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压力容器安全运行和管理,2011-08-152011-08-17,特种设备的分类 承压类： 锅炉，压力容器（含气瓶），压力管道 机电类： 电梯，起重机械，载人游艺场，索道，场内机动车（叉车） 这8类设备都有各自的技术和法律说法相规定。,相关基础知识的回顾,一 压力 1.压力; 均匀垂直作用在物体表面上的力称为压力，均匀垂直作用在物体表面单位面积的压力称为压强。 在工程技术与日常生活中，常把压强称为压力，并用符号“P”表示。 2.压力的单位 压力的单位是牛顿/米（N/M2）,又称为帕斯卡（P），简称帕。 由于“帕”单位太小，因而常用“兆帕”（MPA）作为压力的基本单位。 即：1MPA=106PA。 工程上，过去习惯用的压力单位是千克力/厘米2（KGF/CM2）。 其换算关系： 1mpa=10.2kgf/cm210kgf/cm2 或 1 kgf/cm2=0.098mpa0.1mpa,压力的表示方法 压力的表示方法有两种标准方法，一种是表压力，另一种是绝对压力。 1. 用表压力表示 指压力表上直接指示的压力值，p表或p，是一个相对值。指容器内的压力与容器周围大气压力的差值。（压力容器的设计压力，最高工作压力，最大允许工作压力及计算容器强度时所用的压力都是指表压力。） 2. 用绝对压力表示 实际上作用 在容器器壁上的压力应该是压力表上指示的压力再加上容器周围的大气压力，此压力为“绝对压力”。由于大气压力近似等于0.1mpa，故 p绝p表+0.1mpa。,气体压力的形成 气体压力是由运动着的气体分子碰撞器壁产生的，因而提高气体温度，增大气体密度，加速气体分子运动速度都可以使气体压力升高。,二 温度,1.什么是温度 温度是表示物体冷热程度的物理量，它是对物质分子平均动能的度量，温度越高则表示 分子平均动能越大。 2.温度的表示方法 摄氏温标=5/9*（华氏温标-32） =开氏温标-273.16 中国现状普遍重视压力轻视温度,压力容器的介质分类 介质危害程度分类表 略（HB20660 化工部设备标准，TJ36-79 建设部标准，因为出发意图不一样，导致标准不一样） 1 易燃介质 指与空气混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的气体。 2 毒性 凡作用于人体产生有毒作用的物质，统称为毒物。为了表示毒物的剂 量与反应之间的关系，通常用“毒性”一词来表示。计量单位通常用1m3空气中的毒性气体所占的毫克或克数来表示。,各种油脂与压缩氧气接触可自燃。 压力容器的含义和分类 压力容器又称受压容器。 从广义上讲，它应该包括所有承受压力载荷的密闭容器。但在这里，指的是其中一部分，即为压力容器安全技术监察规程所辖范围内的压力容器。因为这部分压力容器事故率较高，特别是事故的破坏性大，损失严重，所以应予以特别重视及监督检查，以确保安全运行。 那么，压力容器安全技术监察规程规定： 1. 最高工作压力(pw)大于等于0.1mpa. 2. 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容积v大于等于0.025m3； 3. 盛装介质为气体，液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体。,压力容器的分类,分类方法很多， 1. 按使用位置分类，分为 固定式；有固定的安装和使用地点 移动式：无固定的安装和使用地点（如气瓶，液化气汽车罐车，铁路罐车） 等8种分类方式。