《压力容器与管道安全评价 第2版》 教案大纲

《压力容器及管道安全技术》课程教学大纲一、基本信息中文名称：压力容器及管道安全技术英文名称：SafetyTechnologyofPressureVesselsandPipelines开课单位：机电工程学院课程号：属性：理论学分：2.5总学时：40实践学时：4上机学时：0适用专业：过程装备与控制工程先修课程：过程设备设计1过程设备设计2过程机械金属腐蚀与防护技术二、课程简介按照工程教育认证机械类专业补充标准要求，本课程面向过程装备与控制工程专业开展安全科学和评价技术相关的本科教学，其目的是培养学生具备分析压力容器及管道安全问题的能力，并能依据安全评价相关法律法规标准规定等要求提出控制方案，组织安全评价活动。本课程主要包括绪论、系统安全评价技术、燃烧爆炸分析与控制、泄漏扩散分析与控制、压力容器安全评价和压力管道安全评价6部分。通过本课程的学习，学生能够识别、评价压力容器及管道运行过程中存在的主要危险因素，并采取合理可行措施来预防及控制事故的发生或发展。三、课程目标通过对本课程的学习，学生能够具备以下知识、能力和素质：掌握现代生产过程中安全科学、安全技术和安全评价的基本理论和基本知识。能够运用系统安全分析方法进行复杂生产过程的危险因素评价。能够采取合理可行的技术和管理等措施来预防及控制压力容器及管道事故的发生或发展。四、课程的主要学习内容和学时分配（一）理论教学(36学时)1绪论（2学时）目的与要求：掌握压力容器与压力管道的定义及特点，熟悉压力容器与压力管道的分类，了解压力容器与压力管道在工业生产中的应用。教学建议：采用启发式的教学方式，采用理论与实例相结合的教学手段，结合课堂提问和测试，促进学生对重点知识的掌握。1.1压力容器概述（1学时）1.1.1压力容器的定义1.1.2压力容器的分类1.1.3压力容器的特点1.1.4压力容器在工业生产中的应用【重点：压力容器的定义】【重点：压力容器的特点】1.2压力管道概述（1学时）1.2.1压力管道的定义1.2.2压力管道的分类1.2.3压力管道的特点1.2.4压力管道在工业生产中的应用【重点：压力管道的定义】【难点：压力管道的特点】2系统安全评价技术（11学时）目的与要求：掌握系统安全评价的概念、内容和程序，熟悉常见评价对象的危险危害因素辨识原则，掌握并能熟练运用常用的系统安全评价方法，掌握安全性评价单元划分方法，掌握安全评价方法的选择原则。教学建议：采用启发式的教学方式，采用理论与实例相结合的教学手段，结合课堂提问和测试，促进学生对重点知识的掌握。2.1系统安全评价概述（1学时）2.1.1安全评价的内容2.1.2安全评价的目的和意义2.1.3安全评价的依据2.1.4安全评价的程序【重点：安全性评价的内容】【难点：安全评价的程序】2.2系统危险危害因素辨识（0.5学时）2.2.1生产工艺过程的危险危害因素辨识2.2.2设备或装置的危险危害因素辨识2.2.3危险化学品的危险危害因素辨识2.2.4作业环境的危险危害因素辨识2.2.5储运过程的危险危害因素辨识【重点：各过程的危险危害因素】【难点：危险危害因素的辨识方法】2.3系统安全评价方法（8.5学时）2.3.1安全评价方法的分类2.3.2基于风险的检测（RBI）法2.3.3安全检查表2.3.4预先危险性分析2.3.5危险和可操作性研究2.3.6作业条件危险性评价法2.3.7故障类型与影响分析2.3.8概率评价法2.3.9事故树分析法2.3.10事件树分析法2.3.11道化学公司火灾、爆炸危险指数评价法2.3.12蒙德火灾、爆炸、毒性指数评价法2.3.13日本劳动省化工厂六阶段安全评价法【重点：安全检查表、预先危险性分析、危险和可操作性研究、事故树分析法】【难点：事故树分析法、事件树分析法】2.4评价单元划分和评价方法的选择（1学时）2.4.1评价单元划分2.4.2评价方法的选择2.4.3应用实例【重点：评价方法的选择】【难点：评价方法的选择】3燃烧爆炸分析与控制（9学时）目的与要求：了解燃烧的基本概念、形式、类型及特征、爆炸的基本概念、形式、类型及特征；掌握爆炸的安全评价方法、掌握燃烧和爆炸的理论分析与影响范围的分析计算；熟悉可采取的防火防爆措施。教学建议：采用启发式的教学方式，采用理论与实例相结合的教学手段，结合课堂提问和测试，促进学生对重点知识的掌握。