固定式压力容器操作人员理论知识—郑金阳新剖析

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1、,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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、（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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、,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-2

12、10.1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

13、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

14、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

15、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。

16、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