压力容器的安全使用.ppt

1、压力容器安全操作知识,压力容器安全操作知识,一、压力容器基本知识二、压力容器基本结构三、压力容器安全附件四、压力容器事故的危害及其分析和预防五、压力容器的使用和维护,一、压力容器基本知识,（一）、压力容器简介 压力容器又称受压容器，是我国经济领域和人民生活中不可缺少的一种设备。广泛应用于各个领域，如：工业、农业、国防、医疗卫生等。压力容器不仅内部承受一定的压力，而且有些内部的工作介质还具有一定的毒性，有的还具有易燃易爆的特性。如果发生事故则会给国家财产和人民生命造成巨大的损失。为此，对压力容器进行安全管理，提高操作人员理论知识和操作水平是非常重要的。,一、压力容器基本知识,（二）、压力容器的压

2、力源 压力源可以分为气体压力的产生或增大，一般为来自容器内或容器外两大类。1、容器的气体压力产生于容器外时其压力源一般是气体压缩机或蒸汽锅炉。气体压缩机通过压缩气体体积和增大气体流速来提高压力。蒸汽锅炉是利用燃料燃烧放出的热量将水加热蒸发而产生水蒸汽的一种设备。,一、压力容器基本知识,2、容器的气体压力产生于容器内部时 其原因是容器内介质的聚集状态发生改变，气体介质在容器内受热，温度急剧升高，体积剧烈膨胀，从而使压力升高。如:a、碳化钙加水经化学反应生成乙炔气体，体积大为增加。b、电解水制取氢和氧，体积增大2000倍左右。c、高分子聚合物固态聚甲醛，受热后“解聚”变为气态，体积约增大1065倍

3、。d、液化气体在容器内受热后体积膨胀、压力升高。,一、压力容器基本知识,（三）、压力容器的界定 本书所说的压力容器主要是指那些容易发生事故，而且事故的危害性较大，须要专门机构进行监督，按照特种设备对待的压力容器。国家颁布的压力容器安全技术监察规程中规定：最高工作压力P大于等于0.1MPa（不含液体静压力）内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。,一、压力容器基本知识,（四）、压力容器的分类 压力容器的分类常用的有以下几种：一、按压力分类 a、低压容器 P1.6MPa b、中压容器 1.6

4、MPaP10MPa c、高压容器 10MPaP100MPa d、超高压容器 P100MPa,一、压力容器基本知识,二、按壳体承压方式分类 主要有两类：承受内压和承受外压 1、内压是指壳体内部承受压力 2、外压是指壳体外部承受压力设计方面的区别：内压容器的壁厚是根据强度计算确定的，而外压容器的设计则主要考虑稳定性问题。,一、压力容器基本知识,三、按设计温度分类1、低温容器 t-202、常温容器-20t4503、高温容器 t450四、按安装方式分类1、固定式容器-系指有固定的安装和使用地点，工艺条件和使用操作人员相对比较固定。2、移动式容器-一般是指运输用的储存容器，如：气瓶、汽车槽车、铁路槽车等

5、。,一、压力容器基本知识,五、按生产工艺过程中的作用原理分类1、反应容器-系指主要用来完成介质的物理、化学反应的容器。如：反应器、发生器、分解塔、高压釜等。2、换热容器-系指主要用来完成介质的热量交换的容器。如：废热锅炉、热交换器、冷凝器、消毒锅等。3、分离容器-系指主要用来完成介质的流体压力平衡和气体净化分离的容器。如：分离器、集油器、吸收塔等。4、储运容器-系指主要用来盛装生产和生活用的原料气体、液体、液化气体等的容器。如：各种储槽、槽车等。,一、压力容器基本知识,六、其他分类 1、按照容器壁厚分：薄壁容器（壁厚内径/10）厚壁容器 2、按照容器几何形状分：球形 圆筒形 异形 3、按照制造

6、方式分：焊接 锻造 机加工 4、按照结构材料分：钢结构 铸铁 有色金属 非金属 5、按照放置形式分：立式 卧式,二、压力容器基本结构,（一）、压力容器的组成压力容器比较简单，主要由一个能承受一定压力的壳体、封头及必要的连接件、密封件和内件构成。常见的压力容器组成由筒体、封头（管板）、法兰、接管人（手）孔、支座一、筒体 筒体是压力容器最主要的组成部分，与封头组成承压壳体，是储存物料或完成化学反应所需要的压力空间。特点：应力分布比较均匀，承载能力较高且易于制作，并便于内件的安装和 拆卸。制作方式:一般直径较小时（500mm）可以采用无缝钢管作为筒体，与封头组成容器；直径较大时可采用钢板卷板焊接成筒

