lxp(压力容器取证)

压力容器安全技术取证培训 职业技术学校李秀萍 培训目标 1 执行国家法律法规2 落实集团公司安全生产禁令3 提升员工安全意识4 努力实现全员上岗 按规定参加培训 不允许请假 不允许接听手机 保持教学环境卫生 参加结业考试 培训要求 培训内容 压力容器基本知识 压力容器常用材料及压力容器事故 压力容器安全装置 压力容器的定期检验 压力容器安全运行 中油集团公司反违章 六大禁令 一 严禁特种作业无有效操作证人员上岗操作 二 严禁违反操作规程操作 三 严禁无票证从事危险作业 四 严禁脱岗 睡岗和酒后上岗 五 严禁违反规定运输民爆物品 放射源和危险化学品 六 严禁违章指挥 强令他人违章作业 什么是特种设备 是指涉及生命安全 危险性较大的锅炉 压力容器 含气瓶 压力管道 电梯 起重机械 客运索道 大型游乐设施和场 厂 内专用机动车辆 直接从事特种设备作业的人员称为特种设备作业人员 发布与实施 2003年3月11日颁布中华人民共和国国务院令 373 号 特种设备安全监察条例 2003年6月l日实施 国务院关于修改 特种设备安全监察条例 的决定 已经2009年1月14日国务院第46次常务会议通过549号令 现予公布 自2009年5月1日起施行 什么是特种作业 是指容易发生人员伤亡事故 对操作者本人 他人的生命健康及周围设施的安全可能造成重大危害的作业 直接从事特种作业的人员称为特种作业人员 特种作业的范围 电工作业 锅炉司炉 压力容器操作 金属焊接 切割 作业 煤矿井下瓦斯检验 起重机械作业 爆破作业 机动车辆驾驶 机动船舶驾驶 轮机操作 建筑登高架设作业 根据特种作业基本定义由省级劳动行政部门确定并报劳动部备案的其他作业 具体如下 1 电工作业 含发电 送电 变电 配电工 电气设备的安装 运行 检修 维修 试验工 矿山井下电钳工 2 金属焊接 切割作业 含焊接工 切割工 3 起重机械 含电梯 作业 含起重机械 含电梯 司机 司索工 信号指挥工 安装与维修工 4 企业内机动车辆驾驶 含在企业内码头 货场等生产作业区域和施工现场行驶的各类机动车辆的驾驶人员 5 登高架设作业 含2米以上登高架设 拆除 维修工 高层建 构 物表面清洗工 6 锅炉作业 含水质化验 含承压锅炉的操作工 锅炉水质化验工 7 压力容器作业 含压力容器罐装工 检验工 运输押运工 大型空气压缩机操作工 8 制冷作业 含制冷设备安装工 操作工 维修工 9 爆破作业 含地面工程爆破 井下爆破工 10 矿山通风作业 含主扇风机操作工 瓦斯抽放工 通风安全监测工 测风测尘工 11 矿山排水作业 含矿井主排水泵工 尾矿坝作业工 12 矿山安全检查作业 含安全检查工 瓦斯检验工 电器设备防爆检查工 13 矿山提升运输作业 含提升机操作工 上 下山 绞车操作工 固定胶带输送机操作工 信号工 拥罐 把钩 工 14 采掘 剥 作业 含采煤机司机 掘进机司机 耙岩机司机 凿岩机司机 15 矿山救护作业 16 危险物品作业 含危险化学品 民用爆炸品 放射性物品的操作工 运输押运工 储存保管员 17 经国家安全生产监督管理局批准的其它作业 中华人民共和国劳动法 和有关安全卫生规程规定 从事特种作业的职工 所在单位必须按照有关规定 对其进行专门的安全技术培训 经过有关机关考试合格并取得操作合格证或者驾驶执照后 才准予独立操作 特种作业人员必须接受与本工种相适应的 专门的安全技术培训 经安全技术理论考核和实际操作技能考核合格 取得特种作业操作证后 方可上岗作业 未经培训 或培训考核不合格者 不得上岗作业 特种作业人员培训考核实行教考分离制度 国家安全监督管理局负责组织制定特种作业人员培训大纲及考核标准 推荐使用教材 培训机构按照国家局制定的培训大纲和推荐使用教材组织开展培训 各省级安全生产监督管理部门 煤矿安全监察机构或其委托的有资质的单位根据国家局制定的考核标准组织开展考核 特种作业操作证每4年由原考核发证部门复审一次 连续从事本工种10年以上的 经用人单位进行知识更新后 复审时间可延长至每4年一次 特种设备作业人员证和特种作业操作证有什么区别 特种设备作业人员证 是国家质量监督检验检疫总局统一印制 具体发证部门是各省 市 自治区等质量技术监督局发放 特种作业操作证 是国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局统一印制 由国家安全生产监督管理局统一制作 各省级安全生产监督管理部门 煤矿安全监察机构负责签发 特种作业操作证在全国通用 特种作业操作证不得伪造 涂改 转借或转让 特种设备作业人员考核发证 特种设备作业人员证应当具备以下基本条件 一 年龄在18周岁以上 二 身体健康并满足申请从事的作业种类对身体的特殊要求 