第五章壓力容器安全

1、化工安全與環(huán)境,第五章壓力容器安全,1,內(nèi)容導(dǎo)航,5.1壓力容器的安全問(wèn)題5.2 壓力容器的分類(lèi)5.3壓力容器的基本結(jié)構(gòu)5.4 壓力容器的失效形式5.5 壓力容器的安全設(shè)計(jì)5.6壓力容器的安全制造5.7 壓力容器的定期檢驗(yàn)5.8 壓力容器的安全裝置5.9 壓力容器的事故分析和處理,2,5.1壓力容器的安全問(wèn)題,5.1.1 引言5.1.2 壓力容器的應(yīng)用和特點(diǎn)5.1.3 壓力容器的安全特征,3,5.1.1 引

2、言,壓力容器是承裝帶有一定壓力的流體的密閉設(shè)備，是工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的一類(lèi)機(jī)械設(shè)備。,4,5.1.2 壓力容器的應(yīng)用和特點(diǎn),1、容器應(yīng)用 的廣泛性 2、操作條件的復(fù)雜性 3、對(duì)安全的高要求：強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性 以及密封性,5,5.1.3壓力容器的安全特征,1、量大面廣截至 2007 年底，全國(guó)在用固定壓力容器 169. 71 萬(wàn)臺(tái)，鍋爐 53.40 萬(wàn)臺(tái)。國(guó)家質(zhì)量檢驗(yàn)檢疫總局(簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)家質(zhì)檢總局）特種設(shè)備安全監(jiān)察局

3、。《 特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》2、事故率高3、危害性大,6,5.1.3壓力容器的安全特征,7,5.2壓力容器的分類(lèi),5.2.1壓力容器的安全監(jiān)察范圍5.2.2壓力容器的分類(lèi)5.2.3壓力容器安全管理法規(guī)與安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),8,5.2.1壓力容器的安全監(jiān)察范圍,,9,根據(jù) 2002 年 6 月 29 日發(fā)布的《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》(代替 1982 年頒布的《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》）， 將最高工作壓力大于或者等于 0.1MPa

4、(表壓) ，且壓力與容積的乘積大于或者等于2. 5MPa · L 的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)式容器劃歸為安全監(jiān)察范圍。,5.2.2壓力容器的分類(lèi),,10,1、按使用位置分,5.2.2壓力容器的分類(lèi),,11,2、按設(shè)計(jì)壓力分,5.2.2壓力容器的分類(lèi),,12,3、按使工藝作用分,4、按安全監(jiān)察管理分 表5.2,5.2.3壓力容器安全管理法規(guī)與安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),法規(guī)：《特種

5、設(shè)備安全監(jiān)察條例》；《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》實(shí)施細(xì)則 ;《壓力容器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》；《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB 150《鋼制壓力容器》； JB 4732《鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》；,13,5.2.3壓力容器安全管理法規(guī)與安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),GB 12337《鋼制球形儲(chǔ)罐》；JB/T4730.1-6《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》；TSG R7001-2004《壓

6、力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》；TSG R2002-2005《超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》；TSG R1001-2008《 壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)許可規(guī)則》TSG ZF00l- 2006 《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》；TSG R4001-2006《 氣瓶充裝許可規(guī)則》……,14,5.3壓力容器的基本結(jié)構(gòu),5.3.1壓力容器的主要工藝參數(shù)5.3.2壓力容器的基本構(gòu)成5.3.3壓力容器的結(jié)構(gòu)特征,15,5.3.1壓力容器的主要工藝參數(shù),1、

7、壓力工作壓力：指在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力；容器的設(shè)計(jì)壓力：設(shè)定的容器頂部的最高壓力；計(jì)算壓力：用以確定承壓元件在相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度下厚度的壓力；試驗(yàn)壓力：壓力試驗(yàn)時(shí)容器頂部的壓力；公稱(chēng)壓力：標(biāo)準(zhǔn)化后的壓力數(shù)值。2、溫度3、直徑 鋼板卷制的容器的公稱(chēng)直徑系指內(nèi)直徑；容器殼體是無(wú)縫鋼管時(shí)，公稱(chēng)直徑(mm) 均指鋼管的外徑。,16,5.3.2壓力容器的基本構(gòu)成,17,5.3.2壓力容器的基本構(gòu)成,18,

