.气体的危险特性,二氧化碳瓶二氧化碳气瓶颜色为铝白，字样“液化二氧化碳”，字颜色为黑色，当压力为20Mpa，为黑色环一道；,第二节.气体的危险特性,二氧化碳瓶安全使用1. 防止钢瓶的使用温度过高。2. 钢瓶千万不能卧放。3. 减压阀、接头、及压力调节器装置正确连接且无泄漏、没有损坏、状况良好。4. CO2不得超量填充。液化CO2的填充量，温带气候不要超过钢瓶容积的75，热带气候不要超过66.7。5. 旧瓶定期接受安全检验。超过钢瓶使用安全规范年限，接受压力测试合格后，才能继续使用。,第二节.气体的危险特性,氯（CL2） 氯单质由两个氯原子构成，化学式为Cl2。气态氯单质俗称氯气，液态氯单质俗称液氯。 在常温下，氯气是一种黄绿色、刺激性气味、有毒的气体。压力为1.0110Pa时，氯单质的沸点为-34.4，熔点为-101.5。氯气可溶于水和碱性溶液，易溶于二硫化碳和四氯化碳等有机溶剂，饱和时1体积水溶解2体积氯气。密度为3.214克/升。熔点-100.98，沸点为零下34.6摄氏度。化合价-1、+1、+3、+5和+7。有毒，剧烈窒息性臭味。电离能12.967电子伏特，具有强的氧化能力，能与有机物和无机物进行取代和加成反应；同许多金属和非金属能直接起反应。氯是一种极度危害的介质,对人的皮肤、呼吸道有损害,甚至导致死亡。,第二节.气体的危险特性,氯钢瓶氯气瓶颜色为深绿，字样“液氯”，字颜色为白色,第二节.气体的危险特性,氨（NH3） 氨，或称“氨气”，分子式为NH3，是一种无色气体，有强烈的刺激气味。在标准状态下，密度为0.77kg/m，对空气的相对密度为0.597L，沸点为-33.4，熔点为-77.7 ，在空气中的爆炸极限为15%28%，在氧气中的爆炸极限为13.5%79%。极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨。氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性等危险性质。氨中有水分时将会腐蚀铜合金,所以充装液氨的压力容器不能采用铜管及铜合金制的阀件,一般规定液氨中含水量不能超过0.2%。氨对人体有较大的毒性,主要是对上呼吸道和眼睛的刺激和腐蚀。,第二节.气体的危险特性,液氨钢瓶氨气瓶颜色为淡黄，字样“液氨”，字颜色为黑色,第二节.气体的危险特性,液氨钢瓶安全使用1.操作人员应戴好口罩，操作时站位合理，严禁瓶口对这人员，开启时缓慢操作。2.氨瓶应放置在距工作场地至少5米以外的地方，并且通风良好。3.搬运氨瓶应平卧，氨瓶运送应采用推车或电瓶车，不准使用吊车，严禁抛、滚、滑。 4.液氨冻结时，只能用不超过40摄氏度温水冲淋，严禁用火或电炉烘烤。5.液氨用完后，与实瓶分开存放。6.氨气使用过程中应经常检查氨气管道、气瓶是否有泄漏，确保安全使用。,第二节.气体的危险特性,液氨泄漏的防护消防人员必须穿防护服，在上风向灭火。切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土。1、皮肤接触：立即脱去污染的衣着，应用2%硼酸液或大量清水彻底冲洗。就医。2、眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。3、吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。,第二节.