（page19-24） 遵循GB150-98 (GB150-2010)要求,压力容器的基本结构及材料 应力：压力容器在运行时，由于受到各种载荷作用会改变原来的形状，即产生变形，而且在其内部要产生反抗外力作用的内力，作用的外力与截面内力的总和相等。 压力容器的结构形式 1.球形容器 由于球壳是中心对称的结构，应力分布均匀，球壳体应力是相同直径圆筒形壳体应力的一半。压力载荷相同的情况下所需板材厚度最小，相同容积的结构表面积最小。因此可以节省大量材料（与同压力载荷，同容积的圆筒形容器相比，可节约材料30%40%）。但由于制造工艺复杂，拼焊要求高，再加上内部工艺附件安装困难，故一般用于大型储罐，也有时用于蒸汽直接加热的容器。 2.圆筒形容器 轴对称结构，这种结构没有形状突变，应力分布比较均匀，虽不如球形容器，但比其他结构形式好得多，制造工艺较简单，便于内部工艺附件的安装，便于工作介质的流动，因而是使用最普遍的一种压力容器。一般采用焊接结构。 3.箱形容器 分为正方形和长方形两种。其几何形状突变，应力分布不均，在转角处局部应力较高。这种容器结构不合理，除常用在压力较小的消毒柜，汽柜外，一般很少采用。 4.锥形容器 单纯的锥形结构容器没有，一般用到的都是由圆筒形与锥形体组合而成的组合结构。由于锥体与圆筒体连接处结构不连续，产生较高局部应力，锥体的锥角大小也直接关系到容器受力状况。故这类容器通常是生产工艺有特殊要求时采用，如结晶或粒状物料需排出等,压力容器的组成 简单分为：1筒体，2封头，3接管，4法兰，5人孔，6支座。 法兰连接是由法兰，螺母，螺拴及密封元件所组成的可拆卸的密封连接件。,压力容器的常用材料,1 .碳素钢，指普通低碳钢（40钢）。 1）沸腾钢；不完全脱氧获得，氧含量较高，杂质分布不均匀，钢的组织较松。使用范围受限制。 2）镇静钢：脱氧完全，杂质较少，用于重要的焊接结构。 碳钢的耐腐蚀性较差，故多用于介质腐蚀性不大的压力容器。GB150规定不得用于直接火焰加热 2 .低合金钢（50钢） 一种低碳结构用钢，其合金元素含量较少，但强度比同等碳含量的碳钢高得多，并且一般具有较好的焊接性能和耐腐蚀性能。与1相比有更好的使用可靠性，耐久性，经济性。 3 .不锈钢 分为 不锈钢：在空气中能抵抗腐蚀的钢 不锈耐酸钢：在某些化学浸蚀介质中能抵抗腐蚀的钢成为不锈耐酸钢。 按起组成分为：1马氏体型，铁素体型，奥氏体型及奥氏体-铁素体型不锈钢等。 好的不锈钢： 不反光，手感好。,不锈钢的使用环境 1），尽量避免在CL离子环境下使用 2），使用后及时擦干 4 低温钢，用于制造低温 容器 低温是指设计温度在零下20度以下的环境。一般钢材在低温环境下的物理性质会发生改变，导致低温脆断。（低温条件下，禁止使用40钢或50钢） 常见生产工艺 加热 冷却冷凝 反应 蒸发 蒸馏与精馏 萃取 储存,压力容器安全操作要点 1压力容器安全操作的一般要点 1）压力容器须登记发证 2）压力容器须定期检验 3）操作人员持证上岗 4）严格遵守安全操作规程 5）加强安全检查,压力容器的安全管理,第三部分，建立压力容器的技术档案并由管理部门统一保管（当官的注意） 压力容器技术档案应包括： 1）压力容器档案卡； 2）压力容器设计技术文件，包括： 设计图样，技术条件，强度计算书（移动式压力容器，高压及第三类中反应，储存压力容器），设计或安装，使用说明书。 