8、5.3.3壓力容器的結(jié)構(gòu)特征,1、中低壓容器直徑范圍寬，制造較容易；密封結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，通常采用螺栓一墊片一法蘭連接的強(qiáng)制密封結(jié)構(gòu)；封頭結(jié)構(gòu)形式很多，按其形狀主要有平板、錐形、無(wú)折邊球形、碟形、橢球形、半球形等。,19,5.3.3壓力容器的結(jié)構(gòu)特征,2、高壓容器 （1）筒體圓筒形居多,20,5.3.3壓力容器的結(jié)構(gòu)特征,2、高壓容器 （2）封頭 主要型式是平蓋或半球形封頭， （3）密封 除在壓力不高或波動(dòng)不大

9、情況外，采用與中低壓容器類(lèi)似的強(qiáng)制密封〈如螺栓連接的金屬平墊密封等) , 高壓密封還采用各種在操作時(shí)有自密封作用的半自緊密封或自緊密封結(jié)構(gòu)，如雙錐密封、伍德式密封、C 形環(huán)密封、模形密封、B 形環(huán)密封等。,21,5.4壓力容器的失效形式,5.4.1引言5.4.2韌性破裂5.4.3脆性破裂5.4.4疲勞破裂5.4.5應(yīng)力腐蝕破裂5.4.6蠕變破裂5.4.7泄漏失效,22,5.4.1引言,壓力容器及其承壓部件在使用過(guò)程中，尺寸、

10、形狀或材料性能會(huì)發(fā)生改變而完全失去或不能良好地實(shí)現(xiàn)原定的功能或繼續(xù)使用中失去可靠性和安全性， 因而需要立即停用進(jìn)行修理或掉換，稱(chēng)為壓力容器或其承壓部件的失效。破裂失效分類(lèi)：①韌性破裂s ②脆性破裂;③疲勞破裂;④腐蝕破裂;⑤蠕變破裂;⑥泄漏。,23,5.4.2韌性破裂,特征 : 容器發(fā)生顯著的塑性變形， 主要表現(xiàn)在容器的周長(zhǎng)明顯伸長(zhǎng)或容積明顯增大、中間部分有鼓脹， 且壁厚明顯減薄。斷口的顯微特征是韌窩花樣一一圓形或橢圓形窩坑。機(jī)

11、理上屬于微孔聚集破裂。主要原因是容器超壓。,24,5.4.3脆性破裂,將容器不發(fā)生或未發(fā)生充分塑性變形下就破壞的破裂型式稱(chēng)為脆性破裂。原因: 材料脆性；容器材料或其結(jié)構(gòu)部件存在嚴(yán)重缺陷；容器存在較高的附加應(yīng)力。特征：斷裂前外觀沒(méi)有明顯的預(yù)兆和塑性變形，斷裂時(shí)器壁內(nèi)的應(yīng)力較低，且破壞的容器常斷裂成碎塊飛出；宏觀上斷口平齊，呈金屬光澤的結(jié)晶狀，斷口與最大主應(yīng)力垂直；微觀特征主要表現(xiàn)為解理斷口。,25,5.4.4疲勞破裂,壓力容器常在交

12、變載荷( 機(jī)械載荷或熱載荷)下運(yùn)行，經(jīng)歷長(zhǎng)期作用后，在某些局部的應(yīng)力集中部位發(fā)生了破裂或泄漏。 容器外觀上沒(méi)有明顯的塑性變形，且也是突發(fā)性的。容器的這種破壞形式稱(chēng)為疲勞破裂。特征:（1）常發(fā)生在結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力較高或存在 材料(包括焊縫及其熱影響區(qū))缺陷處；(2)疲勞斷口的主要表現(xiàn)是海灘狀花樣，或稱(chēng)疲勞輝紋預(yù)防：嚴(yán)格容器的制造和檢驗(yàn)，減少附加的應(yīng)力集中，避免焊接或安裝過(guò)程中的先天或后天性裂紋或缺陷;要減少頻繁開(kāi)停車(chē)、壓力或溫度波動(dòng)、外加