三 有与申请作业种类相适应的文化程度 四 有与申请作业种类相适应的工作经历 五 具有相应的安全技术知识与技能 六 符合安全技术规范规定其他要求 办理依据 1 特种设备安全监察条例 2 特种设备作业人员监督管理办法 3 特种设备作业人员考核规则 办理程序 一 申请 需要取得特种设备作业人员证件的申请人 以下简称申请人 向办理部门提交以下材料 1 本人身份证 复印件一份 2 毕业证书 复印件一份 或学历证明 3 1寸正面免冠照片4张 其中一张贴在考试申请表上 4 特种设备作业人员考试申请表 5 特种设备作业人员考试委员会 以下简称考试机构 出具的考试成绩单 申请人可委托考试机构向办理部门集中申请 二 受理 办理部门对申请人提供的材料进行审查 同意受理的 发出受理决定书 不同意受理的 向申请人出具不予受理决定书 三 审批 发证 办理部门经过审查 履行审批程序 符合条件的签发 特种设备作业人员证 证 胸卡各一份 不符合条件的 向申请人出具不予许可决定书 特种设备作业人员证件由国家质检总局统一印制 特种作业人员安全技术考核发证 特种作业人员的基本条件 1 年满十八周岁 2 身体健康 无妨碍从事相应工种作业的疾病和生理缺陷 3 初中以上文化程度 具备相应工种安全生产技术知识 参加国家和省规定的安全技术理论和实操考核并成绩合格 4 符合相应工种作业特点需要的其他条件 办理依据 一 中华人民共和国安全生产法 二 危险化学品安全管理条例 办理程序 一 特种作业人员到各级安全生产宣传教育培训中心报名并参加培训 二 经安全监管局组织理论和实操考核 三 培训机构向主管部门报送办证材料 四 审核合格 办理 中华人民共和国特种作业操作证 申报材料 一 特种作业人员培训班申报表1份 二 特种作业人员发证报批表1份 三 安全技术理论 实操考核合格成绩表1份 四 健康体检表 1份 五 身份证复印件1份 六 学历证书复印件1份 七 大一寸免冠彩照2张 特种作业人员和特种设备作业人员的区别 1 管理机关不同 特种作业人员 由国家安全生产监督管理总局考核发证与管理 特种设备作业人员 由国家质量监督检验检疫总局考核发证与管理 2 工种范围不同 原特种作业人员含盖特种设备作业人员 现国家安全生产监督管理总局正对 特种作业人员 范围进行重新调整 工种将有所增减 经机构改革与有关职能划转后 锅炉 压力容器 含气瓶 压力管道 电梯 起重机械 不含建筑施工 市政工程 煤矿中使用的起重机械设备 客运索道 大型游乐设施等特种设备的作业人员及其相关管理人员改称为 特种设备作业人员 以与 特种作业人员 相区别 由国家质量监督检验检疫总局管理 厂内机动车辆要等国家安全生产监督管理总局对 特种作业人员 范围进行重新调整后才能明确 3 从事特种设备制造 安装 改造 修理的人员中 电工属 特种作业人员 焊工中焊接带压元器件的属 特种设备作业人员 另称 锅炉压力容器焊工 焊接不带压的属 特种作业人员 特种作业人员和特种设备作业人员的区别 特种作业人员和特种设备作业人员 都需要持证上岗 同一个人可以既是特种作业人员又是特种设备作业人员 比如某化工企业氯碱岗位操作人员 就需要取得双证方可上岗作业 隐藏 国家质检总局发布第140号令 国家质量监督检验检疫总局关于修改的决定 以下简称质检总局第140号令 2011年7月1日起施行 下面就通过对国家安监总局30号令 特种作业人员安全技术培训考核管理规定 的对比 来谈谈两者之间的区别 一 基本概念不一样这两类人员从事的作业都是比较危险的 但相对来说从事特种作业时直接接触的危险性可能会大一些 二 主管部门不一样特种作业由安监部门管理 特种设备作业由质检部门管理 相应的培训 考核 发证 复审工作都是由对应的部门管理 在一般生产经营单位 特种作业与特种设备作业一般都是由企业的安全部门监管与管理 三 从业条件不一样特种设备作业人员 有与申请作业种类相适应的文化程度 这是一个模糊的概念 没有特别的规定 相对来说要求比较低 笔者发现在某些地区或企业 部分作业人员只具备小学文化程度 也可以取得 特种设备作业人员证 四 证书有效性不一样安监总局第30号令指出 特种作业操作证 有效期为6年 在全国范围内有效 特种作业操作证由安全监管总局统一式样 标准及编号 特种作业操作证每3年复审1次 特种作业人员在特种作业操作证有效期内 连续从事本工种10年以上 严格遵守有关安全生产法律法规的 经原考核发证机关或者从业所在地考核发证机关同意 特种作业操作证的复审时间可以延长至每6年1次 特种作业操作证申请复审或者延期复审前 特种作业人员应当参加必要的安全培训并考试合格 安全培训时间不少于8个学时 质检总局第140号令指出 特种设备作业人员证 的格式 印制等事项由国家质检总局统一规定 