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1、压力容器安全,第 一 课,压力容器基本知识,压力容器要做好三个方面的管理,压力容器从设计、制造、安装、使用到检验、修理和改造七个环节潜在的不安全因素是多方面的、复杂的，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,压力容器安全管理的重要性,压力容器定义：是指盛装气体或者液体，具有一定压力密闭容器。1999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、最高工作压力（表压） 大于等于0.1MPa（不含液体 静压力）。,2、内直径（非圆形截 面指其最大尺寸）大于 等于0.15m,且容积大于 等于0.025m3,3、盛装介质为气
2、体、 液化气体或最高工作温 度高于或等于标准沸点 的液体。,压力容器安全管理的重要性,从使用环境来看：压力容器是炼油、化工生产过程中不可缺少的重要设备，它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。主要用途：气、液体的盛装 热量交换物料分离 物料的化学反应,压力容器安全管理的重要性,压力容器是一种能承受压力载荷的密闭容器，它的危险性较大。压力容器一旦发生事故，一方面设备本身爆炸破坏，另一方面还可能造成内部介质的外泄露，引起二次爆炸、着火燃烧或毒气弥漫，导致厂毁人亡的恶性事故。,压力容器安全监督管理方法,1、压力容器安全管理“三零”理念：压力容器安全管理的追求目标：零缺陷、
3、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。,压力容器安全监督管理方法,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、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、在规定的操作条件下能安全使用4级、在规定的操作条件下监控使用5级、判废,压力容器的基本知识,压力容器分类：按使用位置分：固定式容器移动式容器（安全技术管理要求是不一样）,按设计压力（p）分：L 低压容器：0.1Mpap1.6MPa;M 中压容器：1.6Mpap10MPa;H 高压容器：10Mpap100MPa;U
4、超高压容器：p100MPa,按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）,压力容器的基本知识,压力容器的基本知识,按壳体承压方式可分为：内压容器 外压容器按设计温度可分为：低温容器，壁温 t20常温容器，壁温 20t450高温容器，壁温 t450,压力容器的基本知识,按照压力容器安全的重要程度分为：第一类压力容器第二类压力容器第三类压力容器,压力容器的
5、基本知识,第三类压力容器：（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 PV10MPam3；）- 中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质且 PV0.5MPam3 ；）,压力容器的基本知识,-低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质且 PV0.2MPam3 ） - 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； - 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）,压力容器的基本知识,第二类压力容器：（具
6、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；,压力容器的基本知识,第一类压力容器：（属于二、三类的以外）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,压力容器的基本知识,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p0.1mgm3级（高度危害）：最高允许质量浓度0.1p1.0mgm3级（中度危害）：最高允许质量浓度1.0p10mgm3级
7、（轻度危害）：最高允许质量浓度p10mgm3,压力容器的基本知识,压力容器的基本结构:,压力容器的基本知识,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。,压力容器的基本知识,压力容器主要受压元件：筒体、封头（端盖）、球壳板、换热器管板、换热管、膨胀节、开孔补强板、法兰、M36以上的设备主螺栓、人孔盖、人孔法兰、人孔接管以及直径大于250m
8、m的接管。,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。,第 二 课 压力容器常用材料及力学基础知识,压力容器常用材料及力学基本知识,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。强度指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。硬度钢材抵抗压入物压陷的能力。,压力容器常
