化工安全工程概论ppt课件：第6章-压力容器和机电设备安全

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1、第二节第二节 压力容器的操作、维护和安全状况评定压力容器的操作、维护和安全状况评定一、压力容器安全概述一、压力容器安全概述1压力容器的应用特点(1)种类繁多、应用面广。石油、化学和冶金等工业，反应、分离、传热、贮运等化工过程。(2)操作条件复杂、安全要求高。从100以下的低温到1000以上的高温；从大气压以下的真空到100MPa以上的超高压范围相当广。处理的介质，多为易燃、易爆、有毒、腐蚀等有害物质，有数千个品种。2压力容器安全管理目前，压力容器管理推行的是系统工程管理方法，即把容器的科研、设计、制造、安装、操作、检验、修理、事故、报废和信息反馈各个环节作为一个系统工程加以研究。研究人与容器、

2、容器与环境、环境与人的相互作用、相互依存关系，用信息论和控制论方法，掌握和控制容器的技术现状，防范事故，确保压力容器安全、经济地运行。在压力容器的安全管理中，对设计资格、制造资格和安在压力容器的安全管理中，对设计资格、制造资格和安装资格的审核发证实行控制，装资格的审核发证实行控制，以保证压力容器的质量。容器在使用前，使用单位应向国家或省级劳动部门办理登记手续，拟定压力容器的安全状况等级，领取压力容器使用证，严防不合格压力容器投入使用。压力容器安装后安装压力容器安装后安装单位和使用单位进行交接验收时，要有当地劳动部门参加。单位和使用单位进行交接验收时，要有当地劳动部门参加。科学研究、信息反馈和有

3、关人员的技能教育和培训应该贯彻于安全系统管理的始终。对在用压力容器在使用寿命周期内，根据容器安全状况等级确定定期检验周期实实施施定定期期检检验验。根据检验结果和修复情况可重新确定在用压力容器安全状况等级，以决定容器继续使用、监控使用、修复后使用或判废。实实施施检检验验单单位位检检验验资资格格认认可可和和发发证证，以以及及实实施施在在用压力容器检验员、无损检测人员和容器焊工发证用压力容器检验员、无损检测人员和容器焊工发证，二、压力容器的操作与维护二、压力容器的操作与维护1压力容器工艺参数原则工艺规程和岗位操作法应控制下列内容：(1)压力容器工艺操作指标及最高工作压力、最低工作壁温；(2)操作介质

4、的最佳配比和其中有害物质的最高允许浓度，及反应抑制剂、缓蚀剂的加入量；(3)正常操作法、开停车操作程序，升降温、升降压的顺序及最大允许速度，压力波动允许范围及其他注意事项；(4)运行中的巡回检查路线，检查内容、方法、周期和记录表格；(5)运行中可能发生的异常现象和防治措施；(6)压力容器的岗位责任制、维护要点和方法；(7)压力容器停用时的封存和保养方法。使用单位不得任意改变压力容器设计工艺参数，使用单位不得任意改变压力容器设计工艺参数，严防在超温、超压、过冷和强腐蚀条件下运行。操严防在超温、超压、过冷和强腐蚀条件下运行。操作人员必须熟知工艺规程、岗位操作法和安全技术作人员必须熟知工艺规程、岗位

5、操作法和安全技术规程，通晓容器结构和工艺流程，经理论和实际考规程，通晓容器结构和工艺流程，经理论和实际考核合格者方可上岗。核合格者方可上岗。2压力容器操作维护(1)应从工艺操作上制定措施，保证压力容器的安全经济运行。如完善平稳操作规定，通过工艺改革，适当降低工作温度和工作压力等。(2)应加强防腐蚀措施，如喷涂防腐层、加衬里，添加缓蚀剂，改进净化工艺，控制腐蚀介质含量等。(3)根据存在缺陷的部位和性质，采用定期或状态监测手段，查明缺陷有无发展及发展程度，以便采取措施。3异常情况处理为了确保安全，压力容器在运行中，发现下列情况之一者应停止运行。(1)容器工作压力、工作壁温、有害物质浓度超过操作规程