特种设备作业人员证 每4年复审一次 对持证人员在4年内符合有关安全技术规范规定的不间断作业要求和安全 节能教育培训要求 且无违章操作或者管理等不良记录 未造成事故的 发证部门应当按照有关安全技术规范的规定准予复审合格 并在证书正本上加盖发证部门复审合格章 这里必须注意的是 一是复审年限的不同 二是复审时对于安全培训的具体要求不同 五 违法处罚力度不一样当前社会上出现假证现象比较多 为此两部门规章都对此做了明确的处罚规定 安监总局第30号令指出 生产经营单位非法印制 伪造 倒卖特种作业操作证 或者使用非法印制 伪造 倒卖的特种作业操作证的 给予警告 并处1万元以上3万元以下的罚款 构成犯罪的 依法追究刑事责任 特种作业人员伪造 涂改特种作业操作证或者使用伪造的特种作业操作证的 给予警告 并处1000元以上5000元以下的罚款 特种作业人员转借 转让 冒用特种作业操作证的 给予警告 并处2000元以上10000元以下的罚款 质检总局第140号令指出 非法印制 伪造 涂改 倒卖 出租 出借 特种设备作业人员证 或者使用非法印制 伪造 涂改 倒卖 出租 出借 特种设备作业人员证 的 处1000元以下罚款 构成犯罪的 依法追究刑事责任 很明显可以看出 特种作业人员证 的证件某种程度上比较 贵 这从近年来 发生多起因作业人员无证作业引发意外事故也可以看出 相对来说 无证作业都是违法的 都应该受到严厉的惩罚 第一讲 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主要法律法规与标准3 压力容器的基本知识4 事故案例 学习内容 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 压力容器安全管理的重要性 1 什么是安全管理 安全管理是企业管理的重要组成部分 安全管理是一门系统科学 安全管理系统是企业管理系统的一个子系统 其构成包括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以及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 安全与环境一体化管理的模式 即 HSE管理 HSE管理 体系运行的主线是风险控制 而基础是危害辨识和风险评价 什么是危害辨识 是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 危害辨识的原则 横向到边纵向到底不留死角 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 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 2009年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 1 工作压力 表压 大于或者等于0 1MPa 2 工作压力与容积的乘积大于等于2 5MPa L 3 盛装介质为气体 液化气体以及介质最高工作温度高于或等于其标准沸点的液体 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 5MPa L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 0MPa L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 3 事故率高的原因 A 压力容器是特殊设备压力容器之所以作为一种特殊设备 要由国家设置专门机构进行安全监督 最主要的原因还是它的事故率要比一般的机械设备高 而且事故的危害性往往又特别严重 3 事故率高的原因 B 压力容器是常用设备压力容器在炼油 化工生产中 所占全社会应用压力容器总数的约50 在化工生产所有的装备中约占80 数量大 3 压力容器事故率高 C 石化行业压力容器中的物料大多数为易燃易爆 有毒 有腐蚀性 生产高温高压 连续进行 3 事故率高的原因 D 从技术条件方面分析 使用条件比较苛刻 容易超负荷 局部应力比较复杂 常隐藏有严重缺陷 3 事故率高的原因 E 管理上的原因 1 使用不合法 2 容器虽合法而管理操作不符合要求 3 压力容器处于 四无 状态 4 擅自改变试验条件 5 地方政府的安全监察管理部门和相关行政执法部门管理不到位 4 压力容器安全管理的重要性 压力容器运行的好坏 直接影响化工生产的连续性 稳定性 和安全性 1 石化行业的特殊性会使压力容器产生各种不安全因素 2 压力容器是恶性事故多发的设备 3 压力容器的设计 制造 安装 使用到检验 