气体的危险特性,氟化氢（HF） 氟化氢是一种极强的腐蚀剂，有剧毒。它是无色的气体或液体，但是在空气中，只要超过3ppm就会产生刺激的味道。 气体相对密度为1.27；液体相对密度为0.987，沸点为19.4，熔点为-83.7，呈弱酸性。 氢氟酸可以透过皮肤黏膜、呼吸道及肠胃道吸收，若不慎发生氢氟酸暴露，应立即用大量清水冲洗20至30分钟，然后以葡萄酸钙软膏或药水涂抹；若不小心误饮，则要立即喝下大量的高钙牛奶，然后紧急送医处理。,第二节.气体的危险特性,硫化氢(H2S) 硫化氢是硫的氢化物中最简单的一种。常温时硫化氢是一种无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体，应在通风处进行使用必须采取防护措施。 硫化氢在大气中超过10ppm时即可察觉,起初臭味的增强与浓度的升高成正比,但当浓度超过10mg/m之后,浓度继续升高臭味反而减弱。 车间空气中H2S的最高容许质量浓度为10mg/m。,第二节.气体的危险特性,硫化氢（HCL） 氯化氢是无色而有刺激性气味的气体。氯化氢水溶液为盐酸，纯盐酸为无色液体，在空气中冒雾（由于盐酸有强挥发性），有刺鼻酸味。粗盐酸因含杂质氯化铁而带黄色。它易溶于水，在0时，1体积的水大约能溶解500体积的氯化氢。氯化氢的水溶液呈酸性，叫做氯化酸，习惯上叫盐酸。主要用于制染料、香料、药物、各种氯化物及腐蚀抑制剂。盐酸为氯化氢的水溶液，是无色或微黄色的液体。 车间空气中HCL的最高容许质量浓度为15mg/m。,第二节.气体的危险特性,液化石油气： 液化石油气是一种低碳的烃类混合物,主要由乙烷、乙烯、丙烷、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等组成。在常温常压下为气体,只有在加压和降低温度液体。液化石油气无色透明,具有烃类的特殊味道,是一种很好的燃料。液化石油气的饱和蒸汽压随温度升高而急剧增加,其膨胀系数较大,气化后体积膨胀250300倍。液化石油气的闪点、沸点都很低,都在0以下,爆炸范围较宽,由于比空气重,容易停滞和积聚在地面的低洼处,与空气混合形成爆炸性气体,遇火源便可爆炸。,第二节.气体的危险特性,3.溶解气体 我国目前常见的溶解气体只有乙炔一种。在工业上主要是通过电石和水作用并用氧气使碳氢化合物部分燃烧的方法供其热量，制取乙炔的。乙炔（C2H2） 俗称风煤、电石气，是炔烃化合物系列中体积最小的一员，主要作工业用途，特别是烧焊金属方面。在室温下是一种无色、极易燃的气体。相对分子质量为26.04，相对密度在0、常压下为0.9107。液态C2H2沸点为-75，在低温时变成固体，在0.173MPa绝对压力下，熔点为-820，临界压力约为6.24MPa，临界温度为35.7 。,第二节.气体的危险特性,乙炔的爆炸极限范围很大在空气中乙炔的含量为713时爆炸能力最强。乙炔在氧气中燃烧的火焰温度可高达3500,常用于熔融和焊接金属。 纯乙炔是无臭的，但工业用乙炔由于含有硫化氢、磷化氢等杂质，而有一股大蒜的气味。 纯净的乙炔气体本身是无毒的，类似氢、氦对人体的影响，即较长时间吸入因吸入氧气量不足引起窒息的危险。,第二节.气体的危险特性,第三节.常用介质的主要特性、用途及危害与防护,压力容器中盛装的大多具有易燃、易爆、有毒有害的特性,了解和掌握这些气体的各种特性,对于压力容器的安全运行和事故预防是至关重要的。介质的燃烧特性和防火技术1. 