压力容器安全操作技术讲解

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1、压力容器 安全操作技术 特种设备常用的相关法规： 共分5个层次： 最高层次-法律：我国目前没有专门的特种设备的法律，中华人民共 和国安全生产法是与压力容器相关的法律。 第二层-行政法规：特种设备安全监察条例是行政法规，是目前我 国特种设备安全使用管理的最高法规。 第三层-行政规章： 国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定 锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定 第四层-安全技术规范： 锅炉压力容器制造监督管理办法特种设 备作业人员监督管理办法压力容器安全技术监察规程锅炉压力容 器使用登记管理办法压力容器定期检验规则 压力容器压力管道设 计单位资格许可与管理规则 第五层-安全技术性标准。 前

2、言 压力容器的相关法规及重点规定 中华人民共和国安全生产法的相关规定： 我国目前没有专门的特种设备的法律，中华人民共和国安全生产法 是与压力容器相关的法律。其中的相关主要内容有： 生产经营单位的主要负责人对本单位的安全生产工作全面负责。 生产经营单位的安全生产管理，坚持安全第一、预防为主的方针。 生产经营单位，应当设置专职安全生产管理机构并配备专职安全生产管理 人员。 生产经营单位应当教育和督促从业人员严格执行本单位的安全生产规章制 度和安全操作规程；并向从业人员如实告知作业场所和工作岗位存在的危 险因素、防范措施以及事故应急措施。 生产经营单位应当在有较大危险因素的生产经营场所和有关设施、设

3、备上 ，设置明显的安全警示标志。 生产经营单位应当对从业人员进行安全生产教育和培训，未经安全生产教 育和培训合格的从业人员，不得上岗作业。 生产经营单位的从业人员有依法获得安全保障的权利，并应当依法履行安 全生产方面的义务。 生产经营单位的特种作业人员必须按照国家有关规定经专门的安全作业培 训，取得特种作业操作资格证书，方可上岗作业。 特种设备安全监察条例 特种设备安全监察条例是行政法规，是目前我国特种设备安全使用管 理的最高法规。是于2003年2月19日经国务院第68次常务会议通过，同年3 月11日国务院令第373号公布，当年6月1日起实施的行政法规。 条例中安全监察的特种设备范围共八大类：

4、锅炉、压力容器、压力管 道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、厂（场）内机动车辆。 特种设备的生产（含设计、制造、安装、改造、维修）、使用、检验检测 及其监督检查必须符合条例规定。 特种设备的附属的安全附件、安全保护装置、测量调控装置及相关附属的 仪器仪表的制造、安装、改造应当经国家特种设备安监部门许可，使用单 位必须按条例规定对其进行定期校验、检修，并作出记录。 条例规定：特种设备使用单位应当对特种设备作业人员进行特种设备 安全教育和培训，保证特种设备作业人员具备必要的特种设备安全知识。 特种设备作业人员在作业中应当严格执行特种设备的操作规程和有关安全 规章制度。 条例规定：特种设备作

5、业人员违反特种设备的操作规程和有关的安全 规章制度操作，或者在作业过程中发现事故隐患或者其它不安全因素，未 立即向现场安全管理人员和单位有关负责人报告的，由特种设备使用单位 给与批评教育、处分；触犯刑律的依照刑法关于重大责任事故罪或其它罪 的规定，依法追究刑事责任。 条例规定：特种设备作业人员在作业过程中发现事故隐患或者其他不 安全因素时，应当采取紧急措施并同时向现场安全管理人员和单位负责人 报告。 1. 压力容器的定义: a) 压力容器又称受压容器。从广义上讲，所有承受压力载荷的密闭容器都是 压力容器。但只有其中一部分比较容易发生事故或存在较大危害性的容器 才作为特种设备管理。 b) 工作压

6、力越高或者容器的容积越大，则容器爆破时气体膨胀所释放的能量 也越大，即事故的危害性也越大。在相同的容积内，工作介质是气体的要 比工作介质为液体（非液化气体）的爆炸能量大数百倍至数万倍。 c) 这里指的是压力容器安全技术监察规程（简称为容规）所辖范围 内的压力容器。只有同时具备下列三个条件的压力容器才属于容规的 压力容器监察范围： l 最高工作压力（Pw）0.1MPa（不含液体静压力）； l 内直径（非圆形截面积指其最大尺寸）0.15m，且容积（V) 0.025m3； l 盛装介质为气体、液化气体和最高工作温度高于或等于标准沸点的液体 第一章 压力容器的基础知识 2. 压力容器的参数： 压力和温