7、体，与封头组成容器。,二、封头与端盖封头与筒体连接并不能进行拆卸的物件端盖与筒体连接可以进行拆卸的物件封头按照形状可以分为三类：凸形封头 锥形封头 平板封头1、凸形封头有半球形、碟形、椭圆形、无折边球形2、锥形封头有带折边封头和无折边封头3、平板封头因受力时强度较低，一般除用作人孔盖外一般很少采用。,二、压力容器基本结构,三、法兰及密封 是为了生产工艺和检修方便，在需要拆卸结构上为了连接和密封而采用的一种结构。1、法兰一般分为容器法兰和管道法兰两种结构。容器法兰用于容器的端盖和筒体的连接。管道法兰用于容器接管和管道的连接。法兰按照整体性程度分为整体法兰、松式法兰、任意式法兰法兰按照密封面形式分

8、为平面法兰、凹凸面法兰、榫槽面法兰,二、压力容器基本结构,2、密封元件用于法兰之间的密封材料 一般可分为非金属密封元件、金属密封元件或组合式密封 元件等三种。(1)非金属密封元件石棉垫、橡胶O形圈等(2)金属密封元件紫铜垫、铝垫、软钢垫等(3)组合式密封元件铁包石棉垫、铜丝缠绕石棉垫,二、压力容器基本结构,3、密封形式 一般可分为强制密封和自紧密封、半自紧密封 强制密封通过紧固端盖和筒体法兰的连接螺栓而达到密封的形式。自紧密封通过利用容器内介质的压力使密封面产生压紧力而达到密封的形式。半自紧密封即通过利用容器内介质的压力、又通过紧固端盖和筒体法兰的连接螺栓两种形式共同作用而达到密封的形式。,二

9、、压力容器基本结构,四、接管 为了介质的进出和安装安全附件，需要在容器上安装一部分接管，主要有螺纹短管、法兰短管、平法兰接管三种。1、螺纹短管带有内外螺纹，一端和容器壁焊接在一起一端与测量元件连接。多用于直径较小的接管。2、法兰短管短管一端焊接法兰，另一端和容器壁焊接在一起，法兰端与外部管道连接。多用于直径较大的接管。3、平法兰接管是将法兰直接焊接在容器壁上的一种。有贴合式和插入式两种形式。,二、压力容器基本结构,五、人孔和手孔 为了对容器进行检查、修理和清除杂物，一般容器根据工艺需要，需要在容器上开人孔或手孔。人孔或手孔按照形式可分为圆形和椭圆形两种，考虑到容器上开孔会降低容器整体强度或局部

10、强度，为此，一般容器上开孔后需要对容器进行补强。补强方式：有局部补强和整体补强两种，一般采用局部补强补强原则：等面积补强补强形式：补强圈 厚壁短管 整体锻造补强,二、压力容器基本结构,六、支座 支座是用于支撑容器重量并将容器固定在基础上的部件一般分为立式容器支座、卧式容器支座、球形容器支座。1、立式支座悬挂式支座、支承式支座、裙式支座、腿式支座2、卧式支座鞍式支座、圈式支座、支承式支座3、球形容器支座一般多用于球罐，采用柱式支座形式。,二、压力容器基本结构,三、压力容器的安全附件,压力容器的安全附件包括：安全阀、爆破片、压力表、液位计、温度计和快开门式压力容器的安全连锁装置。,安 全 阀,种类

11、:杠杆式、弹簧式，脉冲式。结构:以弹簧式安全阀为例，结构分为：阀座、阀芯、阀盖、阀杆、弹 簧、弹簧压盖、调整螺丝、销子、阀帽、提升手柄、阀体,安 全 阀,原理:是利用弹簧压缩的弹力来平衡气体作用在阀芯上的力。它的动作过程分为，密封过程、前泄过程、开启和排放过程及回座过程安全阀的主要名词术语：开启压力、开启高度、回座压力安全阀的规格型号,安 全 阀,安全阀安装的要求：（1）安全阀应垂直安装，并应装设在压力容器液面以上气相空间部分，或装设在与压力容器气相空间相连的管道上。（2）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截面积，其接管应尽量短而直。（3）压力容器一个连接口