燃烧的概述（参见上一节中介质的化学特性） 燃烧一般性化学定义：燃烧是可燃物跟助燃物（氧化剂）发生的剧烈的一种发光、发热的氧化反应。,燃烧的广义定义：燃烧是指任何发光发热的剧烈的反应，不一定要有氧气参加，比如金属钠和氯气反应生成氯化钠，该反应没有氧气参加，但是是剧烈的发光发热的化学反应，同样属于燃烧范畴。同时也不一定是化学反应，比如核燃料燃烧。 2.预防易燃介质燃烧的措施 防止可燃物、助燃物形成燃烧爆炸系统，清除和严格控制一切足以导致着火爆炸的引火源。 （1）控制或消除燃烧条件的形成：控制温度，严防超温；控制压力，严防超压；控制原料纯度；控制加料速度、加料比例和加料顺序、严禁超量储存，超量充装； （2）组织火势蔓延措施； （3）加强引火源的控制和管理。,第三节.常用介质的主要特性、用途及危害与防护,介质的毒性及其对人体的毒害1.工业毒物与中毒 毒物是指较小剂量的化学物质，在一定的条件下，作用于机体与细胞成分产生生物化学作用或生物物理变化，扰乱或破坏机体的正常功能，引起功能性或器质性改变，导致暂时性或持久性病理损害，甚至危及生命。在工业生产过程中所使用或产生的毒物叫工业毒物。在劳动过程中，工业毒物引起的中毒叫职业中毒。 在实际生产过程中，生产性毒物常以气体、蒸汽、雾、烟尘、或粉尘的形式污染生产环境，从而对人体产生毒害。,第三节.常用介质的主要特性、用途及危害与防护,（1）气体：指在常温下呈气态的物质。如氯、一氧化碳、二氧化硫等。 （2）蒸汽：由液体蒸发或固体升华而形成。如苯氨、硫蒸汽、汞蒸汽等。 （3）雾：是指混悬在空气中液体微滴，多为蒸汽冷凝或液体喷散所形成。如喷漆时所形成的含苯漆雾、酸洗作业时所形成的硫酸雾。 （4）烟：又称烟雾或烟气，是指悬浮在空气中的烟状固体微粒。其直径往往小于0.1微米，如煤和石油的燃烧、塑料加工时产生的烟。 （5）粉尘：是指能较长时间漂浮于空气中的固体微粒。如石灰、粉煤等,第三节.常用介质的主要特性、用途及危害与防护,2.工业毒物的毒性和分级 毒性是指某种毒物引起机体损伤的能力，用来表示毒物剂量与反应之间的关系。 常见的评价指标有绝对致死剂量或浓度、半致死剂量或浓度、最大忍受量或浓度、最小致死剂量或浓度。 级别：剧毒、高毒、中毒、低毒、微毒五级 单位：mg/m,第三节.常用介质的主要特性、用途及危害与防护,3.毒物侵入人体的途径毒物进入人体的途径有三种，主要是经呼吸道，其次是皮肤，再次就是经消化道。(1)经呼吸道进入。这是生产性毒物进入人体的最重要的途径，大多数职业中毒均由此而引起。(2)经皮肤进入。是职业中毒中较常见的途径。(3)经消化道进入。,第三节.常用介质的主要特性、用途及危害与防护,4.急性中毒的现场抢救 急性中毒是指在短时间内接触高浓度的毒雾，引起机体功能或器质性改变，如果不及时抢救，容易造成死亡或留有后遗症。慢性中毒是指在长时间内经常接触某种较低浓度的毒物所引起的中毒，如果得不到及时诊断和治疗，将会发展为严重慢性中毒。 预防中毒的方法：救护者应做好个人防护；却断毒物来源；防止毒物继续侵入人体；促进生命器官功能恢复；尽早使用解毒剂。,第三节.常用介质的主要特性、用途及危害与防护,介质的腐蚀性及防护1. 腐蚀的分类 按腐蚀机理：化学腐蚀和电化腐蚀 按腐蚀部位：全面腐蚀和局部腐蚀2. 腐蚀的危险性 对人体的伤害 对金属的腐蚀 腐蚀性介质的火灾危险性（氧化性、易燃性、遇水易燃分解性）,第三节.常用介质的主要特性、用途及危害