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壓力容器安全教育培訓

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壓力容器安全教育培訓
備注：
CONTENTS
第一講  
        壓力容器基本知識

第二講  
        壓力容器安全裝置及破壞形式及分析、事故處理

第三講  
        壓力容器定期檢驗
第四講  
        壓力容器安全運行
目錄
備注：2
壓力容器基本知識
壓力容器設計、制造、安裝安全管理
壓力容器的壓力來源
壓力容器的基本要求
壓力容器的分類
壓力容器的應力理論
壓力容器的基本結構
壓力容器的主要技術參數
一、壓力容器基本知識
備注：4
什么是危害辨識
危害辨識的原則
橫向到邊
縱向到底
不留死角
       是分析識別可能造成人員傷亡、疾病、財產損失、工作環境破壞的根源或狀態的存在并確定其性質的過程。
備注：5
壓力容器定義：
     是指盛裝氣體或者液體，具有一定壓力密閉容器。
壓力容器安全管理的重要性
     1999年國家質量技術監督局頒布的《壓力容器安全技術監察規程》規定：同時滿足下列三個條件的承壓設備即為壓力容器
1
2
3
最高工作壓力（表壓）大于等于0.1MPa（不含液體靜壓力）。
內直徑（非圓形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m,且容積大于等于0.025m3
盛裝介質為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于或等于標準沸點的液體。
備注：6
固定式壓力容器
      TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術監察規程》中，先按介質劃分為第一組介質和第二組介質，然后再按照壓力和容積劃分類別Ⅰ類，Ⅱ類，Ⅲ類。
壓力容器事故案例
       1984.1.1凌晨5時23分，A公司催化車間氣體分餾裝置發生一起重大爆炸火災傷亡事故，燃燒面積達5760㎡，爆炸沖擊波波及距廠10Km以外的重型機械廠、紡織廠，使721戶居民房遭到不同程度的損壞，破壞面積4萬多平方米，，全廠停電，各生產裝置被迫停運，許多設備摧毀，傷亡人數達85人，其中5人死亡，直接經濟損失達252萬元。
案例一
     B廠催化裂化車間分餾系統蠟油罐、回煉油罐發生爆炸引起大火。當時，設備設計壓力0.33MPa，工作壓力0.16MPa，回煉油罐液位達100％，溫度達310℃，致使罐內介質大量汽化，壓力升高，使回煉油罐筒體與球形封頭沿焊接熱影響區斷裂、爆破引起大量蠟油外溢發生大爆炸，其強大沖擊波使分餾塔變形、基礎傾斜、柴油汽提塔變形倒塌、主風機車間控制室破壞、周圍建筑物大部分損壞，蠟油罐被炸成五塊，最大塊落在距爆炸中心40m處，最遠一塊落在距爆炸中心700m處，有5人輕傷，廠內直接損失90.52萬元。
案例二
備注：9
壓力容器安全監督管理方法
1、壓力容器安全管理“三零”理念：
     壓力容器安全管理的追求目標：
零缺陷、零故障、零事故   
零缺陷：大量的缺陷是隱蔽的、潛在的、尚未形成的功能故障。     
備注：10
橫向到邊
               縱向到底
                   不留死角
壓力容器操作標準化；