13、強(qiáng)迫振動(dòng)、周期性外載荷等，維持設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。,26,5.4.5應(yīng)力腐蝕破裂,應(yīng)力腐蝕破裂指容器材料在特定介質(zhì)環(huán)境中，并在拉應(yīng)力作用下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后發(fā)生開(kāi)裂和破斷的現(xiàn)象。發(fā)生條件： (1)特定腐蝕介質(zhì)與材料的組合； (2) 拉應(yīng)力的存在； (3) 材料純度和組織狀態(tài)影響。特征：無(wú)宏觀的塑性變形，斷口可見(jiàn)到腐蝕產(chǎn)物;通常發(fā)生在結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中部位或腐蝕介質(zhì)富集區(qū)，與主斷口垂直方向有裂紋分叉， 呈樹(shù)枝狀。,27,壓力容器最重要的一種腐

14、蝕形式，,5.4.5應(yīng)力腐蝕破裂,預(yù)防措施選擇對(duì)該介質(zhì)應(yīng)力腐蝕不敏感的材料，或采用耐腐蝕的復(fù)合鋼板、防腐蝕涂層或襯里等；可通過(guò)加緩蝕劑等改變環(huán)境介質(zhì)的條件來(lái)避免應(yīng)力腐蝕破裂；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中避免或減小應(yīng)力集中，減少殘余應(yīng)力等的存在；氫脆——為高壓和(或)高溫臨氫環(huán)境下的容器材料因氫進(jìn)入使材料性能變壞，誘發(fā)出微裂紋并可能不斷擴(kuò)展，最終也將導(dǎo)致容器在遠(yuǎn)低于正常工作載荷下發(fā)生開(kāi)裂和破斷，這就是氫致開(kāi)裂(HIC) ，也稱(chēng)氫脆。,28

15、,5.4.6蠕變破裂,在高溫下工作的壓力容器，操作溫度超過(guò)一定極限，材料就在應(yīng)力的作用下發(fā)生緩慢的塑性變形。這種塑性變形經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的累積，最終會(huì)導(dǎo)致材料破裂。通過(guò)限制容器器壁溫度或選用滿足高溫機(jī)械性能要求的材料來(lái)避免容器的蠕變破裂。,29,5.4.7泄漏失效,泄漏率：?jiǎn)挝粫r(shí)間介質(zhì)外泄的數(shù)量。上述壓力容器可能發(fā)生的任何形式的破裂，最終都表現(xiàn)為容器內(nèi)的介質(zhì)向外泄漏。泄漏原因：壓力容器本體或各個(gè)部件之間的焊接處因發(fā)生破裂造成泄漏，在壓力容

16、器與外接設(shè)備(包括管道、閥門(mén)和安全附件等壓力附件〉和不同壓力腔體之間的可拆連接處，因密封失效或密封不嚴(yán)而發(fā)生泄漏。,30,5.5壓力容器的安全設(shè)計(jì),5.5.1壓力容器的材料及選用5.5.2壓力容器的強(qiáng)度5.5.3壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.5.4壓力容器的設(shè)計(jì)管理,31,5.5.1壓力容器的材料及選用,1)壓力容器用鋼的安全要求(1)冶煉方法 :主要承壓元件用鋼材應(yīng)由平爐、電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉；(2) 化學(xué)成分:此壓力容器專(zhuān)用鋼板對(duì)硫

17、、磷的含量比一般結(jié)構(gòu)鋼板要低，按《 容規(guī)》要求硫含量不應(yīng)大于 0. 020% ，磷含量不應(yīng)大于 0.030.%；(3) 力學(xué)性能:強(qiáng)度高、塑性和韌性好，較低的冷脆傾向，較低的缺口和時(shí)效敏感性等；(4) 與介質(zhì)的相容性。2）壓力容器用鋼（表5.5）,32,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,1.壓力容器中的應(yīng)力內(nèi)壓薄壁圓筒體中的薄膜應(yīng)力 對(duì)圓簡(jiǎn)體，以筒體的外直徑與內(nèi)直徑之比值 K 的大小區(qū)分，即 K1. 2 為厚壁圓筒?！氨∧だ碚摗?/p>

