ppt课件第3章 制药设备安全技术

完整版教学课件完整版教学课件第3章 制药设备安全技术第第3章章 制药设备安全技术制药设备安全技术3.1 设备安全设备安全u3.1.1 设备安全设计概述设备安全设计概述u3.1.1.1制药设备的分类及特点制药设备的分类及特点u（1）制药设备的分类）制药设备的分类药品生产企业为进行生产所采用的各种机器设备统属于制药药品生产企业为进行生产所采用的各种机器设备统属于制药设备的范畴。国家、行业标准按制药设备产品的基本属性，设备的范畴。国家、行业标准按制药设备产品的基本属性，将制药设备分为八大类，将制药设备分为八大类，如如下下表所表所示。示。3.1 设备安全设备安全u3.1.1.1制药设备的分类及特点制药设备的分类及特点u（2）制药设备的）制药设备的特点特点功能原理功能原理多样化多样化设备安全保护性要求设备安全保护性要求较高较高设备在线监测与设备在线监测与控制控制设备布局不得影响产品设备布局不得影响产品质量质量u3.1.1.2 GMP对制药设备设计选型的指导对制药设备设计选型的指导原则原则（1）产产品品物物理理特特性性、化化学学特特性性 产产品品剂剂型型、外外形形尺尺寸寸、密密度度、黏黏度度、熔熔点点、热热性性能能、对对温温湿湿度度的的敏敏感感程程度度、适适应应的的储储存存条条件件、pH、氧氧化化反反应应、毒毒性性、腐腐蚀蚀性性、稳稳定定性性、其其他他特特殊殊性质。性质。（2）生生产产规规模模 根根据据市市场场预预测测、生生产产条条件件、人人力力资资源源情情况况，预计设备涉及产品的年产量，每日班次。预计设备涉及产品的年产量，每日班次。3.1 设备安全设备安全u3.1.1.2 GMP对制药设备设计选型的指导对制药设备设计选型的指导原则原则（3）生生产产工工艺艺要要求求 根根据据市市场场预预测测和和生生产产条条件件提提出出能能力力需需求求，例例如如：生生产产批批量量，包包装装单单位位数数量量，装装箱箱单单位位数数量量，生生产产设设备的单位产出量，提升设备的最大提升重量和髙度等备的单位产出量，提升设备的最大提升重量和髙度等。（4）根根据据接接触触物物料料特特性性、环环境境特特性性、清清洗洗特特性性、保保证证不不与与药品发生化学变化或吸附药品，而提出关键材料材质要求。药品发生化学变化或吸附药品，而提出关键材料材质要求。（5）清清洁洁要要求求 物物料料接接触触处处无无死死角角，表表面面粗粗糙糙度度，就就地地清清洗洗射射流流强强度度、覆覆盖盖面面积积，清清洗洗剂剂要要求求，器器具具表表面面无无肉肉眼眼可可见见残留物，清洗水样在紫外分光检查无残留物。残留物，清洗水样在紫外分光检查无残留物。（6）在给定条件下设备的稳定性）在给定条件下设备的稳定性需求需求。（7）根根据据生生产产工工艺艺要要求求和和生生产产条条件件确确定定设设备备安安装装区区域域、位位置、固定方式（通常给出设备布置图）。置、固定方式（通常给出设备布置图）。（8）外外观观要要求求 表表面面涂涂层层色色彩彩要要求求，表表面面平平面面度度、直直线线度度，表表面面镀镀铬铬，不不锈锈钢钢亚亚光光，表表面面氧氧化化处处理理，表表面面喷喷塑塑，表表面面涂装某牌号的白色面漆。涂装某牌号的白色面漆。3.1 设备安全设备安全u3.1.1.2 GMP对制药设备设计选型的指导对制药设备设计选型的指导原则原则（9）满足安全要求）满足安全要求 应符合国家相关机器设备安全设计规范。应符合国家相关机器设备安全设计规范。（10）满足环境要求）满足环境要求 符合国家相关机器设备环境控制规范。符合国家相关机器设备环境控制规范。（11）操操作作要要求求 操操作作盘盘安安装装位位置置、操操作作盘盘显显示示语语言言处处理理、汉汉语标识、某工位配置桌椅。语标识、某工位配置桌椅。（12）维维修修要要求求 易易损损部部件件便便于于更更换换、各各部部位位有有维维修修空空间间、故故障自动检测系统、控制系统恢复启动备份盘。障自动检测系统、控制系统恢复启动备份盘。（13）计计量量要要求求 测测量量仪仪表表具具有有溯溯源源性性、测测量量范范围围、测测量量仪仪表表的的分分辨辨率率、测测量量仪仪表表的的精精度度等等级级、测测量量仪仪表表采采用用标标准准计计量量单位。单位。3.1 设备安全设备安全u3.1.2 强度强度安全设计安全设计u3.1.2.1 设计载荷设计载荷（1）设计压力）设计压力（2）重量）重量载荷载荷（3）风载荷风载荷（4）地震载荷地震载荷（5）温度）温度载荷载荷（6）交变载荷交变载荷u3.1.2.2 常规常规设计设计u（1）弹性失效设计）弹性失效设计准则准则最大拉应力理论，亦称第一强度理论最大拉应力理论，亦称第一强度理论。最大伸长线应变理论，亦称第二强度理论。最大伸长线应变理论，亦称第二强度理论。最大剪应力理论，亦称第三强度理论最大剪应力理论，亦称第三强度理论。形状改变比能理论，亦称第四强度理论。形状改变比能理论，亦称第四强度理论。3.1 设备安全设备安全u3.1.2.2 常规常规设计设计u（2）常规设计及其局限）常规设计及其局限常常规规设设计计又又称称“按按规规则则设设计计”，理理论论基基础础为为弹弹性性失失效效准准则则中中的的第第一一强强度度理理论论(最最大大拉拉应应力力理理论论)，目目前前仍仍为为各各国国压压力力容容器器设设计规范所计规范所采用采用。然而也然而也有其局限性，表现在以下几方面有其局限性，表现在以下几方面。只只考考虑虑了了拉拉应应力力的的作作用用，没没有有对对容容器器不不同同部部位位、由由不不同同载载荷引起、对容器失效有不同影响的应力进行详尽的分析荷引起、对容器失效有不同影响的应力进行详尽的分析。没没有有考考虑虑到到温温度度载载荷荷的的影影响响，但但压压力力容容器器在在实实际际运运行行中中所所承承受受的的载载荷荷不不但但有有机机械械载载荷荷，往往往往还还有有温温度度载载荷荷，同同时时这这些些载载荷荷还还可可能能有有较较大大的的波波动动。由由温温度度载载荷荷引引起起的的温温差差应应力力对对容容器器的的影影响响是是不不能能通通过过提提高高材材料料设设计计系系数数或或加加大大厚厚度度的的方方法法来来解决。解决。