即：操作人員持證上崗率達到100％；
           操作規程制定率達到100％；
           壓力容器應知應會抽查考試合格率達到100％。
壓力容器的基本知識
   壓力容器的壓力來源：       
氣體的壓力是在器外產生（增大的）
注：無論是介質壓力產生于器外還是壓力產生在器內，操作不當都有發生事故的可能，都存在著不同的危險性。
氣體的壓力是在器內產生（增大的） 
備注：12
按使用位置分：
固定式容器
移動式容器
（安全技術管理要求是不一樣）
按設計壓力（p）分：
L    低壓容器：0.1Mpa≤p＜1.6MPa;
M   中壓容器：1.6Mpa≤p＜10MPa;
H   高壓容器：10Mpa≤p＜100MPa;
U   超高壓容器：p≥100MPa 
壓力容器分類：
備注：13
按殼體承壓方式可分為：
內壓容器    外壓容器
按設計溫度可分為：
低溫容器，壁溫  t≤－20℃
常溫容器，壁溫  －20℃＜t＜450℃
高溫容器，壁溫  t≥450℃
備注：14
工 作 壓 力
設 計 壓 力
設 計 溫 度
公 稱 直 徑
壁   厚
4
5
      是指容器頂部在正常工作過程中可能產生的表壓。
是指在相應設計溫度下用以確定容器殼壁計算壁厚及其元件尺寸的壓力。
壓力容器的設計壓力不得低于最高工作壓力！
備注：16
壓力容器的設計溫度是指容器在工作過程中，在相應的設計壓力下，殼壁或元件金屬可能達到最高或最低（指－20℃以下）的溫度。
       壓力容器公稱直徑：是按容器零部件標準化系列而選定的客體直徑，用符號DN及數字表示，單位為毫米。

注：焊接的圓筒形容器，公稱直徑是指它的內徑；無縫鋼管制作的圓筒形容器，公稱直徑是指它的外徑。
  壓力容器設計、制造、安裝安全管理
  1、壓力容器的安全設計包括：
      合理選用材料                       
        選擇合適的結構形式   
        滿足強度的要求

2、壓力容器制造的安全管理:
結構便于制造
結構便于無損檢驗
盡量減少構件上作用的局部
附加應力和應力集中
結構安全可靠的基礎
缺陷與應力
備注：18
       壓力容器的制造質量主要取決于材料質量、焊縫環境和焊接工藝及質量檢驗等。
        案例：1996、9、21，某石化總廠催化裂化3號反應器由于連接處焊縫外單位安裝施工未按標準要求連續雙面焊接，也沒有按設計要求焊加強板導致焊縫開裂，直接損失50.89萬元的重大設備事故。
破裂的因素：焊接接頭及其熱影響區的缺陷處，在焊接接頭存在氣孔、夾渣、裂紋、未焊透、未熔合及咬邊等：在某些區域性能顯著下降以及存在較大的附加應力所至。
壓力容器安全裝置
備注：20
常見的壓力容器安全裝置：
       泄壓裝置、警報裝置、計量裝置、聯鎖裝置和其他安全保護等裝置。
壓力容器超壓的原因
操作失誤或零件破損
充裝過量液體受熱膨脹
器內燃燒爆炸生成高溫高壓氣體
器內化學反應失控
器內液化氣體以外受熱飽和蒸氣壓增大
操作失誤或零件破損引起容器超壓有兩種情況：
 1、壓力較高的氣體進入許用壓力較低的容器內
      原因：減壓閥損壞，或操作失誤打開旁通閥
    2、器內產生的氣體無法排出造成壓力不斷升高
          原因：出口閥損壞或因操作失誤而被關閉
備注：22
充裝過量液體受熱膨脹而超壓：

當器內液體的溫度受環境的影響稍有升高時，壓力急劇增大。
這類事故多發生在氣瓶之類的小型容器上！
原 因
備注：23
安全閥的工作原理：
      當容器內壓力超過某一定值時，依靠介質自身的壓力自動開啟閥門，迅速排出一定數量的介質。當容器內的壓力降到允許值時，閥又自動關閉，使容器內壓力始終低于允許壓力的上限，自動防止因超壓而可能出現的事故 。同時，由于排氣時發出較大的響聲，也起到自動報警的作用。
 安全閥的組成
閥座
閥瓣
加載機構
備注：24
安全閥的選用：
       要考慮三點即   結構形式       壓力范圍       排放量   
安全閥的安裝要求：
① 安全閥應垂直安裝
在壓力容器液面以上的氣
相空間，或安裝在連接壓力容器氣相空間的管道上。
② 壓力容器與安全閥之間的連接管和管件的通孔，其截面積不得小于安全閥的進口面積。免費資料關注公眾號:安全生產管理。
③ 壓力容器與安全閥之間不宜裝設中間截止閥門。
④ 安全閥裝設位置，應便于它的日常檢查、維護和檢修。
⑤ 介質為極度和高度危害或易燃易爆介質的容器，安全閥的排出口應引至安全地點，并進行妥善處理。