7、度是压力容器的两个主要工艺参数。 a) 压力： b) 在工程和日常生活中，常把压强称为压力。以下列举了常用的压力的 概念： l 压力的单位： 用“P”表示。单位是“牛顿/米2（N/m2）”，又称为帕斯卡，简称帕。 另外还有“兆帕（a)”、“千克力/厘米（kgf/cm2)”，关系如下： MPa=106Pa 1MPa=10.2 kgf/cm2 1 kgf/cm2=0.098MPa l 标准大气压与工程大气压： 1标准大气压=760毫米汞柱（mmHg）=1.0332 kgf/cm2 1工程大气压=10米水柱=1 kgf/cm2 l 表压力和绝对压力： 表压力是指压力表上直接指示的压力值，是指容器内的

8、压力与周围大气 压的差值。绝对压力是指容器内介质的实际压力。关系如下： P绝 P表+0.1MPa l 临界压力：物质在临界状态时的压力，即液体在临界温度时的饱和蒸汽压 。 l 工作压力：即操作压力，是指在正常操作时容器顶部的最高压力。 l 最高工作压力： 对承受内压的容器，最高工作压力是指在正常使用过程中，容器顶部可 能出现的最大表压力；对承受外压的容器，最高工作压力是指在正常使用 过程中，可能出现的最大压力差值；对夹套容器是指在正常使用过程中， 夹套可能出现的最大压力差值。 最高工作压力在容器出厂时已做了规定，在出厂的压力容器产品质量 证明书 中已明确，产品铭牌和注册铭牌中也有注明。压力容器

9、操作人员 操作压力容器时，不得高于最高工作压力。 l 设计压力： 指设计时设定的容器顶部的最高压力，即在相应的设计温度下用以确定 容器计算壁厚及其元件尺寸的压力。压力容器安全技术监察规程规定 ：设计压力不低于最高工作压力。对装有安全泄放装置的压力容器，其设 计压力不得低于安全泄放装置的开启压力或爆破片的爆破压力。 l 计算压力：是指在相应的设计温度下用以确定容器元件尺寸的压力，包括 设计压力和液柱静压力。当液柱静压力小于设计压力的5%时，忽略不计。 l 试验压力：指压力容器在压力试验时，容器顶部的表压力。 b) 温度： 表示物体冷热程度的物理量，通常用摄氏度表示，用符号“”表示。另 外还有华氏

10、温标和绝对温标。以下列举了常用的温度的概念： l 临界温度： 临界温度是指当某气体的温度降到某一温度以下时，对其施加压力能使 其液化。即气体以液体状态出现的最高温度。在此温度以上，只能是气体 状态，不能用压缩气体的方法使其液化。 l 工作温度： 即操作温度，是指在正常操作时容器内介质的温度。 l 设计温度： 是指容器在正常操作情况和在相应设计压力下，容器表壁或受压元件可 能达到的最高或最低的温度。容器设计温度也标注在其出厂铭牌上。 l 试验温度：指压力容器在压力试验时，容器壳体的金属温度。 3. 压力容器的常用介质及其特征:容器内盛装各种各样的介质，许多介质往往 都具有毒性和易燃、易爆的特性，

11、且多以液体或气体状态存在，所以极易 发生泄漏和挥发，若操作不当，极易发生中毒和火灾爆炸事故。 a) 具有毒性的介质： l 凡对人体产生有害作用，引起机体功能性或器质性病变的物质称为毒物。 工业毒物：在工业生产过程中产生的毒物； 职业中毒：在作业过程中工业毒物引起的中毒。 l 操作环境中毒性介质允许的最高允许浓度是指操作人员工作地点空气中有 害物质所不应超过的数值。工作地点系指工人为观察和管理生产过程而经 常或定时停留的地点。 l 根据毒性，介质分为剧毒、高毒、中毒、低毒、微毒和基本无毒六种类型 。 l 按照国家标准GB5044职业接触毒物危害程度分级，将介质分为I级（极 度危害），II级（高度