3.1燃烧（3学时）3.1.1燃烧3.1.2燃烧的分类3.1.3燃烧过程和燃烧理论3.1.4燃烧的特征参数【重点：自燃、闪燃、点燃的定义及区别，燃烧三要素及四面体学说，燃烧的过程，燃烧的活化能理论及链锁反应理论】【难点：不同物质燃烧过程的区别，用活化能理论及链锁反应理论描述燃烧现象】3.2爆炸（4学时）3.2.1爆炸3.2.2爆炸分类3.2.3爆炸发生的条件3.2.4爆炸极限理论3.2.5爆炸极限的影响因素3.2.6爆炸极限的计算【重点：爆炸极限的影响因素及计算方法，爆炸最高温度和最高压力的计算】【难点：爆炸极限及爆炸最高温度、压力的计算】3.3防火防爆措施（2学时）3.3.1控制可燃可爆物质3.3.2着火源及其控制3.3.3限制事故危害范围的工程技术措施3.3.4火灾和爆炸事故的扑救措施【重点：防止可燃可爆系统形成的方法、火灾的局域化措施】【难点：防止可燃可爆系统形成的方法】4泄漏扩散分析与控制（5学时）目的与要求：掌握压力容器的常见泄漏源及泄漏量计算方法，掌握泄漏物质扩散方式及影响因素，熟悉泄漏物质扩散分析方法，掌握泄漏控制方法及预防措施。教学建议：采用启发式的教学方式，采用理论与实例相结合的教学手段，结合课堂提问和测试，促进学生对重点知识的掌握。4.1常见泄漏源及泄漏量计算（3学时）4.1.1常见泄漏源4.1.2泄漏量计算【重点：小孔泄漏源模式的计算】【难点：小孔泄漏源模式的计算】4.2泄漏物质扩散方式及扩散模型（1.5学时）4.1.1扩散方式及影响因素4.1.2扩散模型【重点：扩散模型类型及其分析计算】【难点：有界点源扩散模型中有害物质浓度及覆盖范围的计算】4.3泄漏原因分析及控制（0.5学时）4.3.1泄漏原因分析4.3.2泄漏危险控制4.3.3泄漏应急处理【重点：泄漏原因分析及控制】【难点：泄漏原因分析及控制】5压力容器安全评价（5学时）目的与要求：掌握压力容器的失效形式及预防措施，掌握压力容器的爆炸能量估算，掌握压力容器事故破坏能量的估算，掌握压力容器事故常规分析方法和系统工程分析方法，5) 了解压力容器的安全状况等级评定。教学建议：采用启发式的教学方式，采用理论与实例相结合的教学手段，结合课堂提问和测试，促进学生对重点知识的掌握。5.1压力容器的失效形式及预防（2学时）5.1.1韧性破裂5.1.2脆性破裂5.1.3疲劳破裂5.1.4腐蚀破裂5.1.5蠕变破裂【重点：压力容器的破坏形式及原因分析】【难点：压力容器破坏原因的判断】5.2压力容器的爆炸危害及事故分析（2学时）5.2.1压力容器的爆炸能量估算5.2.2压力容器的爆炸危害5.2.3压力容器事故的常规分析5.2.4压力容器事故的系统工程分析【重点：压力容器事故的分析】【难点：压力容器的爆炸能量估算】5.3压力容器的安全状况评定（1学时）5.3.1压力容器的安全状况等级5.3.2压力容器安全评价实例分析【重点：缺陷的处理的一般原则，压力容器修复工作的要点】【难点：如何对压力容器缺陷进行处理】6压力管道安全评价（4学时）目的与要求：掌握压力管道强度及应力分析的基本方法，掌握压力管道事故分析的基本方法，了解油气管道的失效事故树分析方法，熟悉压力管道完整性管理的内容和流程。教学建议：采用启发式的教学方式，采用理论与实例相结合的教学手段，结合课堂提问和测试，促进学生对重点知识的掌握。6.1压力管道强度及应力分析（2学时）6.1.1压力管道的载荷和应力分类6.1.2压力管道的强度计算6.1.3压力管道的热应力分析及补偿【重点：影响管道风险的基本因素】【难点：影响管道风险的基本因素在管道安全评价中的应用】6.2压力管道的失效及事故分析（0.5学时）6.2.1压力管道的失效模式6.2.2压力管道事故类型及特点6.2.3压力管道的事故原因6.2.4压力管道事故的分析【重点：压力管道事故的分析方法】【难点：压力管道事故的原因分析】6.3油气管道的失效事故树分析（0.5学时）6.3.1天然气管道失效事故树分析6.3.2原油管道失效事故树分析【重点：失效事故树的定性分析】【难点：失效事故树的构造】6.4油气输送管道的完整性管理（1学时）6.4.1完整性管理的概述6.4.2完整性管理的实施【重点：完整性管理的基本内容】【难点：完整性管理的实施流程】（二）实验教学（4学时）目的和要求：熟悉本课程相关的研究方法，掌握本课程有关的实验操作与分析方法，完成燃烧和爆破方面的实验内容，分析、解释实验结果，形成结论并提出建议，达到能解决压力容器