只只考考虑虑单单一一最最大大载载荷荷工工况况，按按一一次次施施加加的的静静力力载载荷荷处处理理，没没有有考考虑虑交交变变载载荷荷的的影影响响，而而由由交交变变载载荷荷引引起起的的疲疲劳劳失失效效又又是压力容器常见的失效形式。是压力容器常见的失效形式。3.1 设备安全设备安全u3.1.2.3 分析设计分析设计（1）分析设计的理论基础）分析设计的理论基础分分析析设设计计放放弃弃了了传传统统的的弹弹性性失失效效准准则则，采采用用了了塑塑性性失效准则、弹塑性失效准则和疲劳失效失效准则、弹塑性失效准则和疲劳失效准则准则。塑塑性性失失效效准准则则为为当当容容器器上上某某一一点点达达到到屈屈服服时时，不不会会导导致致容容器器的的失失效效，只只有有当当容容器器整整体体屈屈服服时时，才才是是容容器承载的极限状态。器承载的极限状态。弹弹塑塑性性失失效效准准则则为为当当容容器器边边缘缘区区域域出出现现一一定定量量的的局局部塑性变形时，即为容器承载的极限状态。部塑性变形时，即为容器承载的极限状态。疲疲劳劳失失效效准准则则为为容容器器在在交交变变载载荷荷的的作作用用下下，当当最最大大交交变变应应力力或或循循环环次次数数达达到到疲疲劳劳设设计计曲曲线线的的规规定定值值时时，即为容器承载的极限状态。即为容器承载的极限状态。3.1 设备安全设备安全u3.1.2.3 分析设计分析设计（2）压力容器的应力分类）压力容器的应力分类比比较较通通用用的的应应力力分分类类方方法法是是将将压压力力容容器器中中的的应应力力分分为为三大类：一次应力、二次应力和峰值应力三大类：一次应力、二次应力和峰值应力。一次应力一次应力P：指指平衡外加机械载荷所必须的应力平衡外加机械载荷所必须的应力。二二次次应应力力Q：是是由由于于容容器器元元件件自自身身的的约约束束或或相相邻邻元元件间的相互约束而产生的正应力或剪应力件间的相互约束而产生的正应力或剪应力。峰峰值值应应力力F：是是由由于于局局部部结结构构不不连连续续和和局局部部热热应应力的影响而叠加到一次加二次应力之上的应力增量。力的影响而叠加到一次加二次应力之上的应力增量。3.1 设备安全设备安全u3.1.2.3 分析设计分析设计（3）应力强度）应力强度压压力力容容器器各各点点的的应应力力状状态态一一般般为为复复合合应应力力状状态态，分分析析设设计计中中采采用用最最大大剪剪应应力力理理论论(第第三三强强度度理理论论)计计算算应应力力强强度度S，其其值值为为该点最大主应力与最小主应力之差。该点最大主应力与最小主应力之差。根据各类应力及其组合对容器危害程度的不同，分析设计标根据各类应力及其组合对容器危害程度的不同，分析设计标准划分了五类基本的应力强度：一次总体薄膜应力强度准划分了五类基本的应力强度：一次总体薄膜应力强度SI；一次局部薄膜应力强度一次局部薄膜应力强度SII；一次薄膜加一次弯曲应力；一次薄膜加一次弯曲应力(PL+Pb)强度强度SIII；一次加二次应力；一次加二次应力(PL+Pb+Q)强度强度SIV；峰值应力强度；峰值应力强度SV(PL+Pb+Q+F)。3.1 设备安全设备安全u3.1.3 材料安全设计材料安全设计u3.1.3.1常用金属材料的基本性能常用金属材料的基本性能金属材料是制药设备最常用的一种材料金属材料是制药设备最常用的一种材料，基本性能主要有基本性能主要有：（1）机械性能）机械性能指指金金属属材材料料在在外外力力作作用用下下表表现现出出来来的的特特性性，主主要要包包括括材材料料强强度、塑性、韧性和硬度等。度、塑性、韧性和硬度等。强强度度 指指材材料料抵抵抗抗外外载载荷荷能能力力大大小小的的指指标标，常常用用的的强强度度指指标标有屈服极限有屈服极限ReL和强度极限和强度极限Rm。塑塑性性 指指材材料料在在破破坏坏前前，产产生生永永久久变变形形的的能能力力。常常用用的的塑塑性性指标有断后伸长率指标有断后伸长率A和断面收缩率和断面收缩率Z。韧韧性性 是是材材料料在在断断裂裂前前吸吸收收变变形形能能量量的的能能力力。韧韧性性好好坏坏可可用用冲击韧性冲击韧性K表示。表示。硬硬度度 指指材材料料对对局局部部塑塑性性变变形形的的抵抵抗抗能能力力。常常用用硬硬度度指指标标有有布氏硬度布氏硬度(HB)，洛氏硬度，洛氏硬度(HR)等。等。3.1 设备安全设备安全u3.1.3 材料材料安全设计安全设计u3.1.3.1常用金属材料的基本性能常用金属材料的基本性能（2）耐蚀性能）耐蚀性能制制药药生生产产中中所所处处理理的的物物料料，大大多多是是有有腐腐蚀蚀性性的的。介介质质的的耐耐腐腐蚀性能通常是选材的主要依据蚀性能通常是选材的主要依据。（3）物理性能）物理性能指导热系数、线膨胀系数、密度、熔点及导电性等指导热系数、线膨胀系数、密度、熔点及导电性等。（4）加工工艺性）加工工艺性材材料料的的加加工工工工艺艺性性有有可可焊焊性性、可可锻锻性性、可可铸铸性性、切切削削加加工工和和热热处处理理性性能能等等。对对设设备备用用材材的的加加工工工工艺艺性性要要求求，取取决决于于设设备的结构和加工方式。备的结构和加工方式。3.1 设备安全设备安全u3.1.3 材料材料安全设计安全设计u3.1.3.2 设备材料选择依据设备材料选择依据（1）设备的）设备的使用条件使用条件使使用用条条件件包包括括设设计计温温度度、设设计计压压力力、介介质质特特性性和和操操作作特特点点，材料选择主要由使用条件决定材料选择主要由使用条件决定。（2）设备部件的功能）设备部件的功能明确部件的功能，选择相应性能要求的明确部件的功能，选择相应性能要求的材料材料。（3）材料的使用经验）材料的使用经验（4）综合）综合经济性经济性（5）政策法规）政策法规3.1 设备安全设备安全u3.1.3 材料材料安全设计安全设计u3.1.3.3设备常用设备常用金属材料金属材料（1）碳素钢）碳素钢碳碳素素钢钢又又称称碳碳钢钢，是是含含碳碳量量0.02%2.11%（一一般般低低于于1.35%）的的铁铁碳碳合合金金。压压力力容容器器用用碳碳素素钢钢主主要要有有三三类类：第第一一类类是是碳碳素素结结构构钢钢，如如Q235-B和和Q235-C钢钢板板；第第二二类类是是优优质质碳碳素素结结构构钢钢，如如10、20钢钢管管，20、35钢钢锻锻件件；第第三三类类是是压压力容器专用钢板，如压力容器专用钢板力容器专用钢板，如压力容器专用钢板Q245R。