您的当前位置:首页正文

特种设备安全监察(1.3节-压力容器)

2023-07-30 来源:个人技术集锦
1.3 压力容器

1.3.1 压力容器的定义 1.3.1.1 压力容器的定义

仅从压力容器的名称上理解,凡承受流体介质压力的密闭腔体都可称作压力容器. 但是,具备这种特点的设备数量很多.其危险性有很大区别,它们中的一部分划入了特种设备安全监察范围。《特种设备安全监察条例》定义的月1力容器是指盛装气体或者液体, 承载一定压力的密闭设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa· L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器;盛装公称压力大于或者等于0.2MPa(表圧), 且圧力与容积的乘积大于或者等子1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶、氧舱等。包括其所用的材料、安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。 1.3.1.2 《固定式压力容器安全技术监察规程》界定的压力容器范围

《固定式1t1力容器安全技本监察规程》界定的圧力容器范围包括圧力容器本体和安全附件。

压力容器的本体界定在下述范围内:

(1) 压力容器与外部管道或将装置焊接连接的第一道环向接头的坡口面、螺纹连接的 第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或者管件连接的第一个密封面:

(2)压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件。 (3)非受压元件与压力容器的连接焊缝。

压力容器的安全附件,包括直接连接在压力容器的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液位计、测温仪表等。

1.3.1.3 《移动式压力容器安全技术监家规程》界定的压力容器范園

(1) 《移动式1玉1力容器安全技术监察规程》(TsGR0005-2011)适用于同时具备下列条件的移动式压力容器:

1)具有充装与卸裁(以下简称装卸)介质功能,并且参与铁路、公路或者水路运输; 2)罐体工作压力大于或者等于0.1MPa,气瓶公称工作压力大于或者等于0.2MPa; 3)罐体容积大于或者等于450L,气瓶容积大子或者等于1000L,

4) 充装介质为气体以及最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。

(2) 《移动式圧力容器要全技术监察规程》适用的移动式压力容器, 除罐体或者气瓶、管路、安全附件、装卸附件外.其范围还包括走行装置或者框架等。

(3)移动式压力容器的管路包括所有与罐体或者气瓶相连接的管子与管件。

(4)移动式压力容器的安全附件包括安全泄放装置、紧急切断装置、压力测量装置、液位测量装置、温度測量装置、阻火器、导静电装置等。

(5)移动式压力容器的装卸附件包括装卸阀门、装卸软管和快速装卸接头(以下间称快装接头)等。 在我国,移动式压力容器实行的是多部门管理方式, 不但要满足国家质检总局颁布的安全技术规范的规定, 还应当遵守国务院其他有关主管部门颁布的其他相关法规及规范性文件的规定, 如铁路罐车不但要满足《移动式圧力容器安全技术监察规程》的規定. 还要满足铁道部颁布的《铁路危险货物运输管理规则》和《铁路机车车辆设计生产维修进口许可管理办法》的规定;参与公路运输的汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱、管束式集装箱等,以及参与水路通输的罐式集装補、管束式集装箱等不但要满足《移动式压力容器安全技术监察规程》的规定,还要满是交通运输部颁布的《道路危险货物运输管理规定》《水路危险货物运输管理规

则》《船舶载运危险货物安全监督管理规定》和《中华人民共和国海关对用于装载海关监管货物的集装箱和集装箱式货车车厢的监管办法》等规定的要求。因此,移动式压力容器不但要接受国家质检总局职责范围内的监督管理,还应当接受国务院铁路. 公路及水路运输等其他有关主管部门的安全管理和监督。

1.3.2 压力容器的压力来源、用途及特点 1.3.2. 1 压力容器的压力来源

压力容器的压力来源分为来自容器外部和来自容器内部(在容器内产生或增大)两种情况。

(1)来自容器外部

1)由各类气体、液化体压缩机泵供给压力,工作压力取决压缩机出口和泵出口的压力。 2) 由蒸汽锅炉、废热锅炉供给的压力, 工作压力取决于锅炉出口的蒸汽压力或经減压后的蒸汽压力。