12、上装设两个或两个以上的安全阀时，则该连接口入口的截面积，应至少等于这些安全阀的进口截面积总和。（4）安全阀与压力容器之间一般不宜装设截止阀门。（5）安全阀装设位置，应便于检查和维修。,安 全 阀,安全阀使用要求：安全阀在安装前应进行校验，一般每年应至少校验一次，对拆卸进行校验有困难时，应采取现场校验。安全阀校验所用的压力表的精度应不低于1级。安全阀的选用：必须是国家定点的生产厂家，有制造许可证的单位。安全阀上应有标牌。安全阀的排量要大于等于压力容器的安全泄放量。,安 全 阀,安全阀的维护与保养：应经常保持清洁，防止阀体弹簧等被油垢、赃物所粘满或被锈蚀，检查铅封是否完好，对使用温度过低时，检查有

13、无冻结，有无泄漏.,弹簧式安全阀,杠杆式安全阀,主要用于蒸汽锅炉,爆 破 片,爆破片的作用：是一种断裂破坏型的一次性使用的安全泄压装置，用来装设在那些不适宜装设安全阀的压力容器上，当容器内的压力超过设定压力值时，自行爆破，使容器内的气体经爆破片断裂后形成的流出口向外排出。避免容器本体发生爆炸。,爆 破 片,爆破片适用范围：容器内的介质易于结晶、聚合，或有粘性、粉状物时.容器内的介质由于化学反应或其他原因，压力迅猛上升的压力容器.容器内介质为剧毒气体或不容许微量泄漏气体.,爆 破 片,结构形式：预拱型（拉伸型和压缩型）、断裂型。应定期进行更换，苛刻条件下一年更换一次，一般条件下2-3年更换一次。

14、对超压未爆破的爆破片，应立即更换。安全阀、爆破片的排放能力必须大于或等于压力容器的安全泄放量。,防爆膜（爆破片）,四、压力容器事故的危害及其分析和预防,压力容器事故的危害,一、压力容器爆炸事故的危害1、冲击波的危害容器爆炸时气体爆炸的能量除很少部分消耗于进一步撕裂容器或将碎片抛出外，大部分产生冲击波，除直接伤人外还能摧毁波及范围内的其他设备或建筑物。,压力容器事故的危害,2、碎片的危害压力容器爆炸后的碎片或部件以很高的速度飞出，会直接毁坏其他设备、建筑物或者致人伤亡。据有关资料介绍，当动能在25.5J以上时，可致人外伤；动能达59.5J时，可致人骨部轻伤；当动能达120J时，可致人骨部重伤；动

15、能达120270J时，可致人重伤甚至死亡。,压力容器事故的危害,3、介质毒性的危害 盛装一定毒性程度介质的压力容器爆炸时，因介质外泄、扩散，造成周围环境污染和人员中毒伤亡。4、二次爆炸 盛装易燃介质的压力容器爆炸时，由于介质外泄、扩散并因静电或遇明火等会造成二次燃烧爆炸，造成恶性事故。,压力容器事故分类,二、压力容器爆炸事故性质分类1、物理性爆炸物理性爆炸系指压力容器因物理原因引起器内压力升高使器壁强度不足而导致破裂，一般呈韧性破坏特征。例如，液化气体介质的储存容器在超装并受热或环境温度升高时，就极易发生物理性爆炸。,江苏一浴室锅炉爆炸造成1死4伤,压力容器事故分类,2、化学性爆炸化学性爆炸系

16、指压力容器内介质由于发生化学反应，且这一反应失去控制，使容器在爆炸前器内压力迅速升高，导致积聚的能量瞬时释放即发生容器爆炸。化学性爆炸的容器通常发生粉碎性破坏，事故后常可发现器壁有燃烧产物或反应残留物痕迹,压力容器事故分析,三、压力容器爆炸的原因1、超温超压压力容器超温超压的原因主要有两种：一是操作不当、工艺不成熟或工艺条件未得到有效控制，造成温度、压力升高，其结果使容器所受载荷增大或材料本身强度下降；另一种是盲目提高使用温度、压力。因为对于多种化学反应来说，提高温度、压力可以使化学反应加速，从而提高生产率。但是，其后果是使压力容器的寿命大大缩短或导致破坏的危险性加大。过热造成容器局部区域机械性能降低而引起爆炸也是一个原因。例如，余热锅炉因供水不足、结垢等因素使传热系数不降，导致局部过热，就容易发生爆炸事故。,压力容器事故分析,2、压力容器存在先天性缺陷压力容器存在先天性缺陷主要是指压力容器未经过设计或设计错误、结构不合理、选材不当、强度不够、制造质量低劣或安装组焊质量差等。3、腐蚀严重压力容器的内外表面因腐蚀而变薄，强度显著降低，就易于引起爆炸。,压力容器事故分析,4、裂纹超槽压力容