修理和改造七个环节的每一项作业是否安全 都将直接影响到整个企业安全管理的好坏 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 特种设备安全监察条例 2009年5月1日实施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 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 压力容器的主要缺陷分为A B两类 指严重问题 主要包括影响安全生产的问题 影响压力容器使用寿命的问题 容易导致一般总成机械事故发生的问题等 指重大问题 主要包括危及安全生产的问题 严重影响压力容器总成件寿命和性能的问题 容易导致重大机械 安全事故发生的问题等 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 故障 事故 问题和缺陷 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 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 杜绝特大 重大压力容器责任事故的发生 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即 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 有关责任人没有受到处罚不放过 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 1 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 2 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 刚度 金属材料在外力作用下保持原来形状的能力 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 3 压力容器的分类 压力容器分类方法七种 1 按设计压力 p 分 L低压容器 0 1Mpa p 1 6MPa M中压容器 1 6Mpa p 10MPa H高压容器 10Mpa p 100MPa U超高压容器 p 100MPa 2 按壳体承压方式分 内压容器外压容器 3 按设计温度分 低温容器 壁温t 20 常温容器 壁温 20 t 450 高温容器 壁温t 450 4 按制造方法分 焊接容器 锻造容器 铸造容器 组合式容器 5 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 6 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 7 按壳体的几何形状分 球形 圆筒形 圆锥形 轮胎形 8 按设备的技术状况分 完好设备 带病运转设备 待修在修设备 待报废设备 9 按照压力容器安全的重要程度分为 第 类压力容器第 类压力容器第 类压力容器 第一组介质 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 第二组介质 除第一组以外的介质 易爆介质 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 第 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PV 10MPa m3 中压反应容器 仅限易燃或毒性程度为中度危害介质且PV 0 5MPa m3 低压容器 仅限毒性程度为极度和高度危害介质且PV 0 2MPa m3 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 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 类压力容器 属于 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 介质的毒性程度在 职业性接触毒物危害程度分级 中规定 按其最高允许浓度的大小可分为四级 级 极度危害 最高允许质量浓度p 0 1mg m3 级 高度危害 最高允许质量浓度0 1 p 1 0mg m3 级 中度危害 最高允许质量浓度1 0 p 10mg m3 级 轻度危害 最高允许质量浓度p 10mg m3 4 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r