12、危害），III级（中度危害），IV级（轻度危害）共 四个级别。 l 石油和化学工业局行业标准HG20660按介质的毒性危害程度分类（级） 极度危害（）最高容许浓度0.1mg/m3；如汞，氰化氢（氢氰酸） 高度危害（II）最高容许浓度0.11mg/m3；如臭氧，敌敌畏，氯，甲醛 中度危害（III）最高容许浓度110mg/m3；如，甲醇，乐果，H2S 轻度危害（IV）最高容许浓度10mg/m3。 b) 具有易燃性的介质： l 燃烧和燃烧的三个条件：可燃物，助燃物，着火源。 l 爆炸极限： 可燃气体、可燃液体的蒸汽或可燃粉尘与空气混合达到一定浓度时，遇到 火源就会爆炸，这个遇到火源能够发生爆炸的浓度

13、范围，称为爆炸极限。 爆炸上限： 可燃气体或可燃液体蒸汽在空气中刚刚达到可以使火焰曼延的最低浓度 ； 爆炸下限： 可燃气体或可燃液体蒸汽在空气中刚刚达到可以使火焰曼延的最高浓度 ； 爆炸范围：爆炸上限与下限之间的范围。 易燃介质：也称爆炸危险介质，是指其气体或液体的蒸汽、薄雾与空气混 合形成爆炸混合物，且其爆炸下限10%，或者爆炸上限和下限之差 20%介质。 l 闪点 指标准条件下液体挥发的蒸气与空气混合物可被点燃（闪燃）的最低温 度。 可燃液体：是指闪点高于45的液体。如轻柴油、重柴油、甘油等。 易燃液体：是指闪点低于或等于45 的液体。如液化石油气、汽油等。 l 介质的火灾危险性分类： 国

14、家标准GB50160 石油化工企业设计防火规范及GBJ16建筑设计防火 规范中规定的火灾危险性介质如下： 可燃气体的火灾危险性分类： 液化烃可燃液体的火灾危险性分类： 类别可燃气体与空气混合物的爆炸下限 甲10%（体积） 乙10%（体积） 类别名称特征 甲 A液化烃 15时蒸气压力0.1MPa的烃类液体及其它类似液 体 B可燃液体甲类以外，闪点28 乙 A 闪点28 至48 B闪点45 至60 丙 A 闪点60 至120 B闪点120 c) 常用介质及特性： l 压缩气体： 是指临界温度低于-10 的气体，由于临界温度低在冲装、运输、使用过 程中均为气态，其压力的高低取决于气体的压缩程度。 空

15、气：来源方便使用安全，用于输送物料、设备吹扫、气密介质等。 氧气：能助燃；与可燃气体混合易爆炸；压缩氧气与油脂接触可自燃。氧 的贮存、汽化、充装、使用场所的液氧汽化后能波及到的或至少5米内严禁 明火，杜绝一切火源，应有明显的禁火标志。 氢气：爆炸范围广，常压20时4%75%；渗透性强，使用中易泄漏；对钢 材易产生氢致开裂、氢脆等破坏。 氮气：常作为置换或试验用气；无毒无味，但易引起窒息。 一氧化碳：毒性很强的无色乙类易燃中度危害气体；爆炸范围12.5%75% ；在日光下与氯气产生光气；空气中最高允许浓度30mg/m3。 甲烷：无色无味甲类易燃气体。 l 溶解气体： 只有乙炔一种气体，无毒性，临界温度为37.5；爆炸范围2.5%82%。 l 蒸汽： 常用作加热介质，吹扫贯通或做动能驱动。 l 液化气体： 根据临界压力和环境温度的变化，存在两种情况： 低压液化气体：临界温度高于环境温度（临界温度大于70 且60 时的饱 和蒸汽压大于0.098MPa）的气体，这些气体冲装入容器后始终保持气、液两 相，其压力为相应温度下的饱和蒸汽压，如氯气、氨等； 高压液化气体：临界温度处于环境温度范围内（临界温度-10至70 ）的气 体，这些气体冲装入容器后可以是气、液两相或单一的气相，其压力取决于 冲装和温度，如二氧化碳、乙烷等； 二氧化碳：比空气重