18、：當(dāng)薄壁圓筒的壁厚與直徑相比很小時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)筒壁猶如薄膜一樣，只能承受拉伸或壓縮應(yīng)力，完全不能承受彎曲應(yīng)力。,33,單位截面上的內(nèi)力,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,1.壓力容器中的應(yīng)力內(nèi)壓薄壁圓筒體中的薄膜應(yīng)力圓筒器壁中的兩個(gè)薄膜應(yīng)力，環(huán)向應(yīng)力、縱向應(yīng)力分別由式5.5、5.6表示。,34,（5.5）,（5.6）,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,式5.5推導(dǎo)：圖 5.15(a)所示為一承受均勻內(nèi)壓 p 的圓筒，在離封頭一定距離處，用

19、一橫向截面將其切開(kāi)，使圓筒端部的總壓力與作用在回筒橫截面上的縱向力相等，便可計(jì)算出縱向應(yīng)力[圖 5.1S(b) ] :,35,1.壓力容器中的應(yīng)力 1）內(nèi)壓薄壁圓筒體中的薄膜應(yīng)力,（5.1）,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,式中，t為壁厚；rc和ri分別為圓筒的平均半徑和內(nèi)徑. 因系薄壁圓筒， rc ≈ ri ，則有,36,1.壓力容器中的應(yīng)力 1）內(nèi)壓薄壁圓筒體中的薄膜應(yīng)力,（5.2）,37,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,1.壓力容

20、器中的應(yīng)力 1）內(nèi)壓薄壁圓筒體中的薄膜應(yīng)力,38,如圖 5. 15(c) ，使作用在圓筒上內(nèi)壓力的合力(可以推導(dǎo)出其值為壓力與承壓曲面沿合力方向的投影面積的乘積）與作用在圓筒橫截面上的力相等則可求得環(huán)向應(yīng)力:,若以圓筒平均直徑 Dc 代替平均半徑 rc ，式(5.2) 和式(5. 4)可改寫(xiě)為式(5. 5)和式(5. 6)。推導(dǎo)完畢。,1.壓力容器中的應(yīng)力 1）內(nèi)壓薄壁圓筒體中的薄膜應(yīng)力,（5.3）,（5.4）,39,1.壓力容

21、器中的應(yīng)力 2）標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭中的薄膜應(yīng)力承受內(nèi)壓的標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭中:封頭的頂端（極點(diǎn)) ，經(jīng)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力相等，為,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,（5.7）,40,1.壓力容器中的應(yīng)力 2）標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭中的薄膜應(yīng)力承受內(nèi)壓的標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭中:封頭的底部(赤道）處，經(jīng)向應(yīng)力為在赤道處的環(huán)向應(yīng)力（壓縮應(yīng)力）,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,（5.8）,（5.9）,41,,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,1.壓力容器中的應(yīng)力

22、3）不連續(xù)應(yīng)力的基本概念當(dāng)容器受到內(nèi)壓作用時(shí)，不連續(xù)部位由于受相鄰部分材料的約束或結(jié)構(gòu)自身的約束，將產(chǎn)生局部的彎曲，這樣在接合處受到附加的彎矩和剪力的作用，也稱(chēng)邊緣彎矩和邊緣剪力。這些矩和剪力在其附近的器壁內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力，為不連續(xù)應(yīng)力或邊緣應(yīng)力。,特點(diǎn)：可能達(dá)到較大數(shù)值，但作用范圍是非常 局部，且有自限性。,42,,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,僅與溫度差和材料的物理性質(zhì)(E、 α) 有關(guān),1.壓力容器中的應(yīng)力 4）熱應(yīng)力 產(chǎn)