r R 即 PRPD环向应力 2S4S PRPD径向应力 2S4S圆筒体应力对于圆筒体 因r R r 即 PRPD环向应力 S2SPRPD径向应力 2S4S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 5 压力容器的基本结构 基本组成部分 壳体 形状不同 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 连接件 将容器和管道连接在一起的部件 一般采用法兰螺栓连接结构 密封元件 是可拆连接结构的容器或管道中起密封作用的元件 垫片 支座 支承容器开孔 接管 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 压力容器本体主要受压元件 壳体 封头 端盖 膨胀节 设备的法兰 球罐的球壳板 换热器的管板和换热管 M36以上的设备主螺栓以及公称直径大于或者等于250mm的接管和法兰 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 球形容器的特点 球形容器 1 环向应力等于径向应力 2 在相同直径和工作压力下 球形容器受力均匀 3 当直径和工作压力时 壳体簿 体积较大 建造费用较低 4 球体体积较大 5 仅用于盛装容器 6 制造技术要求高 施工管理要求严格 圆筒形容器的特点 圆筒形容器 1 环向应力等于两倍的径向应力 应力分布比较均匀 2 尽量使受环向应力作用的纵向焊缝减至最少 一般纵向焊缝的质量要求比环向焊缝的高 3 制造施工周期较短 生产维修方便 球形容器广泛用于贮装容器 为什么 1 其内部不便于安装附件 2 不利于内部相互作用的介质流动 所以 不适合作为反应或传质 传热用的容器 6 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情况下 其顶部可能达到的最高工作压力 表压力 最高工作压力 是指容器在工艺操作过程中可能出现的最大表压力 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 压力容器的设计压力不得低于最高工作压力 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 注 焊接的圆筒形容器 公称直径是指它的内径 无缝钢管制作的圆筒形容器 公称直径是指它的外径 7 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 结构安全可靠的基础 缺陷与应力 结构便于制造 结构便于无损检验 尽量减少构件上作用的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 破裂的因素 焊接接头及其热影响区的缺陷处 在焊接接头存在气孔 夹渣 裂纹 未焊透 未熔合及咬边等 在某些区域性能显著下降以及存在较大的附加应力所至 压力容器的基本知识 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 案例 1996 9 21 某石化总厂催化裂化3号反应器由于连接处焊缝外单位安装施工未按标准要求连续双面焊接 也没有按设计要求焊加强板导致焊缝开裂 直接损失50 89万元的重大设备事故 破裂的因素 焊接接头及其热影响区的缺陷处 在焊接接头存在气孔 夹渣 裂纹 未焊透 未熔合及咬边等 在某些区域性能显著下降以及存在较大的附加应力所至 压力容器制造的安全管理 制造许可证 有效期四年 申请换证必须在有效期满6个月以前 无证单位不准制造承压设备 级别不够的单位不允许制造超过允许级别的承压设备 8 压力容器的安全状况等级划分 压力容器使用登记管理规则 将压力容器按照不同的安全状况分成五级 1级 出厂资料齐全 设计 制造质量符合有关法律和标准要求 在设计条件下能安全使用 新压力容器在设计条件下能安全使用2级 在用压力容器在规定的操作条件下能安全使用 3级 出厂资料不够齐全 主体材质 强度 结构基本符合有关法规和标准 在规定的操作条件下 能安全使用 4级 出厂资料不齐全 主体材质不明或不符合有关规定 结构和强度不符合有关法规和标准 存在严重缺陷 需要在规定的操作条件下监控使用 5级 缺陷严重 难于或无法修复 判废 4 事故案例 案例 蒸煮锅结构如图 见后 蒸煮锅直径为1 95m 壁厚14 封头是半锥角接近80 的无折边锥形封头 下部是一个长锥体 半锥角较小 材质Q235 A钢 容积6 7m3 介质为蒸汽与淀粉原料糊液 蒸煮锅的常用压力0 5 MPa 用蒸汽蒸煮粮食 间隙操作 事故经过 1996 2 