必須大于設備的安全泄放量，保證安全閥開放能及時排放出一部分介質，避免器內壓力繼續升高。
備注：
免費資料關注公眾號:安全生產管理
安全閥的調整和校驗：
  ① 安全閥在安裝前應進行耐壓試驗和氣密性試驗
  ② 安全閥進行校驗和壓力調整時，必須有使用單位主管鍋爐壓力容器安全的技術人員在場；調整及效驗裝置用壓力表的精度應不低于1級，在線調校時應有安全防護措施。
 ③ 校驗過程中，效驗人員應及時做好記錄。
      校驗合格的安全閥，在安裝好有關附件裝置后應進行鉛封，以防止隨便改變已調整好的狀態。
備注：26
安全閥的維護和檢查：
為保持安全閥靈敏可靠，每年至少做一次定期檢驗。
要經常保持安全閥的清潔。
發現安全閥有泄漏跡象時，應及時更換或檢修。
備注：27
01
02
05
06
03
04
安全閥
常見故障
密封不嚴，在容器正常工作壓力下有滲漏。
閥門造成的損壞，到規定的壓力時閥門不動作。
不到規定壓力提前開啟。
排氣后壓力繼續上升。
閥瓣頻跳或振動。
排放后閥瓣不回座。
安全閥定期檢驗：
       一般至少每年檢驗一次。
       校驗定壓要由專門機構按規程規定進行。檢驗定壓后要加鉛封，并由專人負責對號回裝。
       在用壓力容器安全閥現場校驗和壓力調整時，使用單位主管壓力容器安全技術人員和具有相應資格的檢驗人員應到場確認。
       調校合格的安全閥應加鉛封。
           
問：調整及校驗裝置用壓力表的精度應不低于幾級？
備注：29
     某化工企業從西方某先進國家引進的加氫裝置，帶有9只安全閥。該化工企業根據我國壓力容器的有關規定提出對9只安全閥進行重檢，但對方不同意，理由是出廠前均經檢驗合格，重檢沒有必要。企業據理力爭，終于迫使對方同意重檢，但對方提出重檢時要派出代表在現場。該化工企業委托某壓力容器檢驗站對9只安全閥進行重檢驗收。經檢驗發現，該批安全閥有7只不合格，在場的外國代表在事實面前也不得不承認這7只安全閥不合格，最后外方委托我方將這7只安全閥全部修復合格后，才安裝使用。
請分析安全閥安裝使用的有關安全要求規定。安全閥的安全要求：
事故案例
備注：30
       爆破片與容器的連接管線應為直管，泄放管線應盡可能垂直安裝，管線通道橫截面積不得小于爆破元件的泄放面積。       若流體為易燃、有毒或劇毒介質時，則應引至安全地點作妥善處理。
       爆破片應與容器液面以上的氣相空間相連。
       爆破片的安裝要可靠，夾緊裝置和密封墊圈表面不得
由油污，夾持螺栓要上緊，以防爆破元件受壓后滑脫。
爆破片的安裝：
       運行中注意觀察，經常檢查法蘭連接處有無泄漏，一旦發現應及時做出處理。
       由于特殊要求，在爆破片和容器間必須裝設切斷閘時，則要檢查閥的開閉狀態，并應有具體措施確保運行中使閥處于全開位置。
     