6、规定的允许值，经采取紧急措施仍不能下降时；(2)容器受压元件发生裂纹、鼓包、变形或严重泄漏等，危及安全运行时；(3)安全附件失灵，无法保证容器安全运行时；(4)紧固件损坏、接管断裂，难以保证安全运行时；(5)容器本身、相邻容器或管道发生火灾、爆炸或有毒有害介质外逸，直接威胁容器安全运行时。三、压力容器破坏形式和缺陷修复1压力容器破裂压力容器及其承压部件在使用过程中，其尺寸、压力容器及其承压部件在使用过程中，其尺寸、形状或材料性能发生改变，完全失去或不能良好实形状或材料性能发生改变，完全失去或不能良好实现原定功能，继续使用会失去可靠性和安全性，需现原定功能，继续使用会失去可靠性和安全性，需要立即

7、停用修复或更换，把这称作压力容器及其承要立即停用修复或更换，把这称作压力容器及其承压部件的失效。压力容器最常见的失效形式是破裂压部件的失效。压力容器最常见的失效形式是破裂失效，失效，有韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂、蠕变破裂等几种类型。通过对破裂宏观变形和微观形貌的观察分析，可以判断破裂的类型和致因。2压力容器缺陷修复压力容器破裂大多是由于制造质量较差所致。压力容器的制造缺陷有成型组装缺陷和焊接缺陷两个类型。确认材质无劣化或劣化甚微不影响使用，或可用焊接方法修复的压力容器，应该进行修复。在材质没有劣化的前提下，表面缺陷如裂纹、咬边、划伤、电弧擦伤等，可通过打磨圆滑过渡消除，如果剩余壁厚

8、能够满足结构强度要求，则可接着采用防腐措施或改进工艺参数防止继续腐蚀。对于塑性、韧性、可焊性较好的钢材，其缺陷可采用补焊或堆焊的方法处理。施焊时应采取必要措施，防止焊接产生新的焊接缺陷和金属损伤。发现有大面积腐蚀和磨损难以堆焊处理时，可采用局部挖补方法，也可采用开设接管或人孔的方法。发现材质严重劣化时，不应轻易补焊或堆焊，必要时可局部更换或报废。临氢介质容器缺陷涉及焊接修复时，必须消氢后施焊。四、压力容器安全状况等级评定四、压力容器安全状况等级评定1安全状况等级评定原则应根据对材质、结构和缺陷的检验结果，进行材应根据对材质、结构和缺陷的检验结果，进行材质、结构和缺陷的评定，质、结构和缺陷的评定

9、，做出客观、确认的结论。评定时，既承认已多年使用的超标缺陷，又不排除其存在的危险性。对有材质劣化、原有缺陷有扩展、又产生新缺陷的压力容器，应从严评定。评定等级评定等级分为分为5级级。评定时，以评定项目等级最低项的等级作为压力容器最终等级。新制压力容器按规定新制压力容器按规定1、2级可以投用；在用压力容器按规定级可以投用；在用压力容器按规定1、2、3级可继级可继续使用；续使用；4级应控制使用，但液化气体罐车、槽车级应控制使用，但液化气体罐车、槽车不允许继续使用；不允许继续使用；5级应报废。级应报废。2安全状况等级评定(1)材质评定实际材质与原设计选定材质不符合时，如果实际材质清楚，经材质检验未发

10、现新生缺陷(不包括正常腐蚀)，不影响定级。如使用中产生新缺陷，并确认是实际材质选用不当所致，应定为4级或5级，液化气体罐车、槽车应定为5级。材质如有石墨化、合金元素迁移、回火脆性、应变时效、晶间腐蚀、氢损伤及脱碳、渗碳等，应根据材质劣化程度定为4级或5级。(2)结构评定封头主要参数不符合现行标准，但经检验未发现新缺陷，可定为2级或3级，如发现新缺陷应根据有关规定条款评定。封头与筒体连接形式，如采用单面焊对接而未焊透，液化气体罐车、槽车应定为5级；其他用途压力容器应定为35级。如采用不等厚板件对接结构，经检验未查出新缺陷，可定为3级；若发现新缺陷，则应定为4级或5级。焊缝布置不当或焊缝间距小于规