20一台蒸煮锅在正常工作压力下突然发生爆炸 封头与筒体从焊缝处断开 整个封头飞出 物料高速喷出 当场死亡一人 重伤3人 造成三个工段的房屋被毁 直接经济损失3 4万元 间接损失约8万元 分析原因 结构设计不合理 原设计封头与筒体为双面焊 制造时改为不开坡口的填角焊 出现未焊透 各项规定执行较差 当班操作工脱岗30分钟 未能及时发现事故的先兆 小结 1 压力容器安全管理是一个全过程的管理 2 压力容器的界定 3 压力容器的受压元件有哪些 易发生事故的部位 压力容器安全是 人命关天的事 一定要慎之又慎 确保万无一失 第二讲 压力容器常用材料及压力容器事故处理 破坏形式 一 常用材料及力学基础知识 1 事故案例2 压力容器用钢的基本知识3 压力容器用钢的主要力学性能指标4 石化压力容器对钢材的要求5 石化压力容器常用钢种 学习内容 二 压力容器破裂形式 1 压力容器破裂形式2 压力容器破裂特征3 压力容器破裂原因4 如何进行压力容器事故预防 三 压力容器事故处理规定 1 压力容器事故分类2 特种设备事故处理规定 一 常用材料及力学基础知识 1 事故案例1996年10月2日20时5分 宁夏化工厂合成氨装置甲醇水分离罐 在正常生产工况下破裂 甲醇工艺气泄露着火 继而发生爆炸 造成该罐粉碎性破裂 罐体炸成19块 有人员伤亡 直接经济损失165万元 装置停工12天 事故分析 事故发生前 合成氨装置100 负荷运行 系统内始终没有超压 为什么会发生爆炸呢 专家分析 是由于介质中硫化氢应力腐蚀与焊接氢共同作用的结果 结论 1 设计选材不当2 制造存在缺陷 由此可见 压力容器选材的优劣 直接决定着压力容器的安全使用 一般由材料引起的风险主要有以下几方面 1 材料本身与容器内的介质不匹配 2 材料本身存在缺陷 3 材料在使用中发生脆化现象 4 材料用错 5 材料在使用中发生腐蚀等 2 压力容器用钢的基本知识 1 金属材料的分类黑色金属 通常指铁和碳的合金有色金属 指铁及铁合金以外的金属及其合金 黑色金属根据它的元素组成 性能和特点分为三大类 即 铸铁 碳素钢及合金钢 铸铁 含碳量大于2 11 的铁碳合金 碳素钢 含碳量小于2 11 的铁碳合金称为碳素钢 合金钢 为了提高钢的机械性能 工艺性能或物理化学性能 通常有意识地向钢中加入一些合金元素 由此得到的钢就叫合金钢 制造压力容器所选用的材料 除了极少数的低压容器采用非金属材料外大多数都采用金属材料 而且多用钢材 即碳素钢或合金钢 碳素钢 指含碳量为0 02 2 06 的铁碳合金 压力容器用碳素钢一般是含磷 硫杂质少 塑性好 焊接性能优异 抗冷脆性能高 时效倾向小的镇静钢 供应方便 价格低廉 按碳含量分 低碳钢 含碳量小于0 25 中碳钢 含碳量为0 25 0 55 高碳钢 含碳量大于0 55 按S P含量分 普通碳钢 P 0 045 S 0 050 优质碳钢 P S 0 035 高级优质钢 P 0 03 S 0 02 碳素钢的分类 按冶炼脱氧程度分 沸腾钢 在浇铸前不用硅和铝脱氧 钢液中含氧量多 浇注及凝固时会产生大量CO气泡 在钢锭模内产生沸腾现象 这类钢叫沸腾钢 镇静钢 而脱氧较完全 浇铸时钢水在钢锭模内不产生CO气体 这类钢叫镇静钢 半镇静钢 进行中等程度脱氧 介于沸腾钢和镇静钢之间的钢 锰 铁脱氧 加锰 硅 铁 铝 如Q235 AF 普通碳素钢 镇静钢 Q 屈服强度汉语拼音的字头 F 普通碳素结构钢 沸腾钢 235 屈服强度值 MPa A 质量等级为A级 GB700 88 20g 优质碳素锅炉钢 20 平均含碳量为0 20 G 锅炉钢 GB713 86 16MnR 低合金容器钢 16Mn 平均含碳量为0 16 的含锰量为1 20 1 60 R 容器用钢 GB6654 86 16MnDR 低温容器钢 D 低温钢 GB6654 86 15MnVRC 低合金多层式高压容器钢 15MnVR 平均含碳量为0 15 的含锰量为1 2 1 6 且含钒的 C 表示多层 GB6655 86 按钢的用途分 结构钢承压用钢 压力容器用钢 锅炉用钢 工具钢特种用途钢 合金钢 在铁 碳合金中掺入一定量的其他合金元素形成的钢 在国家标准GB T13304 91 钢分类 中 按照化学成分 主要质量等级和主要性能及使用特性 将钢分为非合金钢 低合金钢 合金钢三大类 1 低合金钢 是指合金元素的种类和含量低于国标规定范围的钢 按质量等级 即按低合金钢中有害杂质S P的含量 又可将低合金钢分为 普通质量低合金钢 如一般低合金高强度结构钢 低合金钢筋钢等 优质低合金钢 如通用低合金高强度结构钢 锅炉和压力容器用低合金钢 造船用低合金钢等 特殊质量低合金钢 如核能用低合金钢 低温压力容器用钢等 2 合金钢 是指合金元素的种类和含量高于国标规定范围的钢 