（2）低合金钢）低合金钢低低合合金金钢钢是是在在碳碳素素钢钢基基础础上上加加入入少少量量合合金金元元素素的的合合金金钢钢。合合金金元元素素的的加加入入使使其其在在热热轧轧或或热热处处理理状状态态下下除除具具有有高高的的强强度度外外，还还具具有有优优良良的的韧韧性性、焊焊接接性性能能、成成形形性性能能和和耐耐腐腐蚀蚀性性能。能。3.1 设备安全设备安全u3.1.3 材料材料安全设计安全设计u3.1.3.3设备常用设备常用金属材料金属材料（3）高合金钢）高合金钢高高合合金金钢钢大大多多是是耐耐腐腐蚀蚀、耐耐高高温温钢钢，主主要要有有铬铬钢钢、铬铬镍镍钢钢和和铬铬镍镍钼钼钢钢。以以铬铬镍镍为为主主要要合合金金元元素素的的奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢是是应应用用最为广泛最为广泛的一类不锈钢的一类不锈钢。u3.1.4 设备本质安全设计设备本质安全设计u3.1.4.1传统安全设计传统安全设计传传统统模模式式以以系系统统安安全全工工程程学学为为基基础础，通通过过危危险险源源辨辨识识、危危险险度评价和危险源控制三个步骤进行安全设计。度评价和危险源控制三个步骤进行安全设计。3.1 设备安全设备安全u3.1.4 设备本质安全设计设备本质安全设计u3.1.4.2 本质安全设计本质安全设计（1）本质安全设计与传统安全设计的比较）本质安全设计与传统安全设计的比较3.1 设备安全设备安全u3.1.4 设备本质安全设计设备本质安全设计u3.1.4.2 本质安全设计本质安全设计（2）本质安全设计方法）本质安全设计方法可可行行性性研研究究阶阶段段 通通过过实实现现贯贯彻彻安安全全生生产产法法规规、技技术术标标准准以以及及工工程系统资料，实现项目本质安全的总体规划布置。程系统资料，实现项目本质安全的总体规划布置。初初步步的的设设计计阶阶段段 主主要要对对总总图图布布置置及及建建筑筑物物的的危危险险、有有害害因因素素进进行辨识，实现项目选址和厂区平面布置的本质安全。行辨识，实现项目选址和厂区平面布置的本质安全。（a）工工艺艺流流程程应应为为低低压压、常常温温工工艺艺，尽尽量量避避免免使使用用高高压压、高高温温工工艺，不存或少存爆炸危险性物质等。艺，不存或少存爆炸危险性物质等。（b）应应选选择择无无害害化化的的工工艺艺技技术术，或或以以无无害害物物质质代代替替有有害害物物质质并并实实现自动化等，尽可能从根本上避免危险、有害因素的发生；现自动化等，尽可能从根本上避免危险、有害因素的发生；（c）当当消消除除危危险险、有有害害因因素素有有困困难难时时，应应采采取取预预防防措措施施，如如设设置置安全阀和防静电接地、防雷接地、保护接地、漏电保护等；安全阀和防静电接地、防雷接地、保护接地、漏电保护等；（d）当当无无法法避避免免且且难难以以预预防防时时，也也应应该该采采取取减减少少危危险险、有有害害因因素素发发生生的的措措施施如如设设置置防防火火堤堤、防防火火间间距距、以以低低毒毒物物质质代代替替高高毒毒物物质质等；等；（e）如果减少毒物质无法实现时，必须采取隔离和联锁装置终止）如果减少毒物质无法实现时，必须采取隔离和联锁装置终止危害因素的发生。危害因素的发生。3.1 设备安全设备安全u3.1.4 设备本质安全设计设备本质安全设计u3.1.4.2 本质安全设计本质安全设计（2）本质安全设计方法）本质安全设计方法施施工工图图纸纸的的设设计计阶阶段段 施施工工图图设设计计阶阶段段就就是是在在选选定定工工艺艺流流程程的的条条件件下下，进进行行设设备备选选型型、管管道道走走线线、控控制制方方案案及及控控制制设设备备等的设计。等的设计。u3.1.5 设备平面布置安全设计设备平面布置安全设计u3.1.5.1设备平面布置总原则设备平面布置总原则（1）首首先先要要熟熟悉悉规规划划的的装装置置占占地地和和当当地地气气象象条条件件、全全年年的的主主导导风风向向，其其中中主主导导风风向向直直接接影影响响加加热热炉炉、压压缩缩机机房房及及控控制制室室等等的的位位置置。从从设设备备上上泄泄漏漏的的可可燃燃气气体体或或蒸蒸汽汽不不应应吹吹向向加加热热炉炉，故故加加热热炉炉应应位位于于上上风风向向或或侧侧风风向向。加加热热炉炉烟烟囱囱排排出出的的烟烟和和气气不应吹向压缩机房或控制室。不应吹向压缩机房或控制室。3.1 设备安全设备安全u3.1.5 设备平面布置安全设计设备平面布置安全设计u3.1.5.1设备平面布置总原则设备平面布置总原则（2）制制药药设设备备的的特特点点是是易易燃燃易易爆爆，所所以以装装置置布布置置应应严严格格遵遵循循安安全全防防火火和和防防爆爆规规范范，确确定定设设备备间间的的防防火火和和防防爆爆间间距距，对对于于防火、防爆、防腐要求相近的设备应适当集中布置。防火、防爆、防腐要求相近的设备应适当集中布置。（3）满满足足工工艺艺流流程程要要求求，按按物物流流顺顺序序布布置置设设备备，按按照照同同类类设设备备适适当当集集中中的的原原则则进进行行分分区区。在在管管廊廊两两侧侧按按流流程程顺顺序序布布置置设设备、减少占地面积、节省投资。备、减少占地面积、节省投资。（4）满满足足全全厂厂规规划划要要求求，装装置置主主管管廊廊和和设设备备的的布布置置应应根根据据装装置置在在工工厂厂总总平平面面图图上上的的位位置置以以及及有有关关装装置置、罐罐区区、系系统统管管廊廊、道路等的相对位置确定，并与相邻装置的布置合理协调。道路等的相对位置确定，并与相邻装置的布置合理协调。（5）工艺设备的竖向布置，应按下列原则考虑：）工艺设备的竖向布置，应按下列原则考虑：工艺设计工艺设计不要求架高的设备，尤其是重型设备，应落地布置；不要求架高的设备，尤其是重型设备，应落地布置；由泵由泵抽吸的塔和容器以及真空、重力流、固体卸料等设备，应满抽吸的塔和容器以及真空、重力流、固体卸料等设备，应满足工艺流程的要求，布置在合适的高层位置；足工艺流程的要求，布置在合适的高层位置；当设备的面当设备的面积受限制或经济上更为合理时，可将设备布置在构架上。