11、定值，经检验未发现新缺陷，可定为3级；若发现新缺陷，则应定为4级或5级。按规定应采用全焊透结构的角焊缝，但没有采用全焊透结构的主要承压元件，经检验未发现新缺陷，可定为3级；若发现新缺陷，应定为4级或5级。如果开口不当，经检验未发现新缺陷，对一般压力容器可定为2级或3级；如果孔径超过规定，其计算和补强结构经过特殊考虑，不影响定级；未做特殊考虑，补强不够，应定为4级或5级。(3)缺陷评定表面裂纹按规定是不允许的，应一律消除。如果确有裂纹，其深度在壁厚余量范围内，打磨后不需补焊，不影响定级；其深度超过壁厚余量，打磨后补焊合格，可定为2级或3级。由于工卡具、电弧等因素引起压力容器损伤，如果是焊迹可利用

12、打磨方法消除，在不补焊的情况下能保持原有性能，不影响定级；需要补焊的，补焊合格后可定为2级或3级。变形无需进行处理的，不影响定级；继续使用不能满足强度要求的，可定为5级。使用时出现局部鼓包，如弄清原因并判断不在继续发展时，可定为4级；无法查明原因或发现材质进入屈服状态，可定为5级。焊缝咬边深度，在内表面不超过05 mm，在外表面不超过10 mm；焊缝连续长度在内外表面均不超过100 mm；焊缝两侧咬边长度，在内表面不超过焊缝总长的10，在外表面不超过焊缝总长的15，对于一般压力容器不影响定级，当咬边超标时应予修复。对罐、槽车和有特殊要求的压力容器，检验时未发现新的缺陷，可定为2级或3级；查出有

13、新缺陷及咬边超标，应予修复。对低温压力容器，焊缝咬边应打磨消除，无需补焊的，不影响评级；若需补焊，补焊合格后可定为2级或3级。存在腐蚀的压力容器，对于均匀腐蚀，如按最小壁厚余量(扣除至下一个使用周期的腐蚀量的2倍)校核强度合格，不影响评级；若需补焊，补焊合格后可定为2级或3级。压力容器焊缝存在的埋藏缺陷，应按规定进行局部或全部探伤，根据具体情况评定。压力容器耐压试验时安全性能不能满足要求，属于本身原因的，应定为5级。3检验评定报告检验评定报告应包括所评定的安全状况等级、允许继续使用的参数、监控使用的限制条件、下次的检验周期、判废的依据及其他事宜。第三节第三节 高压工艺管道的安全技术管理高压工艺

14、管道的安全技术管理一、概述一、概述在化工生产中，工艺管道把不同工艺功能的机械和设备连接在一起，以完成特定的化工工艺过程，达到制取各种化工产品的目的。工艺管道与机械设备一样，伴有介质的化学环境和热学环境，在复杂的工艺条件下运行，设计、制造、安装、检验、操作、维修的任何失误，都有可能导致管道的过早失效或发生事故。特别是高压工艺管道，由于承受高压，加上化工介质的易燃、易爆、有毒、强腐蚀和高、低温特性，一旦发生事故，就更具危险性。为了防止事故，强化高压工艺管道的管理，化学工业部设备动力管理制度中，把高压管道列入锅炉压力容器安全监察范围，并颁发了化工高压工艺管道维护检修规程。高压工艺管道的管理范围为：高

15、压工艺管道的管理范围为：(1)静静载载设设计计压压力力为为1032 MPa的的化化工工工工艺艺管管道道和和氨氨蒸蒸发发器器、水水冷冷排排、换换热热器器等等设设备备和和静静载载工工作作压压力为力为1032 MPa的蛇管、回弯管；的蛇管、回弯管；(2)工作介质温度工作介质温度20370的高压工艺管道。的高压工艺管道。二、高压管道的设计、制造和安装1高压管道设计高压工艺管道的设计应由取得与高压工艺管道工作压力等级相应的、有三类压力容器设计资格的单位承担。高压工艺管道的设计必须严格遵守工艺管道有关的国家标准和规范。设计单位应向施工单位提供完整的设计文件、施工图和计算书，并由设计单位总工程师签发方为有效