按质量等级 合金钢可分为 优质合金钢 如一般工程结构用合金钢 耐磨钢 硅锰弹簧钢等 特殊质量合金钢 如合金结构钢 轴承钢 合金工具钢 高速工具钢 不锈钢 耐热钢等 习惯上按合金元素总量将合金钢分为 低合金钢 wMe 5 P37 38 小 中合金钢 wMe 5 10 高合金钢 wMe 10 按合金元素种类将合金钢分为 铬钢 锰钢 硅锰钢 铬镍钢等 按用途将钢分为 结构钢 工具钢 不锈钢及耐热钢等 合金钢的分类合金结构钢合金钢合金工具钢特殊性能钢 低合金钢 调质钢 弹簧钢 滚动轴承钢 不锈钢 耐热钢低温钢 量具钢 常用合金钢 低合金钢 合金元素总量一般 3 调质钢 合金元素总量一般 3 不锈钢 合金元素含量比较高 均超过10 有的高达50 甚至更多 耐热钢 除超低碳不锈钢和双相不锈钢外 大多数不锈钢都可作为耐热钢 低温钢 含有铜 镍等元素的合金钢常用于低温工况 2 钢材的元素组成钢中所含元素按作用可分为 基本元素添加元素残留元素 铁 碳 锰 硅 硫 磷 根据压力容器对钢的不同要求 需要添加不同的元素 硫 磷 锰 硅 氧 氢 氮 如 中强度钢添加锰 钼及少量的钒 镍 硼等 高强度钢添加铬 锰 钼 镍等 热强钢添加钼 铬及少量钨 钒 钛 硼等 硫 磷元素对钢的影响 硫 它和铁生成的FeS易于r Fe形成低熔点共晶体 会导致钢材在高温时破裂 则焊接时会产生热裂纹 磷 可使钢材的强度 硬度增加 塑性和韧性下降 特别是会降低材料的低温冲击韧性 用于焊接的碳素钢和低合金钢 C 0 25 P 0 035 S 0 035 压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢中的硫 磷含量符合以下要求 1 碳素钢和低合金钢的基本要求 P 0 030 S 0 020 2 标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材 P 0 025 S 0 015 3 用于设计温度低于 20度 并且标准抗拉强度下限值小于540MPa的钢材 P 0 025 S 0 012 4 用于设计温度低于 20度 并且标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的钢材 P 0 020 S 0 010 3 压力容器用钢的主要力学性能指标 金属的力学性能就是金属在外力作用下表现出来的特征 压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括 强度 硬度 塑性和韧性 1 强度 指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力 2 硬度 钢材抵抗压入物压陷的能力 刚度 构件在外力作用下保持原来形状的能力 3 弹性与塑性弹性 指金属材料在外力作用下产生变形 一旦外力除去 仍能恢复原状的性质 变形 构件在力的作用下尺寸或形状发生变化的现象 塑性 指金属材料在外力作用下产生不能恢复原状的永久变形而又不被破裂的能力 塑性指标包括 延伸率断面收缩率 指试件在拉断后的总伸长量与试件原长之比值的百分数 指试件在拉断后的断口面积的缩小同原断面面积之比值的百分率 4 韧性 指金属材料抵抗冲击负荷的能力 韧性指标 冲击功冲击韧性值 5 金属的疲劳 钢材在交变载荷作用下 在应力值远低于金属的屈服强度极限的情况下 发生断裂现象 6 钢的热脆性 钢的冲击韧性在高温和应力长期作用下产生下降的现象 温度越高 温度和应力作用的时间越长 钢的热脆性也就越显著 7 钢的冷脆性 钢的冲击韧性在低温下产生下降的现象 如 碳钢 合金钢在常温下塑性 韧性较好 低温时冲击韧性显著降低 在一般情况下 温度越低韧性下降越明显 由韧性状态转变为脆性状态 4 石化压力容器对钢材的要求 1 具有良好的力学性能适当的强度 良好的塑性 较高的韧性 2 具有良好的工艺性能良好的冷塑性变形能力具有良好的可焊性具有适宜的热处理性能 3 具有良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能 4 钢材在高温下应具有的性能钢材在高温下会出现蠕变 松弛现象 蠕变 指金属在高温下承载 应力虽不增加 但它的塑性变形却随着时间渐增加的现象 高温用钢要求 足够高的强度和持久塑性 良好的组织稳定性 高的松弛稳定性 良好的抗氧化性等性能 高温压力容器所用的耐热钢一般都是低合金耐热钢 如 0Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti等 5 钢材在低温下应满足的要求所用材料的脆性转变温度低于容器的最低工作温度 