       爆破片或安全閥裝置的結構、所在部位及安裝都應便于檢查和修理，且不應失靈。
備注：32
爆破片的定期檢驗：
對于超過最大設計爆破壓力而未爆破的爆破片應立即更換；
在苛刻條件下使用的爆破片應每年更換；
一般爆破片應在二三年內更換；
引進設備上的爆破片，可按引進裝置的有關規定執行。
爆破片
更換規定
備注：33
壓力表使用要求：
壓力表的量程
壓力表的測量精度
       壓力表的最大量程，即表盤刻度極限值應與容器的工作壓力相適應。
      壓力表的量程為容器最高工作壓力的1.5～3倍，最好取2倍。
       壓力容器上常用的壓力表的精度等級為1.5級或2.5級。
       壓力表的表盤大小——保證操作人員能清楚地看到壓力指示值。表盤直徑不應小100mm。
備注：34
       在裝用壓力表前對表要進行校驗，并在刻度盤上用紅線明確指出壓力容器的最高壓力。
       壓力表禁止繼續使用的條件：    
指針失靈
表面玻璃破碎或表盤刻度模糊不清
鉛封損壞或超過校驗有效期限
表內彈簧管泄漏或壓力表指針松動
指針斷裂或外殼腐蝕嚴重
其他影響壓力表準確的缺陷 
 注:在使用中盡可能減少沖擊，尤其是水擊。
壓力表安裝應滿足的要求：
       裝設位置應便于操作人員觀察和清洗
       為便于拆卸，壓力表與壓力容器之間，應裝設三通旋塞或針形閥
       用于水蒸汽介質的壓力表，在壓力表與壓力容器之間應裝有存水灣管
       用于具有腐蝕性或高粘度介質的壓力表，在壓力表與壓力容器之間應裝設充填液體隔離介質的緩沖裝置或訊用抗腐蝕的波紋平膜式壓力表
       壓力表的連接管不準有漏水、漏氣現象
備注：36
壓力表
常見的
故障
指針不動
指針抖動
指針在無壓時回不到零位
指示不正確，超過允許誤差
備注：37
壓力容器破壞形式
韌性破裂：超壓
                 器壁厚度不夠或使用中減薄
脆性斷裂：構件存在缺陷和材料的韌性差
疲勞破裂：① 容器承受交變循環載荷
                 ② 過高的局部應力
                 ③ 高強度低合金的廣泛應用和特厚材料的應用
                     增加
壓力容器破裂原因：
壓力容器事故處理
事故處理的原則：
                 搶救傷員
                 馬上采取減輕事故后果的措施
                 按規定及時向有關人員和上級部門報告事故的情況
                 保護現場
                 組織事故調查組，對事故進行調查
 壓力容器一旦發生事故，事故發生單位應當立即采取緊急措施：
備注：39
事故處理的一般要求：
       從事故發生之日起，一個月內應調查處理結案。由于情況特殊，在一個月之內不能結案的，由發生事故的單位，相當地勞動部門申述延報原因。
壓力容器的事故處理包括：
事故報告
事故搶救
備注：40
事故的綜合分析：
1、目的——是最終對事故的過程、性質破斷形式及性態和事故的原因做出科學的結論。
2、事故原因分析
      對壓力容器在不同階段形成的缺陷進行分析；
      對造成事故的直接原因和間接原因進行分析