23、生條件： ①溫度的改變使結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹或收縮變形； ②變形受到自身內(nèi)部或相鄰部件的約束。表達(dá)式：σT=-αEΔT措施：采用撓性結(jié)構(gòu)、避免剛性約束等。,43,,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,2、設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介 （1）按規(guī)則設(shè)計(jì) GB 150《鋼制壓力容器》,（2）按分析設(shè)計(jì),5.5.3壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),事實(shí)也表明，許多壓力容器破壞的直接原因是結(jié)構(gòu)的不合理性，導(dǎo)致應(yīng)力集中，焊接缺陷等不安全因素。因

24、此設(shè)計(jì)過(guò)程中要在總體或局部結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和接頭型式等方面遵循便于制造、利于檢驗(yàn)、避免局部附加應(yīng)力和應(yīng)力集中的一般性原則。,44,5.5.4壓力容器的設(shè)計(jì)管理,TSG R1001-2008《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)許可規(guī)則》。壓力容器設(shè)計(jì)單位必須取得國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局頒發(fā)的《特種設(shè)備設(shè)計(jì)許可證》。設(shè)計(jì)許可證有效期為4年。壓力容器設(shè)計(jì)許可分為A級(jí)、C級(jí)、D級(jí)和SAD級(jí)等級(jí)別。每一級(jí)別又分為若干等級(jí)，如A1級(jí)指超高壓容器、高壓容器；D1級(jí)

25、指第一類(lèi)壓力容器；D2級(jí)指第二類(lèi)壓力容器；SAD級(jí)指壓力容器原理分析設(shè)計(jì)。,45,46,5.5.2壓力容器的強(qiáng)度,再考慮鋼材厚度負(fù)偏差和由于腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)致厚度減薄等因素，實(shí)際制造容器的符合鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度或稱(chēng)名義厚度 tn：,2、設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,5.5.3壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),事實(shí)也表明，許多壓力容器破壞的直接原因是結(jié)構(gòu)的不合理性，導(dǎo)致應(yīng)力集中，焊接缺陷等不安全因素。因此設(shè)計(jì)過(guò)程中要在總體或局部結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和接頭型式等方面遵循便

26、于制造、利于檢驗(yàn)、避免局部附加應(yīng)力和應(yīng)力集中的一般性原則。,47,5.5.4壓力容器的設(shè)計(jì)管理,TSG R1001-2008《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)許可規(guī)則》。壓力容器設(shè)計(jì)單位必須取得國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局頒發(fā)的《特種設(shè)備設(shè)計(jì)許可證》。設(shè)計(jì)許可證有效期為4年。壓力容器設(shè)計(jì)許可分為A級(jí)、C級(jí)、D級(jí)和SAD級(jí)等級(jí)別。每一級(jí)別又分為若干等級(jí)，如A1級(jí)指超高壓容器、高壓容器；D1級(jí)指第一類(lèi)壓力容器；D2級(jí)指第二類(lèi)壓力容器；SAD級(jí)指壓力容器原

27、理分析設(shè)計(jì)。,48,5.6壓力容器的定期檢驗(yàn),1、焊接缺陷 外部：形狀缺陷，尺寸缺陷， 以及咬邊、弧坑、過(guò)燒、電弧擦傷等表面缺陷； 內(nèi)部：夾渣、氣孔、未焊透、未熔合和裂紋等。,49,5.6.1壓力容器的制造缺陷,5.6.1壓力容器的制造缺陷,2、焊接裂紋的類(lèi)別和成因熱裂紋冷裂紋再熱裂紋 3. 成型、組裝缺陷,50,5.6.2壓力容器的制造檢驗(yàn),1.宏觀檢查2. 焊接工藝評(píng)定和產(chǎn)品焊接試板

28、3. 無(wú)損檢測(cè)4. 耐壓試驗(yàn)5. 氣密性試驗(yàn),51,52,,5.6.3壓力容器的制造管理,5.7壓力容器的定期檢驗(yàn),5.7.1定期檢驗(yàn)的目的和意義,53,目的：及時(shí)查清設(shè)備的安全狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的缺陷和隱患，及時(shí)排除險(xiǎn)情或采取監(jiān)控措施，確保壓力容器在檢驗(yàn)周期內(nèi)連續(xù)的安全運(yùn)行。按照 TSG R 7001-2004(《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)則》)進(jìn)行。,5.7.2定期檢驗(yàn)的檢驗(yàn)內(nèi)容和要求,1、檢驗(yàn)類(lèi)別和檢驗(yàn)周期