选材应注意的问题 1 压力容器用钢的选择必须结合 设计温度 设计压力 介质和操作特点 材料的焊接性 容器的制造工艺以及经济合理性等 2 考虑压力容器实际使用环境 要保证压力容器的安全运行 就要求所用材料具有良好的机械性 耐腐蚀性 较好的加工工艺性以及很好的经济性 3 保证容器在操作中不出现过渡塑性变形或断裂 在选取材料的强度极限时要取一个安全系数 一般规定 常温下 碳素钢和低合金钢的抗拉强度安全系数n 2 7 屈服强度安全系数n 1 5 不锈钢的屈服强度安全系数n 1 5 5 石化压力容器常用钢种 1 在常温或中温下工作的压力容器常用的钢材有碳钢和低合金钢 如 20R 专用优质碳钢16MnR 15MnVR 低合金钢 2 常用的不锈钢主要是奥氏体不锈钢 它具有优良的工艺性能和抗腐蚀性能 如 1Cr18Ni9Ti0Cr18Ni11Nb00cr17Ni14Mo2 Ti Nb的加入可防止晶间腐蚀 Mo Cr的加入能提高钢在尿素 硫酸等介质中的耐腐蚀性 3 总之 压力容器常用的钢材有 普通碳素钢优质碳素钢低合金结构钢合金结构钢不锈钢耐热钢 二 压力容器破裂形式 从压力容器安全的角度 按金属材料破裂的现象不同 可把压力容器的破裂分为五种形式 韧性破裂脆性断裂 又称低应力破坏 疲劳破裂腐蚀破裂蠕变破裂 在低温压力容器中可能发生 疲劳破裂 指压力容器由于某种原因 受到反复作用的交变应力的作用 产生原因 容器加压泄压 开停工操作 加热 冷却 发生部位 接管根部 开孔的孔边 或其他具有局部结构不连续的部位 注意焊缝处 压力容器疲劳破断的基本形式 主要是爆破和泄漏两种 腐蚀破裂 指容器壳体由于受到腐蚀介质的作用而产生破裂的一种破坏形式 形式五类 均匀腐蚀 点腐蚀 晶间腐蚀 应力腐蚀 疲劳腐蚀 另外 点偶腐蚀 垢下腐蚀 细菌腐蚀 磨损腐蚀和氢鼓泡等 晶间腐蚀 是一种局部的腐蚀 腐蚀性介质渗入到金属材料深处 使金属晶粒之间的结合力破坏 结果 材料的强度 塑性及韧性大幅度下降 应力腐蚀 在拉伸应力和腐蚀环境共同作用下 形成裂纹 并不断随时间扩展而造成的一种腐蚀 相互促进 应力腐蚀破裂有三个要素 拉应力腐蚀裂纹 疲劳腐蚀 在腐蚀介质和交变的拉伸应力共同作用下发生的腐蚀 据日本统计 在563起事故中 疲劳破裂30 左右 应力腐蚀破裂占22 6 压力容器常见缺陷 外部缺陷缺陷存在的方式两种内部缺陷常见外部缺陷有 裂纹腐蚀变形磨损渗漏焊缝的内部内部缺陷有两种情况使用过程中产生 焊缝内部缺陷有 气孔夹渣未焊透和未熔合内部裂纹焊接接头区域存在组织和性能的不均匀性使用过程中产生的缺陷有 氢损伤组织恶化可能发生的装置 加氢裂化加氢精制加氢脱硫 三 压力容器事故处理规定 事故处理和预防的基本过程如下 1 事故分类 分级 2 事故报告 3 事故调查 4 事故处理 5 事故预防 1 压力容器事故分类 1 压力容器事故按性质可分为 责任事故质量事故自然事故 2 根据 锅炉压力容器事故报告办法 按设备的损坏程度 把压力容器事故可分为 爆炸事故 最严重的 造成严重的破坏和伤亡 重大事故 被迫停止运行 必须进行修理的事故 一般事故 损坏程度不严重 不需要停止运行修理的事故 依据国家质检总局颁布2号令 锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定 将锅炉压力容器与压力管道及特种设备事故分为五个级别 特别重大事故 死亡30人以上 或受伤100人以上 或直接经济损失1000万元以上的设备事故 特大事故 死亡10 29人 或受伤50 99人 或直接经济损失500万 1000万元的设备事故 重大事故 死亡3 9人 或受伤20 49人 或直接经济损失100万 500万元的设备事故 严重事故 死亡1 2人 或受伤19人以下 或直接经济损失50万 100万元的设备爆炸事故 5 一般事故 无人员伤亡 经济损失在50万元以下的设备事故 2009年5月1日实施的 特种设备安全监察条例 549号令中对事故分类做了修改分为如下四类 1 特别重大事故 一 特种设备事故造成30人以上死亡 或者100人以上重伤 包括急性工业中毒 或者1亿元以上直接经济损失的 二 600兆瓦以上的锅炉爆炸的 三 压力容器 压力管道有毒介质泄露 造成15万人以上转移的 四 客运索道 大型游乐设施高空滞留100人以上且时间在48小时以上的 2 重大事故 一 特种设备事故造成10人以上30人以下死亡 或者50人以上100人以下重伤 包括急性工业中毒 或者5000万元以上1亿元以下直接经济损失的 二 600兆瓦以上的锅炉因安全故障中断运行240小时以上的 三 压力容器 压力管道有毒介质泄露 造成5万人以上15万以下转移的 四 客运索道 大型游乐设施高空滞留100人以上且时间在2