(2)来白容器内部

1)气态介质由于温度升高导致体积膨胀受限,产生压力或使压力增大·

2 ) 液体介质受热汽化,压力即为该温度下的饱和蒸汽压, 以水为例,当工作温度为l20℃时,饱和蒸汽压约为 0.20MPa;当工作温度为200℃时,饱和蒸汽压约为1.56MPa。

3)液化气体介质,以气液两相共存,压力就是随温度变化的饱和蒸汽压,各种不同液体在不同温度下有不同饱和蒸气圧,例如液氨20℃时的饱和蒸气压是0.75MPa, 50℃时的饱和蒸气压是1.93MPa;丙烷50℃时的饱和蒸气压是1.704MPa。

4)充满液态介质,由于温度升高导致液体体积膨胀.容器的压力取决于液体的体积膨胀系数,例如液化石油气的体积膨胀系数是水的10-16倍, 当液化石油气以液态充满整个容器时, 压力随温度上升十分迅速,温度每上升l℃, 压.力将上升2.18MPa~ 3.18MPa. 因此在容器内过量充装液化石油气是十分危险的。

5) 由于化学反应产生压力或压力增大。

1.3.2.2 压力容器的用途

压力容器的用途极为广泛.它在基本建设、医疗卫生、地质勘探、石油化工、能源工业、科研、民用及军事工业等都起着重要的作用。其主要应用有:用于盛装工业生产中所使用的各种气体的圧力容器,最常见的有压缩气体和液化气体储罐、气瓶、铁路罐车和汽车罐车,制冷装置中的多数设备都是压力容器,如冷凝器、蒸发器、液体冷冻剂储罐等。工业生产中用来对物料进行加热的蒸汽夹套、蒸压釜、蒸煮锅、消毒器等也都是压力容器。在石化工业中,许多化学反应过程都需要在有压力的条件下进行. 或者用增高压力的方法来加快反应速度, 有时压力容器必须和某些工艺装置即内件共同发挥作用才能构成完整的设各,如石油化工业中普遍应用的各类反应器、换热器、塔器、分离器等;化肥工业中的氨合成塔、尿素合成塔、二氧化碳吸收塔、氮分离器等;在石油精炼装置中的加氢脱硫反成器、加氢裂化反应器等;在乙烯装置中的各种低温压力容器;在聚乙船装置中的各种超高压容器, 压力容器在能源工业及其他领域也有广泛的应用。

压力容器中的医用氧舱 ,则是一种特殊的载人压力容器,属于医疗设备。

气瓶主要用子盛装气体,在工业、国防、医疗、生活等领域均有广泛应用,是数量最多的特种设备。

13.2.3 压力容器的特点

(1)固定式压力容器的特点

l)具有爆炸的危险性。

2)介质种类繁多,千差万別。易燃易爆介质一旦泄漏,可引起爆燃。有毒介质泄漏能引起中毒。一些腐蚀性强的介质,会使容器很快发生腐蚀失效.

3)不同容器的工作条件差別大。有的容器承受高温高压;有的容器在低温环境下工作;有的容器投入运行后要求连续运行。.

4)材料种类多。

(2)移动式压力容器的主要特点

1)活动范围大,运行环境条件复杂,在运输和装卸过程中易受冲击、振动,有时还可能发生碰撞、倾翻。

2)介质绝大多数是易燃、易爆以及有毒等液化气体, 一旦发生事故. 造成的损失大、社会影响大。

3)活动场所不固定,监督管理难度大。

(3)气瓶的特点

1)容积小、结构相対简单、数量多,流动性大。 2)事故多数发生在充装环节

3)充装单位、检验机构数量多,使用单位也多,还涉及千家万户, 监督管理难度大。

(4)医用氧舱的特点

1)是载人压力容器,运行时患者在氧舱中, 一旦发生事故.就会有人员伤亡. 2)内部为高压氧,氧气浓度高.易发生火灾事故。

1.3.3 压力容器的参数

压力容器的主要工艺参数为压力、温度、介质。此外,容积、直径、壁厚也是重要的特性指标。

1.3.3.1 压力

压力容器所承受的压力主要来自介质, 确切地说是介质和周围环境的压力差,介质的压力是压力容器在工作时所承受的主要外力。压力容器所承受的压力有内压和外压之分。

(1)设计压力

设计压力指设定的容器顶部的最高压力, 与相应的设计温度一起作为设计裁荷条件. 其值不低于最高工作压力.