3）压力容器制造，安装技术文件和资料包括： 1 竣工图样， 2 产品说明书及产品铭牌的拓印件， 3 压力容器产品安全质量监督检验证书， 4 移动式压力容器还应提供产品说明书 4）检验，检测记录，以及有关检验的技术文件和资料 5）修理方案，实际修理情况记录以及有关技术文件和资料 6）压力容器技术改造的方案，图样，材料质量证明书，施工质量检验及技术文件和资料 7）安全附件校验，修理，更换记录 8）有关事故的记录资料和处理报告,各级岗位责任制 （12）容器操作人员的职责 1，坚守岗位，不得做于岗位无关的其他事情 2，认真贯彻执行容器工艺操作规程和岗位操作规程 3，严禁超温，超压，超负荷运行 4，经常检查安全附件是否灵敏，可靠，发现不正常现象及时报告或处理 5，及时定点，定线，或巡回检查 6，认真监视仪器，仪表，填好运行记录 7，认真做好设备的维护保养工作，使设备保持完好状态 8，努力学习安全技术，不断提高操作水平 9，容器存在异常情况时应立即采取紧急措施，并按规定的报告程序及时向本单位有关部门报告。,容器存在哪些异常情况时，应按规定程序上报； 1，压力容器工作压力，介质温度或壁温超过规定值，采取措施扔不能得到有效控制 2，压力容器的主要受压元件发生裂缝，鼓包，变形，泄漏等危及安全的缺陷 3，安全附件失效 4，接管，紧固件损坏，难以保证安全运行 5，发生火灾直接威胁到压力容器安全运行 6，过量充装 7，压力容器液位超过规定，采取措施扔不能得到有效控制 8，压力容器与管道发生严重振动，危及安全运行 9，其他异常情况。,压力容器工艺操作规程和岗位操作规程的内容至少应该包括： 压力容器的操作工艺指标（含最高工作压力，最高或最低工作温度） 压力容器的岗位操作法（含开，停车的操作程序和注意事项） 压力容器运行中应重点检查的项目和部位；运行中可能出现的异常现象和防范措施以及紧急情况的报告程序。 以上内容,老师要求上墙 第八部分安全检查制度（主管看看） 检查重点(page 117),一 压力容器的定期检验分类 容器的定期检验分为外部检查，内外部检验和耐压试验 二 压力容器的定期检验周期 1压力容器的定期检验期限 1）外部检查：指在压力容器运行中的定期在线检查，每年至少一次；外部检查可由检验单位有资格的压力容器检验员进行，也可由安全检查机构认可的使用单位压力容器专业人员进行。 2）内外部检验：指在压力容器停机时的检验。其期限分为：安全状况等级为12级的，每隔6年至少1次；安全状况等级为3级的，每隔3年至少1次。内外部检验应由检验单位有资格的压力容器检验员进行。 3）耐压试验：指压力容器停机检验时，所进行的超过最高工作压力的液压试验或气压试验。对固定式压力容器每两次内外部检验期间内至少进行一次耐压试验，对移动式压力容器每6年进行1次耐压试验。,在用压力容器内外部检验前应符合的条件 1）必须将容器内部介质排除干净，用盲板隔断所有液体，气体或蒸汽的来源，设置明显的隔离标志，并切断有关电源。 2）具有易燃，助燃，毒性或窒息性介质的，必须进行置换，中和，消毒，清洗，并取样分析，分析结果应达到有关规范，标准的规定。 人孔和检查孔打开后，必须注意清除所有可能滞留的易燃，有毒，有害气体。压力容器内部空间的气体含氧量应在18%23%（体积比）之间。必要时还应配备通风，安全救护等设施。 具有易燃介质的压力容器，严禁用空气置换。 3）能够转动的或其中有可能动部件的压力容器，应锁住开关，固定牢靠。 4）需要进行检验的容器表面，特别是腐蚀部位和可能产生裂纹性缺陷部位，应彻底打扫清楚。 5）检验用灯具和工具的电源电压，应符合gb3805的规定。 6）内部检验时，应有专人监护，并有可靠的联络措施。,检验的内容,1，外部检查的内容（page 139） 1压力容器的本体，接口部位，焊接接头等是否存在裂纹，过热，变形，泄漏等 2外表面的腐蚀情况 3保温层的破损，脱落，潮湿，跑冷情况 4检漏孔，信号孔的漏夜，漏气，疏通检漏管。 