3、壓力容器破壞程度及爆炸性質的確定
壓力容器的定期檢驗
備注：42
壓力容器定期檢驗
     壓力容器在檢驗過程中存在的風險表現為：
            未對設備進行置換或置換不徹底就試車或打開人孔
             檢修時未采取堵盲板與系統切斷措施
             用氧氣或可燃性氣體補壓、試壓、試漏
             現場存在有害氣體，破壞環境，產生中毒事故
             等
備注：43
定期檢驗的目的：
       1、了解壓力容器的安全狀況、及時發現問題，及時處理和消除檢驗中發現的缺陷，或采取適當措施進行特殊監護，從而防止壓力容器事故的發生，保證壓力容器在檢驗周期內連續安全運行。
       2、進一步驗證壓力容器設計的結構、形式是否合理，制造、安裝質量以及缺陷的發展情況等。
       3、及時發現運行管理中存在的問題，以便改進管理和操作。
宏觀檢查
檢驗容器表面的各種情況
無損探傷檢驗
檢查原材料、焊縫表面和內部缺陷
理化檢驗
檢查原材料及焊縫化學成分、機械性能
整體性能檢驗
檢查容器宏觀強度及密封性的耐壓試驗和氣密性試驗
定期檢驗方法
備注：45
一、宏觀檢查：
       是用肉眼，或借助于放大鏡、反光鏡、燈光或量具及樣板等工具進行觀察和檢查的方法。
宏觀檢查根據檢查方式的不同可分為：
       目視檢查、錘擊檢查、燈光檢查、樣板檢查、量具檢查。
注意：主要用于在役壓力容器的定期檢驗，檢查容器表面的宏觀缺陷和變形。
備注：46
1．目視檢查
是用肉眼直接觀察容器的內外表面。
2．燈光檢查
       對固定容器的底部及視線不能直接觀察到的部位，可用鏡面微凹的反光鏡來觀察。
注意：用12V燈泡做燈光檢查
 3．錘擊檢查
       利用手錘輕輕錘擊被檢查的壓力容器器壁，或其他部件時發出的聲響及小錘的回彈情況來判別構件的好壞。
備注：48
4．量具檢查
       利用各種不同的量具對容器的內、外表面進行直接測量，以檢查存在的缺陷。
常用的量具有：
       直尺、鋼卷尺、深度游標卡尺、內徑千分卡尺、外徑千分卡尺、塞規、各種樣板、焊縫尺等量具。
備注：49
二、無損探傷檢驗
       是在不損傷檢驗構件的情況下，利用材料和材料中缺陷所具有的物理特性探查其內部是否存在缺陷的方法。
       具體方法有：
            射線探傷
            超聲波探傷
            磁粉探傷
            滲透探傷
表面探傷
備注：50
檢查內容
①壓力容器本體外表缺陷。  
       外表面有無裂紋、變形、腐蝕、局部過熱鼓包；焊縫、 承壓元件及連接部位有無泄漏
②壓力容器及連接管道外表缺陷。
       保溫層、防腐層、設備名牌
③附屬設備缺陷。
④運行管理缺陷。
       運行參數、運行日志、檢修記錄
外部檢查
常見缺陷
裂紋  
外表腐蝕  
腐蝕 
變形
 結構不合理
備注：52
重點檢查部位
①焊縫與焊接熱影響區
②焊縫與焊縫附近
③局部應力過高的部位
    如：接管、截面突變處、開孔周圍、管板的橋帶、封頭的過渡部分、殼體與管板連接處；
    易于積聚腐蝕物的部位 
備注：53
內外部檢驗：是指容器在定期停運狀態下的全面檢驗。