积受限制或经济上更为合理时，可将设备布置在构架上。3.1 设备安全设备安全u3.1.5 设备平面布置安全设计设备平面布置安全设计u3.1.5.2 动设施平面安全布置动设施平面安全布置（1）泵的设置）泵的设置原原则则上上，泵泵尽尽量量接接近近吸吸入入源源，并并且且尽尽量量集集中中有有规规律律地地排排列列。一一般般是是将将出出口口管管线线布布置置成成一一直直线线，纵纵向向配配管管对对齐齐。但但若若电电极极侧为通路时，应使泵的基础对齐。侧为通路时，应使泵的基础对齐。（2）压缩机的布置）压缩机的布置压压缩缩机机的的设设置置应应根根据据压压缩缩机机的的类类型型确确定定：可可燃燃性性气气体体压压缩缩机机宜宜露露天天或或半半露露天天布布置置，但但严严寒寒或或多多风风沙沙地地区区布布置置在在厂厂房房内内。往往复复式式压压缩缩机机应应布布置置在在厂厂房房或或带带遮遮阳阳板板的的敞敞棚棚内内。大大型型或或多多段段压压缩缩机机宜宜采采用用两两层层布布置置，上上层层布布置置机机组组（压压缩缩机机和和驱驱动机），下层布置附属设备，机组的操作和检修在二层。动机），下层布置附属设备，机组的操作和检修在二层。3.1 设备安全设备安全u3.1.5 设备平面布置安全设计设备平面布置安全设计u3.1.5.3静设施平面安全布置静设施平面安全布置（1）容器的布置）容器的布置立式容器的布置立式容器的布置 为了操作方便，立式容器可以安装在地面、楼板或平台上，为了操作方便，立式容器可以安装在地面、楼板或平台上，也可以穿越楼板和平台，采用支耳支承。立式容器穿越楼板也可以穿越楼板和平台，采用支耳支承。立式容器穿越楼板或平台时，应避免液位计和液位控制器穿越楼板或平台。或平台时，应避免液位计和液位控制器穿越楼板或平台。卧式容器的布置卧式容器的布置成成组组布布置置的的卧卧式式容容器器宜宜按按支支座座基基础础中中心心线线取取齐齐或或按按封封头头切切线线对对齐齐。卧卧式式容容器器之之间间如如无无阀阀门门或或仪仪表表时时巡巡视视检检查查通通道道不不宜宜小小于于0.75m，当当有有阀阀门门或或仪仪表表时时，操操作作通通道道净净空空应应不不小小于于1.0m。容容器器下下方方需需设设通通道道时时，容容器器底底部部配配管管与与地地面面净净空空应应不不小小于于2.2m。3.1 设备安全设备安全u3.1.5 设备平面布置安全设计设备平面布置安全设计u3.1.5.3静设施平面安全布置静设施平面安全布置（2）换热器的布置）换热器的布置 换热器尽量设在地面上，应在通道侧靠近道路留出抽出管束换热器尽量设在地面上，应在通道侧靠近道路留出抽出管束的空间。地上的换热器，壳体封头侧应留出的空间。地上的换热器，壳体封头侧应留出1.83m，管箱侧，管箱侧至少留出管束长度加上至少留出管束长度加上1.5m的空地。的空地。（3）塔的平面布置）塔的平面布置塔的布置平面塔的布置平面 塔的布置多采用单排形式，按流程顺序沿管塔的布置多采用单排形式，按流程顺序沿管廊或框架一侧中心线对齐。廊或框架一侧中心线对齐。塔的安全距离塔的安全距离 两塔之间净距不宜小于两塔之间净距不宜小于2.5m，以便敷设管道，以便敷设管道和设置平台。和设置平台。塔的安装高度塔的安装高度3.1 设备安全设备安全u3.1.5 设备平面布置安全设计设备平面布置安全设计u3.1.5.3静设施平面安全布置静设施平面安全布置（4）反应器的布置）反应器的布置反反应应器器的的一一般般成成组组布布置置在在框框架架内内，框框架架顶顶部部设设有有吊吊装装催催化化剂剂和和供供检检修修用用的的吊吊车车梁梁。框框架架下下部部应应有有卸卸催催化化剂剂的的空空间间，框框架架的的一侧应有管道和检修、起吊所需的空间和场地。一侧应有管道和检修、起吊所需的空间和场地。操作压力超过操作压力超过3.5MPa的反应器宜布置在装置的一端或一侧。的反应器宜布置在装置的一端或一侧。反应器的安装高度应考虑催化剂卸料口的位置和高度。反应器的安装高度应考虑催化剂卸料口的位置和高度。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.1 安全装置种类与设置安全装置种类与设置u3.2.1.1安全装置种类安全装置种类为为确确保保安安全全生生产产，每每台台容容器器都都要要根根据据生生产产工工艺艺条条件件、介介质质特特性性和容器压力来源等因素，安装必要的安全装置，也称安全附件。和容器压力来源等因素，安装必要的安全装置，也称安全附件。（1）泄压装置）泄压装置 设备超压时能自动排放介质降低压力的装置。设备超压时能自动排放介质降低压力的装置。（2）联联锁锁装装置置 为为防防止止人人员员操操作作失失误误而而装装设设的的控控制制机机构构，如如安安全全联锁装置、紧急停车装置等。联锁装置、紧急停车装置等。（3）计计量量装装置置 能能自自动动显显示示设设备备运运行行中中与与安安全全有有关关的的参参数数或或信信息息的仪表或装置，如压力表、温度计等。的仪表或装置，如压力表、温度计等。（4）警警报报装装置置 设设备备运运行行过过程程中中出出现现不不安安全全因因素素处处于于危危险险状状态态时时，能能自自动动发发出出声声光光或或其其他他明明显显报报警警信信号号的的仪仪器器，如如压压力力报报警警器器、超温报警器等。超温报警器等。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.1 安全装置种类与设置安全装置种类与设置u3.2.1.2 安全装置通用要求安全装置通用要求（1）制制造造安安全全阀阀、爆爆破破片片装装置置的的单单位位应应当当持持有有相相应应的的特特种种设设备备制造许可证；制造许可证；（2）安安全全阀阀、爆爆破破片片、紧紧急急切切断断阀阀等等需需要要型型式式试试验验的的安安全全附附件件，应应当当经经过过国国家家质质检检总总局局核核准准的的型型式式试试验验机机构构进进行行型型式式试试验验并并且且取得型式试验证明文件；取得型式试验证明文件；（3）安安全全附附件件的的设设计计、制制造造，应应当当符符合合相相关关安安全全技技术术规规范范的的规规定；定；（4）安安全全附附件件出出厂厂时时应应当当随随带带产产品品质质量量证证明明文文件件，并并且且在在产产品品上装设牢固的金属铭牌；上装设牢固的金属铭牌；（5）安安全全附附件件实实行行定定期期检检验验制制度度，安安全全附附件件的的定定期期检检验验按按照照TSG 21-2016固固定定式式压压力力容容器器安安全全技技术术监监察察规规程程与与相相关关安安全技术规范的规定进行。