16、。2高压管道制造高压工艺管道、阀门管件和紧固件的制造必须经过省级以上主管部门鉴定和批准的有资格的单位承担。制造单位应具备下列条件：(1)有与制造高压工艺管道、阀门管件相适应的技术力量、安装设备和检验手段。(2)有健全的制造质量保证体系和质量管理制度，并能严格执行有关规范标准，确保制造质量。制造厂对出厂的阀门、管件和紧固件应出具产品质量合格证，并对产品质量负责。3高压管道安装高压工艺管道的安装单位必须取得与高压工艺管道操作压力相应的三类压力容器现场安装资格的单位承担。拥有高压工艺管道的工厂只能承担自用高压工艺管道的修理改造安装工作。高压工艺管道的安装修理与改造必须严格执行工艺管道工程施工及验收规

17、范GBJ 23582金属管道篇；现场设备、工业管道焊接工程施工验收规范GBJ 23682化工高压工艺管道维护检修规程；以及设计单位提供的设计文件和技术要求。施工单位对提供安装的管道、阀门、管件、紧固件要认真管理和复检，严防错用或混入假冒产品。施工中要严格控制焊接质量和安装质量并按工程验收标准向用户交工。高压管道交付使用时，安装单位必须提交下列技术文件：(1)高压管道安装竣工图；(2)高压钢管检查验收记录；(3)高压阀门试验记录；(4)安全阀调整试验记录；(5)高压管件检查验收记录；(6)高压管道焊缝焊接工作记录；(7)高压管道焊缝热处理及着色检验记录；(8)管道系统试验记录。试车期间，如发现高

18、压工艺管道振动超过标准，由设计单位与安装单位共同研究，采取消振措施，消振合格后方可交工。三、高压管道操作与维护三、高压管道操作与维护高高压压工工艺艺管管道道由由机机械械和和设设备备操操作作人人员员统统一一操操作作和和维维护护。操操作作人人员员必必须须熟熟悉悉高高压压工工艺艺管管道道的的工工艺艺流流程程、工工艺艺参参数数和和结结构构。操操作作人人员员培培训训教教育育考考核核必必须须有有高高压压工工艺艺管管道道内内容容，考核合格者方可操作。考核合格者方可操作。高高压压工工艺艺管管道道的的巡巡回回检检查查应应和和机机械械设设备备一一并并进进行行。高压工艺管道检查时应注意以下事项：(1)机械和设备出口

19、的工艺参数不得超过高压工艺管道设计或缺陷评定后的许用工艺参数，高压管道严禁在超温、超压、强腐蚀和强振动条件下运行；(2)检查管道、管件，阀门和紧固件有无严重腐蚀、泄漏、变形、移位和破裂以及保温层的完好程度；(3)检查管道有无强烈振动，管与管、管与相邻件有无摩擦，管卡、吊架和支承有无松动或断裂；(4)检查管内有无异物撞击或摩擦的声响；(5)安全附件、指示仪表有无异常，发现缺陷及时报告，妥善处理，必要时停机处理。高压工艺管道严禁下列作业：(1)严禁利用高压工艺管道作电焊机的接地线或吊装重物受力点；(2)高压管道运行中严禁带压紧固或拆卸螺栓。开停车有热紧要求者，应按设计规定热紧处理；(3)严禁带压补

20、焊作业；(4)严禁热管线裸露运行；(5)严禁借用热管线做饭或烘干物品。四、高压管道技术检验四、高压管道技术检验技技术术检检验验工工作作由由企企业业锅锅炉炉压压力力容容器器检检验验部部门门或或外外委委有有检检验验资资格格的的单单位位进进行行，并并对对其其检检验验结结论论负负责责。高压工艺管道技术检验分外部检查、探查检验和全面检验。1外部检查车车间间每每季季至至少少检检查查一一次次；企企业业每每年年至至少少检检查查一一次次。检查项目包括：(1)管道、管件、紧固件及阀门的防腐层、保温层是否完好，可见管表面有无缺陷；(2)管道振动情况，管与管、管与相邻物件有无摩擦；(3)吊卡、管卡、支承的紧固和防腐情