5压力容器与相邻管道或构件的异常振动，响声，相互摩擦情况 6安全附件完好情况 7支承或支座的损坏情况，基础的下沉，倾斜，开裂情况，禁锢螺栓的完好情况 8排放(疏水，排污)装置的完好情况 9运行的稳定情况 10安全状况等级为4级的压力容器监控情况（压力容器的安全状况等级） 见书上表5-1（page 140）,安全状况等级分为 一级，新的 二级，旧的，图纸档案全有，保养较好 三级，外表蚀锈，焊接处有小问题 四级， 要监控使用，限定使用期限为3个月，使用单位须承担使用后果 五级，禁止使用,耐压试验是对容器的强度和密封性的综合性检验 常用安全附件有： 1安全阀2压力表3液面计4爆破片5截流止漏装置6安全连锁装置7温度计 按压力容器安全技术监察规程规定，安全阀的排放能力必须大于或等于压力容器的安全排放量。 安全阀的分类 1弹簧式安全阀，适用于温度低于250度的环境中 2杠杆式安全阀，笨重，受震动易泄漏，受温度影响小，适用于300度以上温度环境中 3脉冲式安全阀，结构复杂，适合压力较高，安全泄放量很大的容器 4特殊结构形式安全阀，包括带隔膜或波纹管 根据阀瓣开启最大高度与阀孔直径之比分类 微启式；丝扣连接 全启式：法兰连接 全启式的排放量一般为微启式排放量的5倍以上,安全阀的作用及原理,安全阀的主要作用是当压力容器的压力超过允许工作压力时，自动跳开，把容器内的气体排出，直至压力容器内的压力降至正常工作压力时，又自动关闭，以保证压力容器在正常压力下运行。另外，安全阀开启时由于气（汽）体从阀门高速喷出，发出较大的响声，也起到一种报警作用，警示压力容器操作人员迅速采取降压措施。 安全阀主要由阀座，阀瓣和加压装置三部分组成。 安全阀的要求：1产品质量证明书，2金属铭牌（表明责任归属，方便打官司。） 安全阀的检验期限 1一般每年至少检验一次 2新安全阀在安装前应根据使用情况调试后，才准安装使用。 下列情况应该立即停止并更换安全阀 1安全阀的阀芯和阀座密封不严，且无法修复 2安全阀的阀芯与阀座粘死或弹簧严重腐蚀，生锈 3安全阀选型错误。 国外标准 回座压力是起跳压力的90%（比如10公斤力起跳，9公斤力回落）,压力表,选用要求 1必须与压力容器内的介质相适应（* ） 2低压容器使用的压力表精度不应低于2.5级；中压及高压容器使用的压力表精度不应低于1.5级 3压力表盘刻度极限值为最高工作压力的1.53.0倍，最好选用2倍。表盘直径不应小于100mm. 压力表的安装要求（page 178） 下列情况应停止使用该压力表 1有限止钉的压力表，在无压力时，指针不能回到限止钉处；无限止钉的压力表，在无压力时，指针距零位的数值超过压力表的允许误差 2表盘封面玻璃破裂或表盘刻度模糊不清 3封印损坏或超过校验有效期限 4表内弹簧管泄漏或压力表指针松动 5指针断裂或外壳腐蚀严重 6其他影响压力表准确指示的缺陷 一般压力表都有润滑油，我们知道 压缩氧气和油脂接触会发生燃烧甚至爆炸，所以氧气表需要用为专用表。 另外，氨气表也许要专用表，其中的弹性元件需要耐得住氨气腐蚀的材料制成。 压力表最怕震动 ，震动可能导致压力表的损坏 防震表的原理：利用硅油的阻尼作用起到防震的效果。,压力表的校验和维护 1符合国家计量部门的有关规定。 2压力表由国家法定的计量检验单位进行定期校验，并按计量部门规定的期限校验。压力表安装前应进行校验 3经校验的压力表应在刻度盘上划出指示最高工作压力的红线，并注明下次校验日期。压力表校验合格后应加铅封 液面计 用途： 用于观察测量容器内液面变化情况的装置。 爆破片： 截流止漏装置：截流止漏装置装于压力容器的进出口处，以满足容器运行时进料和排放的需要，同时还可在非常情况下起紧急切断或快速排放，控制流量，降低压力来远处的压力等作用，保证容器在限定的压力下运行或降低事故的危险性,安全连锁装置 1 快开门装置： 快开门（盖）式压力容器指压力容器的端盖或缩紧件一次连续动作后，既能完成开启或闭合过程，不需要逐个上紧固螺栓的压力容器。 2 对快开门（盖）式压力容器安全联锁装置的总要求： 1）当快开门（盖）达到关闭部位方能升压运行的联锁功能。 2）当容器的内部压力完全释放，安