全技术规范的规定进行。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.2 安全泄放装置安全泄放装置安安全全泄泄放放装装置置的的主主要要作作用用是是防防止止压压力力容容器器、锅锅炉炉和和管管道道等等受受压压设设备备因因火火灾灾、操操作作故故障障或或停停水水、停停电电造造成成压压力力设设备备超超过过其其设设计计压压力而发生爆炸事故。包括安全阀和爆破片装置力而发生爆炸事故。包括安全阀和爆破片装置。u3.2.2.1安全阀安全阀安全阀是一种超压防护装置，是目前应用最普遍的安全泄放装置。安全阀是一种超压防护装置，是目前应用最普遍的安全泄放装置。（1）安全阀的种类）安全阀的种类弹簧式安全阀弹簧式安全阀加载装置是一个弹簧，加载装置是一个弹簧，通过调节螺母，可以改变通过调节螺母，可以改变弹簧的压缩量，调节阀芯弹簧的压缩量，调节阀芯对阀座的压紧力，从而确对阀座的压紧力，从而确定其开启压力的大小定其开启压力的大小3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.2 安全泄放装置安全泄放装置u3.2.2.1安全阀安全阀（1）安全阀的种类）安全阀的种类杠杠杆杆式式安安全全阀阀 是是运运用用杠杠杠杠原原理理通通过过杠杠杆杆和和阀阀杆杆将将重重锤锤的的重重力力矩作用于阀芯，以平衡气体压力作用于阀芯上的力矩矩作用于阀芯，以平衡气体压力作用于阀芯上的力矩。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.2 安全泄放装置安全泄放装置u3.2.2.1安全阀安全阀（2）安全阀的选用）安全阀的选用安安全全阀阀的的选选用用应应该该符符合合下下述述原原则则：安安全全阀阀的的制制造造单单位位必必须须是是国国家家定定点点厂厂家家和和取取得得相相应应类类别别的的制制造造许许可可证证的的单单位位。安安全全阀阀上上应应有有标牌，标牌上应注明主要技术参数，如排放量、开启压力等。标牌，标牌上应注明主要技术参数，如排放量、开启压力等。安安全全阀阀的的选选用用根根据据容容器器的的工工艺艺条条件件和和工工作作介介质质的的特特性性，从从容容器器的的安安全全泄泄放放量量，介介质质的的物物理理化化学学性性质质以以及及工工作作压压力力范范围围等等方方面面考考虑虑。其其中中安安全全排排放放量量是是选选用用安安全全阀阀的的重重要要因因素素，安安全全阀阀的的排排放放量应不小于容器的安全泄放量。量应不小于容器的安全泄放量。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.2 安全泄放装置安全泄放装置u3.2.2.1安全阀安全阀（3）安全阀的安装）安全阀的安装安安全全阀阀应应垂垂直直向向上上安安装装在在压压力力容容器器本本体体的的液液面面以以上上气气相相空空间间部部位位，选选择择安安装装位位置置时时，应应考考虑虑到到安安全全阀阀的的日日常常检检查查、维维护护和和检检修修的的方便。方便。（4）安全阀的维护和检验）安全阀的维护和检验安安全全阀阀一一般般每每年年至至少少应应校校验验一一次次，拆拆卸卸进进行行校校验验有有困困难难时时应应采采用用现现场场校校验验（在在线线校校验验）。校校验验合合格格后后，校校验验单单位位应应出出具具校校验验报报告书并对校验合格的安全阀加装铅封。告书并对校验合格的安全阀加装铅封。安全阀须加强日常维护检查，并经常保持清洁，防止阀底弹簧等安全阀须加强日常维护检查，并经常保持清洁，防止阀底弹簧等被油垢及脏弃物所黏住或被腐蚀，还应经常检查安全阀的铅封被油垢及脏弃物所黏住或被腐蚀，还应经常检查安全阀的铅封是否完好。是否完好。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.2 安全泄放装置安全泄放装置u3.2.2.2爆破片爆破片爆爆破破片片又又称称防防爆爆片片，是是一一种种断断裂裂型型的的超超压压防防护护装装置置，用用来来装装设设在在那那些些不不宜宜于于装装设设安安全全阀阀的的压压力力容容器器上上，当当容容器器内内的的压压力力超超过过正正常常工工作作压压力力并并达达到到设设计计压压力力时时自自行行爆爆破破，使使容容器器内内的的气气体体经经爆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。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。（1）爆破片的种类）爆破片的种类正正拱拱形形爆爆破破片片 呈呈拱拱形形，凹凹面面处处于于压压力力系系统统的的高高压压侧侧，动动作作时时因拉伸而破裂因拉伸而破裂。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.2 安全泄放装置安全泄放装置u3.2.2.2爆破片爆破片反反拱拱形形爆爆破破片片 呈呈拱拱形形，凸凸面面处处于于压压力力系系统统的的高高压压侧侧，动动作作时时因压缩失稳而翻转破裂或脱落因压缩失稳而翻转破裂或脱落。平板形爆破片平板形爆破片 呈平板形，动作时因拉伸、剪切或弯曲而破裂呈平板形，动作时因拉伸、剪切或弯曲而破裂。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.2 安全泄放装置安全泄放装置u3.2.2.2爆破片爆破片石石墨墨爆爆破破片片 由由浸浸渍渍石石墨墨、柔柔性性石石墨墨、复复合合石石墨墨等等以以石石墨墨为为基基体的材料制成，动作时因剪切或弯曲而破裂体的材料制成，动作时因剪切或弯曲而破裂。