9、用材料及力学基本知识,塑性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。塑性用延伸率和断面收缩率表示。弹性金属材料在外力作用下产生变形，一旦外力除去，仍能回复原状的性质。,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。,压力容器常用材料及力学基本知识,韧性指金属材料抵抗冲击负荷的能力。常用冲击功和冲击韧性值表示。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。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
10、脆性也就越显著。钢的冷脆性钢的冲击韧性在低温下产生下降的现象。,第 三 课 压力容器安全装置,压力容器安全装置,压力容器的安全防护装置：设置的目的？为了防止可燃物大量泄漏引起燃烧爆炸事故，尽量减少事故损失。什么叫压力容器的安全防护装置？是指为了使压力容器能够安全运行而装设在设备上的一种附属机构，又称安全附件。用于压力容器的安全附件：安全阀、爆破片、紧急放空阀、液位计、压力表、单向阀、限流阀、温度计、喷淋冷却装置、紧急切断装置、静电消除装置、防雷击装置等。,压力容器安全装置,压力容器的安全防护装置：安全防护装置的分类：按使用性能或用途可分为四大类型，即：联锁装置为了防止操作失误而设置的控制机构。
11、警报装置容器在运行过程中出现不安全因素致使容 器处于危险状态时能自动音响或其他明显 报警讯号的仪器。计量装置指能自动显示容器运行中与安全有关的工 艺器具。泄压装置指容器超压时能自动泄放压力的装置。,(4)安全泄压装置类型: 按工作原理和结构形式可分为四种:阀型 断裂型 熔化型 组合型,压力容器安全装置,阀型泄压装置安全阀优点： 仅仅排放压力容器内高于规定部分压力，到正常操作压力时，它自动关闭。可重复使用。安装调整也比较容易。缺点： 密封性能较差。阀的开启有滞后现象，因而泄压反应较慢。用于介质为一些不洁净的气体时，阀口有被堵塞和 阀瓣有被粘住的可能。,注：不宜用于介质具有剧毒性的设备，更不能用于
12、器内有可能 产生剧烈的化学反应而使压力急剧升高的设备。,压力容器安全装置,断裂型泄压装置爆破片和爆破帽优点： 密封性能好，动作迅速，爆破压力精度高，泄放量大。泄压装置的动作不受介质集聚状态的影响。能满足因化学反应而产生的爆炸性气体超压泄放。缺点： 泄压之后，爆破元件不能继续使用，容器就得被迫 停止运行。爆破元件寿命较短。爆破元件动作压力不易准确预测和严格控制。,是通过爆破膜 片（帽）的破裂 而泄放介质，以 降低容器内的压 力。,注：不易 用于液化气 体贮罐。,压力容器安全装置,融化型泄压装置易熔塞优点：结构简单，更换容易。缺点：装置动作后，元件不能继续工作，容器被迫停止运行。,是利用装置内的低
13、熔点 合金在较高的温度下融化， 打开通路，使器内气体从孔 内排出而泄放压力的。,压力容器安全装置,组合型泄压装置是由两种形式的泄压装置组合而成的。常用的是 安全阀和爆破片或易熔塞的组合结构。优点：解决了安全阀的泄漏和断裂型被迫停止运行的情况。缺点：比较复杂。适用场合：介质为具有腐蚀性的液化气体，或剧毒、稀有气 体的容器;设备内升压速度极高的反应容器。,压力容器安全装置,安全阀的组成：主要由阀座、阀瓣、加载机构三部分组成安全阀的工作原理：当容器内压力超过某一定值时，依靠介质自身的压力自动开启阀门，迅速排出一定数量的介质。当容器内的压力降到允许值时，阀又自动关闭，使容器内压力始终低于允许压力的上限
14、，自动防止因超压而可能出现的事故 。同时，由于排气时发出较大的响声，也起到自动报警的作用。,压力容器安全装置,安全阀的分类：（1）按整体结构及加载机构的形式分：重锤式安全阀 弹簧式安全阀 控制式安全阀,（2）按照气体排放方式的不同分全封闭式 半封闭式 敞开式（3）按阀瓣开启最大高度与阀孔直径之比分微启式 全启式,控制式安全阀,压力容器安全装置,安全阀必须满足的基本要求：必要的密封性可靠地开启及时稳定地排放适当地关闭关闭后的密封,压力容器安全装置,安全阀的选用：要考虑三点即 结构形式 压力范围 排放量 安全阀的安装要求： 安全阀应垂直安装在压力容器液面以上的气相空间，或安装在连接压力容器气相空间
15、的管道上。 压力容器与安全阀之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于安全阀的进口面积。 压力容器与安全阀之间不宜装设中间截止阀门。,必须大于设备的安全泄放量，保 证安全阀开放能及时排放出一部分介 质，避免器内压力继续升高。,压力容器安全装置, 安全阀装设位置，应便于它的日常检查、维护和检修。 介质为极度和高度危害或易燃易爆介质的容器，安全阀的排出口应引至安全地点，并进行妥善处理。安全阀的调整和校验： 安全阀在安装前应进行耐压试验和气密性试验 安全阀进行校验和压力调整时，必须有使用单位主管锅炉压力容器安全的技术人员在场；调整及效验装置用压力表的精度应不低于1级，在线调校时应有安全防护措施。,压力容器安全装置, 校验过程中，效验人员应及时做好记录。校验合格的安全阀，在安装好有关附件装置后应进行铅封，以防止随便改变已调整好的状态。安全阀的维护和检查：要经常保持安全阀的清洁。发现安全阀有泄漏迹象时，应及时更换或检修。为保持安全阀灵敏可靠，每年至少做一次定期检验。,