29、 年度檢查、 類(lèi)別 全面檢驗(yàn) 耐壓試驗(yàn)周期：,54,,安全狀況等級(jí)為 1、2 級(jí)的，一般每 6 年一次。 安全狀況等級(jí)為 3 級(jí)的，一般 3~6 年一次。 安全狀況等級(jí)為 4 級(jí)的，其檢驗(yàn)周期由檢驗(yàn) 機(jī)構(gòu)確定。,,5.7.2定期檢驗(yàn)的檢驗(yàn)內(nèi)容和要求,2、檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法項(xiàng)目：宏觀檢查，保溫層、隔熱層和襯里檢查，壁厚測(cè)定，表面無(wú)損檢測(cè)，埋藏缺陸檢測(cè)，材質(zhì)檢查，

30、緊固件檢查，強(qiáng)度校核，安全附件檢查，氣密性試驗(yàn)等。,55,檢驗(yàn)的方法：以宏觀檢查、壁厚測(cè)定、表面無(wú)損檢測(cè)為主，必要時(shí)可以采用超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、金相檢驗(yàn)、化學(xué)分析或者光譜分析、強(qiáng)度校核或者應(yīng)力測(cè)定等其他方法。,5.7.2定期檢驗(yàn)的檢驗(yàn)內(nèi)容和要求,3、檢驗(yàn)的一般程序,56,5.7.2定期檢驗(yàn)的檢驗(yàn)內(nèi)容和要求,4、安全狀況等級(jí)評(píng)定,57,5.8壓力容器的安全裝置,5.8.1壓力容器安全裝置的作用與類(lèi)型5.8.2壓力容器安全裝置的基本要求

31、5.8.3壓力容器的安全泄壓裝置5.8.4安全閥及其選用5.8.5爆破片裝置及其選用,58,5.8.1壓力容器安全裝置的作用與類(lèi)型,安全泄壓裝置顯示和（或）報(bào)警裝置安全連鎖裝置,59,5.8.2壓力容器安全裝置的基本要求,選用的安全裝置要滿足設(shè)備的工藝操作要求 ；安全裝置的結(jié)構(gòu)要能及時(shí)迅速排放器內(nèi)介質(zhì)，泄壓反應(yīng)快，動(dòng)作及時(shí)，無(wú)明顯的滯后現(xiàn)象。,5.8.3壓力容器的安全泄壓裝置,60,1、類(lèi)型安全閥爆破片裝置安全閥與爆破片

32、裝置的組合形式,5.8.3壓力容器的安全泄壓裝置,61,2、安全泄放量的計(jì)算壓力容器安全泄放量指為保證容器出現(xiàn)超壓時(shí)，器內(nèi)壓力不再繼續(xù)升高，安全泄放裝置在單位時(shí)間內(nèi)所必須的最低泄放（介質(zhì))量。,5.8.4安全閥及其選用,,62,1、類(lèi)型,5.8.4安全閥及其選用,63,2、安全閥排放能力的計(jì)算,安全閥的排放能力，指在在排放壓力下，閱全部開(kāi)啟時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)安全閥的理論氣體排量；安全閥的排放能力應(yīng)不小于壓力容器的安全泄放量。,5.8.4

33、安全閥及其選用,64,3、安全閥的選用,步驟：(1)根據(jù)容器工作壓力、溫度、介質(zhì)特性和產(chǎn)品樣本等，選擇安全閥型式、規(guī)格和材料等;(2) 按照選定的公稱(chēng)壓力和公稱(chēng)直徑，確定安全閥的閱座通徑，并據(jù)此計(jì)算其額定排量G(3) 計(jì)算容器的安全泄放量 Ws ，要求滿足 G ≥ Ws 。,5.8.5爆破片裝置及其選用,1、類(lèi)型,65,5.8.5爆破片裝置及其選用,2、爆破壓力的確定 （1）最小標(biāo)定爆破壓力Pb,min與容器的最大