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.2 安全泄放装置安全泄放装置u3.2.2.2爆破片爆破片（2）爆破片的选择）爆破片的选择选选择择爆爆破破片片安安全全装装置置时时，应应考考虑虑爆爆破破片片安安全全装装置置的的入入口口侧侧和和出出口口侧两面承受的压力及压力差等因素。侧两面承受的压力及压力差等因素。选择爆破片型式时，应综合考虑被保护承压设备的压力、温度、选择爆破片型式时，应综合考虑被保护承压设备的压力、温度、工作介质、最大操作压力比等因素的影响，以便获得较长使用工作介质、最大操作压力比等因素的影响，以便获得较长使用周期的爆破片安全装置。周期的爆破片安全装置。（3）爆破片的安装）爆破片的安装爆破片安全装置应设置在承压设备的本体或附属管道上，且应便爆破片安全装置应设置在承压设备的本体或附属管道上，且应便于安装、检查及更换。于安装、检查及更换。爆破片安全装置应设置在靠近承压设备压力源的位置。爆破片安全装置应设置在靠近承压设备压力源的位置。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.2 安全泄放装置安全泄放装置u3.2.2.2爆破片爆破片（4）爆破片的维护和检验）爆破片的维护和检验运行中应经常检查爆破片法兰连接处有无泄露，爆破片有无变形。运行中应经常检查爆破片法兰连接处有无泄露，爆破片有无变形。通常情况下，爆破片应每年更换一次，发生超压而未爆破的爆通常情况下，爆破片应每年更换一次，发生超压而未爆破的爆破片应当立即更换。破片应当立即更换。u3.2.3 紧急停车装置紧急停车装置u3.2.3.1紧急停车系统的概念及构成紧急停车系统的概念及构成紧急停车系统(ESD，Emergency Shutdown Device)是化工生产过程中最高级的安全保护装置。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.3 紧急停车装置紧急停车装置u3.2.3.1紧急停车系统的概念及构成紧急停车系统的概念及构成ESD 由由检检测测单单元元（如如各各类类开开关关、变变送送器器等等）、控控制制单单元元和和执执行行单单元元（如如电电磁磁阀阀、电电动动门门等等）组组成成，其其核核心心部部分分是是控控制制单单元元，见见图图3-7。从从ESD 的的发发展展过过程程看看，其其控控制制单单元元经经历历了了电电气气继继电电器器（Electrical）、电电子子固固态态电电路路（Electronic）和和可可编编程程电电子子系系统统（Programmable Electronic System），即），即E/E/PES 三个阶段。三个阶段。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.3 紧急停车装置紧急停车装置u3.2.3.2紧急停车系统的设计原则紧急停车系统的设计原则（1）独立设置原则）独立设置原则ESD 紧紧急急停停车车系系统统按按照照安安全全独独立立原原则则要要求求，独独立立于于 DCS 集集散散控控制制系系统统，其其安安全全级级别别高高于于 DCS。在在正正常常情情况况下下，处处于于静静态态的的，不不需需要要人人为为干干预预。凌凌驾驾于于生生产产过过程程控控制制之之上上，实实时时在在线线监监测测装装置的安全性。置的安全性。（2）故障安全原则）故障安全原则组组成成 ESD 的的各各环环节节自自身身出出现现故故障障的的概概率率不不可可能能为为零零，且且供供电电、供供气气中中断断亦亦可可能能发发生生。当当内内部部或或外外部部原原因因使使 ESD 失失效效时时，被被保保护护的的对对象象（装装置置）应应按按预预定定的的顺顺序序安安全全停停车车，自自动动转转入入安安全全状状态。态。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.3 紧急停车装置紧急停车装置u3.2.3.2紧急停车系统的设计原则紧急停车系统的设计原则（3）工艺过程风险的评估及安全度等级的评定）工艺过程风险的评估及安全度等级的评定 ISA-S84.01标准标准美国仪表学会美国仪表学会(ISA)定义安全仪表系统，对应定义安全仪表系统，对应ISA-S84.01标准。标准。ISA-S84.01是过程工业功能安全标准，首次提出了安全完整性等是过程工业功能安全标准，首次提出了安全完整性等级级(Safety integrity level，SIL)分级概念标准，将分级概念标准，将SIL 分为分为 1、2、3 级。级。IEC61508标准标准IEC国际电工委员会定义安全要求对应的标准为国际电工委员会定义安全要求对应的标准为IEC61508标准。标准。增加了第增加了第4级标准。级标准。DIN V19250标准标准DIN V19250标准是德国莱茵认证机构对工业过程安全控制系统所标准是德国莱茵认证机构对工业过程安全控制系统所作的分类等级，共分为作的分类等级，共分为8级（级（AK1-AK8），AK8是目前最高级别是目前最高级别的安全标准的安全标准。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.3 紧急停车装置紧急停车装置u3.2.3.2紧急停车系统的设计原则紧急停车系统的设计原则（3）工艺过程风险的评估及安全度等级的评定）工艺过程风险的评估及安全度等级的评定3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.4 联锁保护装置联锁保护装置u3.2.4.1联锁保护及其目的联锁保护及其目的联联锁锁保保护护系系统统是是一一种种能能够够按按照照规规定定的的条条件件或或程程序序来来控控制制有有关关设设备备的的自自动动操操作作系系统统，或或打打开开泄泄压压阀阀或或自自动动停停车车或或启启动动备备用用设设备备，切切断断各各种种与与事事故故设设备备相相关关的的联联系系，以以避避免免事事故故发发生生或或限限制制事事故故发发展展，保保护护人人身身和和设设备备安安全全。联联锁锁保保护护是是最最重重要要的的化化工自动化安全控制技术。工自动化安全控制技术。