《規程》規定，一般壓力容器內外不檢驗周期如下：
安全狀況等級為1、2級的，每隔6年至少一次；
安全狀況等級為3級的，每隔3年至少一次
投用后首次進行內外部檢驗的，一般為3年
特殊情況的，可按規定經批準后延長或縮短。
內外部檢驗的重點：
外部檢驗的全部內容
容器內外表面
開孔接管處有無介質腐蝕或沖刷磨損等現象
應力集中處有無斷裂或裂紋有懷疑的部位
內外部檢驗
的主要內容
備注：55
是最危險的一種。裂紋存在與焊縫的熔合區到熱影響區范圍內，會加速容器的疲勞破裂和腐蝕斷裂。
容器內外部檢驗過程中常見的缺陷有：
裂紋、腐蝕、變形、磨損、滲漏、組織惡化。
也是較常見的一種
超壓超溫等原因引起，是一種嚴重缺陷
均勻磨損、局部磨損兩種
備注：56
在檢修中應注意的事項
進入容器內檢修時，容器外應有人監護。
現場用的氣瓶要有阻火裝置，防止回火爆炸。
檢修現場不能用易燃易爆物品擦洗設備，免發生著火。
嚴格執行動火制度，要做到“三不動火”。
檢修后清理容器內的雜物。
壓力容器加盲板或隔離設備時的規定：
       打開法蘭安裝盲板之前必須核準需要安裝盲板的精確位置核準好要裝盲板的尺寸
       核準已泄壓和排空的管線和設備
       安裝前做好防護措施，并穿戴防護服和裝備，戴眼睛護罩。
       做好安裝盲板記錄一一對所加盲板用標牌標明盲板位置、盲板安裝人、盲板安裝日期。
備注：58
壓力容器安全運行
備注：59
一、壓力容器的平穩操作：
       主要是指緩慢地加載和卸載，緩慢地升溫和降溫，并在運行期間保持壓力和溫度的相對穩定的過程。 
備注：60
    1.安全操作的基本要求
① 要了解設備，掌握設備的基本技術參數和結構，并掌握操作工藝條件。
② 嚴格遵守安全操作規程。
③ 運行期間保持壓力和溫度的相對穩定。
④ 嚴禁超壓超溫運行。
⑤ 堅持運行期間的巡回檢查。
⑥ 認真填寫操作記錄。
⑦ 掌握緊急情況處理方法。
 2、操作人員的要求
（1）需具備的基本條件
① 經過安全技術教育和培訓，考試合格，取得“壓力容器操作人員合格證”，方可獨立進行操作。
備注：62
  ② 應熟悉生產工藝流程，了解本崗位壓力容器的結構、技術特性和主要技術參數，掌握容器的正常操作方法，出現異常情況能準確判斷，及時、正確地采取緊急措施。
③ 安全裝置的型號、規格、性能及用途，保持安全裝置齊全、靈活、準確可靠。
備注：64
④ 嚴格遵守安全操作規程、堅守崗位、精心操作；認真記錄，加強對容器的巡回檢查和維護保養。   
備注：65
⑤ 定期參加專業培訓教育，不斷提高自身的專業素質和操作技能。   
（2）操作人員應履行的職責 ：
① 按操作規程，正確使用壓力容器，確保安全運行。
② 做好維護保養工作，保持良好的技術狀態。
③ 經常進行檢查，遇緊急情況應按規定采取緊急處理措施，并及時向上級主管部門報告。
④ 對任何不利于安全的違章，應拒絕執行。
備注：67
 3、生產工藝指標的合理控制
（1）控制溫度、嚴防超溫     
     溫度是介質或反應物在壓力容器中的主要控制參數之一。
穩定生產               提高產品質量              放火防爆
備注：68
超溫的原因與不利：
溫度過高可能導致反應加劇而使壓力突增；
過高的溫度會使容器材料的力學性能減弱，產生高溫蠕變，承載能力下降；
溫度過低還會是某些物料凍結，造成管線堵塞或破裂；
加強壓力容器的維護,確保完好：
       設備狀況好，運轉周期長，不發生跑、冒、滴、漏，就能避免或減少事故的發生。
 ① 加強計劃檢修，保證檢修質量。
② 加強壓力容器的安全檢察和檢測工作，及時發現和消除各種缺陷和隱患，排除不安全因素。
③ 設備的安全裝置和安全設施，做到齊全、靈敏、可靠，確保安全使用。
備注：70
采用自動控制和安全防護裝置：
       為了有效地防止超溫、超壓、超負荷，嚴格控制系統中的氧含量和加強氣體檢測，應采用自動分析、自動調節、自動報警、自動停車、自動排放、自動切除電源等安全連鎖自控技術措施，能自動進行工藝處理，這是防止火災爆炸的重要技術措施。
備注：71
 壓力容器運行期間的檢查工作
 檢查目的：防止異常情況的擴大和延續。
 檢查內容：                    
工藝條件
設備狀況
安全裝置
操作人員
   壓力容器的使用管理
  1、建立壓力容器技術檔案
       使用者要認真做好壓力容器使用情況記錄，包括運行情況記錄和檢驗修理記錄。
2、管理責任制
3、建立和健全壓力容器的各項安全管理制度
備注：73
壓力容器的維護
       壓力容器使用單位應當對在用壓力容器進行經常性日常維護保養，并至少每月進行一次自行檢查；
        對安全附件、安全保護裝置、測量調節裝置及有關附屬儀器儀表實行定期校驗、檢修，做好記錄，發現異常及時處理。
《容規》規定：
備注：74

經常檢查腐蝕和“跑、冒、滴、漏”的情況，發現問題及時
 采取妥善措施。
        在容器停止使用時，要將內部介質排空放凈。
        對腐蝕性的介質，要經過排放、置換、中和、清洗等技術處理，要注意防止容器的“死角”內積存腐蝕性物質。
        要保持容器的干燥，必要時可涂刷油漆保護層。
維護、保養的內容：
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備注：76

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