34、正常操作壓力Pw應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ? （2） Pb,min不能高于Pd ； （3）制造時(shí)允許設(shè)計(jì)爆破壓力存在一定的變動(dòng)范 圍，稱(chēng)制造范圍； （4）考慮膜片材料的均勻性等因素將影響爆破壓力的精確性，爆破片的實(shí)際爆破試驗(yàn)壓力相對(duì)于標(biāo)定爆破壓力允許一定的偏差。,66,67,5.8.5爆破片裝置及其選用,3、爆破片排放面積的計(jì)算容器內(nèi)介質(zhì)為氣體時(shí),68,（5.20）,式中。K’ -——額定排放系數(shù)， K’ =0.6

35、2；其余符號(hào)見(jiàn)式（5.19）,5.8.5爆破片裝置及其選用,4、爆破片的選用原則(1)下列情況應(yīng)優(yōu)先選用爆破片：① 存在壓力有可能迅速上升；②泄放介質(zhì)含有顆粒、易結(jié)晶、易沉淀、易聚合、黏度較大;③泄放介質(zhì)有強(qiáng)腐蝕性，采用安全閥價(jià)格過(guò)高;④需要泄放面積較大。(2) 為增加異常情況(如火災(zāi)）下的泄放面積，可并聯(lián)使用爆破片裝置或與安全閥并聯(lián)使用。(3) 無(wú)特殊要求下，超高、高、中低壓場(chǎng)合一般選用正拱型爆破裝置(超高、高壓可選用爆

36、破帽) ;低壓、大直徑或真空、有循環(huán)壓力或脈沖壓力場(chǎng)合優(yōu)先選用反拱型爆破片裝置。液體介質(zhì)不選用反拱型爆破片裝置。,69,5.8.5爆破片裝置及其選用,4、爆破片的選用原則(4) 泄放介質(zhì)十分貴重或有劇毒，不允許有任何泄漏，應(yīng)與安全閥串聯(lián)使用。 (5) 爆破片裝置不適用經(jīng)常超壓的場(chǎng)合，也不宜用于溫度波動(dòng)很大的場(chǎng)合。(6) 爆破片裝置的排放能力或排放面積要滿足容器的安全泄放量要求。(7) 爆破片的材料按介質(zhì)腐蝕和運(yùn)行溫度的情況選用不

37、同的材料或采用在金屬膜片面對(duì)腐蝕介質(zhì)側(cè)覆蓋或噴涂耐腐蝕膜;對(duì)壓力不大的場(chǎng)合，可選用石墨爆破片。,70,5.9壓力容器的事故分析與處理,1、壓縮氣體容器的爆炸能量,71,絕熱膨脹過(guò)程,5.9.1容器的爆炸和爆炸能量,1、壓縮氣體容器的爆炸能量,72,5.9.1容器的爆炸和爆炸能量,2、液化氣體或高溫飽和水容器的爆炸能量,73,爆沸,5.9.1容器的爆炸和爆炸能量,2、液化氣體或高溫飽和水容器的爆炸能量,74,5.9.1容器的爆炸和爆炸能量

38、,5.9.2壓力容器的事故分析與處理,,75,事故的分析方法,5.9.2壓力容器的事故分析與處理,破壞類(lèi)型的鑒別,76,事故診斷與分析,容器爆炸性質(zhì)的判斷,破壞類(lèi)型的鑒別,5.9.2壓力容器的事故分析與處理,77,事故的處理,78,事故調(diào)查 相關(guān)要求,對(duì)事故進(jìn)行全面調(diào)查有助于找出關(guān)聯(lián)的事件和事故原因，并提出、落實(shí)改進(jìn)措施。應(yīng)該調(diào)查每一件造成（或可能造成）危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏的事故（或未遂事故）。事故調(diào)查工作要及時(shí)開(kāi)展，且不得晚于事故發(fā)生后