联锁保护的目的大致包括两个方面：联锁保护的目的大致包括两个方面：（1）由于工艺参数越限而引起联锁保护）由于工艺参数越限而引起联锁保护（2）设备本身正常运转或者设备之间正常联络所必须的联锁）设备本身正常运转或者设备之间正常联络所必须的联锁3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.4 联锁保护装置联锁保护装置u3.2.4.2联锁保护的分类联锁保护的分类按联锁内容，联锁保护系统可分为以下四种。按联锁内容，联锁保护系统可分为以下四种。（1）工艺联锁）工艺联锁由由于于被被监监控控的的工工艺艺参参数数已已超超出出允允许许值值，系系统统处处于于即即将将发发生生事事故故的的状态，联锁系统发出事故信号，引起联锁动作，称为工艺联锁。状态，联锁系统发出事故信号，引起联锁动作，称为工艺联锁。（2）机组联锁）机组联锁机组联锁是运转设备或机组之间的联锁。机组联锁是运转设备或机组之间的联锁。（3）程序联锁）程序联锁程序联锁能按照程序即一定的顺序对工艺装置进行自动操作。程序联锁能按照程序即一定的顺序对工艺装置进行自动操作。（4）单机开停联锁）单机开停联锁快开门式压力容器应当具有满足以下要求的安全联锁功能：当快快开门式压力容器应当具有满足以下要求的安全联锁功能：当快开门达到预定关闭部位时，才能升压运行；当压力容器的内部开门达到预定关闭部位时，才能升压运行；当压力容器的内部压力完全释放时，才能打开快开门。压力完全释放时，才能打开快开门。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.4 联锁保护装置联锁保护装置u3.2.4.3联锁保护的应用联锁保护的应用硝铵生产装置中管式反应器的联锁控制硝铵生产装置中管式反应器的联锁控制管式反应器的控制流程如图管式反应器的控制流程如图3-8所示。所示。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.5 其它安全保护附件其它安全保护附件u3.2.5.1压力表压力表（1）压力表的选用）压力表的选用选选用用的的压压力力表表应应当当与与压压力力容容器器内内的的介介质质相相适适应应；设设计计压压力力小小于于1.6MPa压压力力容容器器使使用用的的压压力力表表的的精精度度不不得得低低于于2.5级级，设设计计压压力力大大于于或或者者等等于于1.6MPa压压力力容容器器使使用用的的压压力力表表的的精精度度不不得得低低于于1.6级级；压压力力表表表表盘盘刻度极限值应当为工作压力的刻度极限值应当为工作压力的1.5倍倍3.0倍。倍。（2）压力表安装）压力表安装安安装装位位置置应应当当便便于于操操作作人人员员观观察察和和清清洗洗，并并且且应应当当避避免免受受到到辐辐射射热热、冻结或者震动等不利影响。冻结或者震动等不利影响。压压力力表表与与压压力力容容器器之之间间，应应当当装装设设三三通通旋旋塞塞或或者者针针型型阀阀（三三通通旋旋塞塞或或者者针针型型阀阀上上应应当当有有开开启启标标记记和和锁锁紧紧装装置置），并并且且不不得得连连接接其其他他用用途的任何配件或者接管。途的任何配件或者接管。用用于于蒸蒸汽汽介介质质的的压压力力表表，在在压压力力表表与与压压力力容容器器之之间间应应当当装装有有存存水水弯弯管。管。用用于于具具体体腐腐蚀蚀性性或或者者高高粘粘度度介介质质的的压压力力表表在在压压力力表表与与压压力力容容器器之之间间应当安装能隔离介质的缓冲装置。应当安装能隔离介质的缓冲装置。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.5 其它安全保护附件其它安全保护附件u3.2.5.1压力表压力表（3）压力表的维护和检验）压力表的维护和检验使用中的压力表应根据设备的最高工作压力，在它的刻度上划使用中的压力表应根据设备的最高工作压力，在它的刻度上划明警戒红线明警戒红线。压力表应保持洁净，表盘上玻璃要明亮透明，使压力表应保持洁净，表盘上玻璃要明亮透明，使表内指针指示的压力值能清楚易见。压力表的接管要定期吹洗。表内指针指示的压力值能清楚易见。压力表的接管要定期吹洗。压力表的维护和校验应符合国家计量部门的有关规定。一般每压力表的维护和校验应符合国家计量部门的有关规定。一般每6个月校验一次。个月校验一次。u3.2.5.2液位计液位计液液体体容容器器的的液液位位过过高高或或过过低低都都可可能能发发生生事事故故，液液位位计计是是压压力力容容器的安全附件。器的安全附件。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.5 其它安全保护附件其它安全保护附件u3.2.5.2液位计液位计（1）液位计通用要求）液位计通用要求根根据据压压力力容容器器的的介介质质、设设计计压压力力(或或者者最最高高允允许许工工作作压压力力)和和设设计温度选用。计温度选用。在在安安装装使使用用前前，低低、中中压压容容器器液液位位计计，应应进进行行1.5倍倍液液位位计计公公称称压压力力的的液液压压试试验验，高高压压容容器器液液位位计计，应应进进行行1.25倍倍液液位位计计公公称压力的液压试验。称压力的液压试验。盛装盛装0以下介质的压力容器，应选用防霜液位计。以下介质的压力容器，应选用防霜液位计。寒寒冷冷地地区区室室外外使使用用的的液液位位计计，应应选选用用夹夹套套型型或或保保湿湿型型结结构构的的液位计。液位计。用用于于易易燃燃、毒毒性性程程度度为为极极度度、高高度度危危害害介介质质的的液液化化气气体体压压力力容器上的液位计，并应有防止泄漏的保护装置。容器上的液位计，并应有防止泄漏的保护装置。要求液面指示剂平稳的，不应采用浮子要求液面指示剂平稳的，不应采用浮子(标标)式液位计。式液位计。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.5 其它安全保护附件其它安全保护附件u3.2.5.2液位计液位计（2）液位计安装）液位计安装液液位位计计应应安安装装在在便便于于观观察察的的位位置置，最最高高和和最最低低安安全全液液位位，应应做做出明显的标记。