21、况；(4)管道的连接法兰、接头、阀门填料、焊缝有无泄漏；(5)检查管道内有无异物撞击或摩擦声。2探查检验探查检验是针对高压工艺管道不同管系可能存在的薄弱环节，实施对症性的定点测厚及连接部位或管段的解体检查。(1)定点测厚测点：管内壁的易腐蚀部位，流体转向的易冲刷部位，制造时易拉薄的部位，使用时受力大的部位，以及根据实践经验选点。高压工艺管道定点测厚周期应根据腐蚀、磨蚀年速率确定。腐腐蚀蚀、磨磨蚀蚀速速率率小小于于0.10 mma1，每每四四年年测测厚厚一一次次；0.100.25 mma1，每每两两年年测测厚厚一一次次；大大于于0.25 mma1，每半年测厚一次。每半年测厚一次。(2)解体抽查解

22、解体体抽抽查查主主要要是是根根据据管管道道输输送送的的工工作作介介质质的的腐腐蚀蚀性性能能、热热学学环环境境、流流体体流流动动方方式式，以以及及管管道道的的结结构构特特性性和和振振动动状状况况等等，选选择择可可拆拆部部位位进进行行解解体体检检查查，并把选定部位标记在主体管道简图上。一般应重重点点查查明明：法兰、三通、弯头、螺栓以及管口、管口壁、密封面、垫圈的腐蚀和损伤情况。同时还要抽查部件附近的支承有无松动、变形或断裂。对于全焊接高压工艺管道只能靠无损探伤抽查或修理阀门时用内窥镜扩大检查。解体抽查可以结合机械和设备单体检修时或企业年度大解体抽查可以结合机械和设备单体检修时或企业年度大修时进行，

23、每年选检一部分。修时进行，每年选检一部分。3全面检验全全面面检检验验是是结结合合机机械械和和设设备备单单体体大大修修或或年年度度停停车车大大修修时时对对高高压压工工艺艺管管道道进进行行鉴鉴定定性性的的停停机机检检验验，以以决决定定管管道道系系统统继继续续使使用用、限限制制使使用用、局局部部更更换换或或判判废废。全面检验的周期为1012年至少一次，但不得超过设计寿命。遇有下列情况者全面检验周期应适当缩短。(1)工作温度大于180的碳钢和工作温度大于250的合金钢的临氢管道或探查检验发现氢腐蚀倾向的管段；(2)通过探查检验发现腐蚀、磨蚀速率大于025 mma1，剩余腐蚀余量低于预计全面检验时间的管

24、道和管件，或发现有疲劳裂纹的管道和管件；(3)使用年限超过设计寿命的管道；(4)运行时出现超温、超压或鼓胀变形，有可能引起金属性能劣化的管段。全面检验主要包括：(1)表面检查表面检查是指宏观检查和表面无损探伤。宏观检查是用肉眼检查管道、管件、焊缝的表面腐蚀，以及各类损伤深度和分布，并详细记录。表面探伤主要采用磁粉探伤或着色探伤等手段检查管道管件焊缝和管头螺纹表面有无裂纹、折叠、结疤、腐蚀等缺陷。对于全焊接高压工艺管道可利用阀门拆开时用内窥镜检查；无法进行内壁表面检查时，可用超声波或射线探伤法检查代替。(2)解体检查和壁厚测定管道、管件、阀门、丝扣和螺栓、螺纹的检查，应按解体要求进行。按定点测厚

25、选点的原则对管道、管件进行壁厚测定。对于工作温度大于180的碳钢和工作温度大于250的合金钢的临氢管道、管件和阀门，可用超声波能量法或测厚法根据能量的衰减或壁厚“增厚”来判断氢腐蚀程度。(3)焊缝埋藏缺陷探伤对制造和安装时探伤等级低的、宏观检查成型不良的、有不同表面缺陷的或在运行中承受较高压力的焊缝，应用超声波探伤或射线探伤检查埋藏缺陷，抽查比例不小于待检管道焊缝总数的10。但与机械和设备连接的第一道、口径不小于50mm的、或主支管口径比不小于06的焊接三通的焊缝，抽查比例应不小于待检件焊缝总数的50。(4)破坏性取样检验对于使用过程中出现超温、超压有可能影响金属材料性能的或以蠕变率控制使用寿命、蠕变率接近或超过1的，或有可能引起高温氢腐蚀或氮化的管道、管件、阀门，应进行破坏性取样检验。检验项目包括化学成分、机械性能、冲击韧性和金相组成等，根据材质劣化程度判断邻接管道是否继续使用、监控使用或判废。