出明显的标记。（3）液位计的维护和检验）液位计的维护和检验经常保持液位计的完好和清晰，实行定期检修制度经常保持液位计的完好和清晰，实行定期检修制度。u3.2.5.3温度计温度计用来测量工作介质温度、设备金属壁面温度。用来测量工作介质温度、设备金属壁面温度。（1）介质温度测量）介质温度测量用用于于介介质质温温度度的的温温度度计计主主要要有有插插入入式式温温度度计计和和插插入入式式电电热热偶偶测测量量仪仪，其其特特点点是是温温感感探探头头直直接接或或带带套套管管插插入入设设备备内内，与与介介质质接接触。触。3.2 设备安全保护基础设备安全保护基础u3.2.5 其它安全保护附件其它安全保护附件u3.2.5.3温度计温度计（2）壁面间接测量）壁面间接测量此此类类测测温温装装置置的的测测温温探探头头紧紧贴贴在在设设备备的的金金属属壁壁面面上上，测测温温探探头头应应根根据据设设备备和和内内部部结结构构及及介介质质温温度度的的分分布布情情况况，装装贴贴在在具具有有代代表性的位置，并做好保温措施，避免外界环境的影响。表性的位置，并做好保温措施，避免外界环境的影响。u3.2.5.4阻火器阻火器阻阻火火器器是是防防火火安安全全装装置置，位位于于罐罐顶顶上上机机械械呼呼吸吸阀阀的的下下部部，外外形形类类似似箱箱盒盒，里里面面装装有有一一定定孔孔径径的的铜铜、铝铝（或或其其他他耐耐热热金金属属）制制成的多层丝网或波纹板。成的多层丝网或波纹板。一一旦旦有有火火焰焰进进入入呼呼吸吸阀阀时时，由由于于阻阻火火器器内内的的金金属属丝丝网网或或波波纹纹板板迅速吸收燃烧气体的热量，使火焰熄灭，阻止火焰进入罐内。迅速吸收燃烧气体的热量，使火焰熄灭，阻止火焰进入罐内。3.3 设备失效与检测技术设备失效与检测技术u3.3.1 失效及其危害失效及其危害u设设备备失失效效，是是指指组组成成设设备备的的零零、部部件件全全部部或或部部分分丧丧失失规规定定的的功功能，而使得设备整体无法完成原有的任务或部分任务能，而使得设备整体无法完成原有的任务或部分任务。u化工化工设备的失效是指符合下列三种情况之一的现象设备的失效是指符合下列三种情况之一的现象。完全完全失去原定的功能失去原定的功能。虽虽还还能能运运行行，但但已已部部分分失失去去原原有有功功能能或或不不能能良良好好地地达达到到原原定定的功能。的功能。虽还能运行，但已严重损伤而危及安全性，使可靠性降低虽还能运行，但已严重损伤而危及安全性，使可靠性降低。u失效一旦造成事故将会造成不同程度的危害。失效一旦造成事故将会造成不同程度的危害。3.3 设备失效与检测技术设备失效与检测技术u3.3.2 常见失效常见失效类型类型u3.3.2.1韧性失效韧性失效u 当金属构件局部区域的应力强度超过材料的屈服极限时，构当金属构件局部区域的应力强度超过材料的屈服极限时，构件便会发生局部塑性变形，此时为件便会发生局部塑性变形，此时为弹性失效弹性失效；如果继续加载外；如果继续加载外载荷，则应力会继续增大，构件的局部变形明显可见，此时为载荷，则应力会继续增大，构件的局部变形明显可见，此时为塑性失效塑性失效；再继续加大载荷，构件的塑性变形将继续增大，当；再继续加大载荷，构件的塑性变形将继续增大，当超过强度极限时，构件就会发生破裂，即为超过强度极限时，构件就会发生破裂，即为韧性失效韧性失效。u压力容器韧性破坏的特征：压力容器韧性破坏的特征：3.3 设备失效与检测技术设备失效与检测技术u3.3.2 常见失效常见失效类型类型u3.3.2.1韧性失效韧性失效u压力容器韧性失效的原因：压力容器韧性失效的原因：容器壁厚因腐蚀减薄，当减薄到应力超过屈服极限，出现过度容器壁厚因腐蚀减薄，当减薄到应力超过屈服极限，出现过度变形而鼓胀，若不及时采取措施就会出现韧性失效。变形而鼓胀，若不及时采取措施就会出现韧性失效。压力容器的工作温度若明显超出设计温度时会导致材料的强度压力容器的工作温度若明显超出设计温度时会导致材料的强度明显下降，这使工作应力更接近甚至超过温度上升后材料的屈明显下降，这使工作应力更接近甚至超过温度上升后材料的屈服极限，其次温度过高也会造成工作压力超载，发生韧性失效。服极限，其次温度过高也会造成工作压力超载，发生韧性失效。u压力容器韧性失效的预防措施：压力容器韧性失效的预防措施：压力容器安装合适的安全泄放装置防止超压；压力容器安装合适的安全泄放装置防止超压；选用合适的材料并进行防腐处理防止壁厚减薄；选用合适的材料并进行防腐处理防止壁厚减薄；通过自动化控制系统进行温度控制防止超温。通过自动化控制系统进行温度控制防止超温。3.3 设备失效与检测技术设备失效与检测技术u3.3.2 常见失效常见失效类型类型u3.3.2.2脆性失效脆性失效u 容器不发生或未发生充分塑性变形下就破坏容器不发生或未发生充分塑性变形下就破坏，此，此类型称为脆类型称为脆性失效。性失效。u压力容器压力容器脆脆性破坏的特征：性破坏的特征：压力容器的脆性断裂 低温下发生脆断的压力容器 螺栓脆断形貌及断口3.3 设备失效与检测技术设备失效与检测技术u3.3.2 常见失效常见失效类型类型u3.3.2.2脆性失效脆性失效u压力容器脆性失效的原因：压力容器脆性失效的原因：材料的脆性引起的脆性失效。材料的脆性表现在属于脆性材料和在材料的脆性引起的脆性失效。材料的脆性表现在属于脆性材料和在加工制造中出现脆化、低温脆性或长期在高温影响下逐渐脆化两种加工制造中出现脆化、低温脆性或长期在高温影响下逐渐脆化两种情况；情况；如果结构中存在宏观缺陷，如焊缝中存在如气孔、夹渣、裂纹、未如果结构中存在宏观缺陷，如焊缝中存在如气孔、夹渣、裂纹、未熔合、未焊透等缺陷，则容器连续性遭到破坏，在缺陷处将引起应熔合、未焊透等缺陷，则容器连续性遭到破坏，在缺陷处将引起应力集中，发生脆性断裂。力集中，发生脆性断裂。u脆性失效的预防措施：脆性失效的预防措施：选用在运行温度下有良好韧性的材料；选用在运行温度下有良好韧性的材料；在制造、运行过程中保证符合规范的制造工艺和正常的操作条件，在制造、运行过程中保证符合规范的制造工艺和正常的操作条件，保证材料的韧性；保证材料的韧性；加强容器在制造的各阶段中的检验，及时发现和消除材料中