(2)试验压力

试验压力指在压力试验时, 容器顶部的压力。 (3)工作压力

工作压力指在正常工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力。

1.3.3.2 温度

压力容器涉及坏境温度、介质温度、金属温度、工作温度和试验温度等概念。容器壁厚截面上的温度是不均匀的, 沿元件金属截面的温度平均值被定义为金属温度。利用金属温度来定义设计温度、试验温度以及实际工作温度。

(1)设计温度

设计温度指容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。

(2)试验温度

试验温度指压力试验时, 壳体的金属温度。 (3)实际工作温度

实际工作温度是相对设计温度而言的一个参数, 是容器在实际工作情況下,元件的金属温度.

1.3.3.3 介质

压力容器的介质按物态可分为液态、气态和气液共存;按化学特性分为不燃、可燃易燃、易爆介质等:按毒性程度分为极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害(介质毒性程度不同时,其最高容许浓度不同)。

1.3.3.4 容积

压力容器的大小, 通常用其容积来表示。压力容器的容积是指压力容器的几何容积, 即由设计图标注的尺寸计算(不考虑制造公差)并圆整,且不扣除内件体积的容积。

1.3.3.5 直径

压力容器的目径分为内径、外径、公称直径等概念,公称直径是一种经标准化后的直径尺寸. 它是按容器的直径尺寸大小排列成的具有一定数量的系列数值。该系列中各直径值称为公称直径。对用钢板卷制的容器,其公称直径指内径;而对于采用无缝钢管所制造的容器壳体,其公称直径是指外径。

1.3.3.6 厚度

厚度是指容器元件的壁厚,不同的元件,往往其厚度不同.厚度分为计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度、最小厚度等概念。

计算厚度:计算厚度指按GB150和GB151有美公式计算得到的厚度。 设计厚度: 指计算厚度与腐蚀裕量之和。

名义厚度:指设计厚度加上钢材负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。 有效厚度:指名义厚度減去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。 最小厚度:当压力容器设计压力较低时,根据强度计算所选定的厚度较小,在制造、运输、安装或者使用时容易变形,所以圧力容器受压元件的壁厚在满足强度计算所选定厚度的同时.还需满足一个规定厚度,这个厚度即为最小厚度。

1.3.3.7 气瓶的技术参数

(1)公称工作压力和水压试验压力

气瓶的公称工作圧力,对于盛装永久气体的气瓶系指在基准温度时(一般为20℃)所盛装气体的限定充装圧力,对于盛装液化气体的气瓶, 系指温度为60℃时瓶内气体压力的上限值。

水压试验压力是公称工作压力的1.5倍。 (2)气瓶的公称容积

气瓶的公称容积系列,在相应的产品标准中规定,一般情况下,12L(含12L)以下为小容积. 12L以上至100L(含100L)为中容积,100L以上为大容积.

钢制无缝气瓶的容积,以40L气瓶为最常见。钢质焊接气瓶的容积,作为溶解乙炔钢瓶,以40L钢瓶最为普遍,液氨与液氯气瓶以800L和400L最为普及。液化石油气钢瓶的容积,以35.5L用量最多,其原因是以0.42kg/L充装系数计算,此类气瓶正好充装15kg液化石油气,

是一个家庭一个月的消耗量。

1.3. 4 压力容器的分类

圧力容器的分类方法很多, 举例如下。

1.3.4.1固定式压力容器和移动式压力容器

圧力容器接与地面固定成相对移动分成固定式压力容器和移动式压力容器。固定式压力容器有固定的安装和使用地点, 工艺条件和使用操作人员也比较固定.移动式压力容器的主要用途是装运气体或液化气体。这类容器使用时不仅承受内压或外压载荷,搬运过程中还会受到内部介质晃动引起的冲击力,以及运输过程带来的外部撞击和振动载荷;面且没有固定的使用地点,一般也没有专门的操作人员, 使用环境经常变迁. 管理比较复杂,因此也比较容易发生事故。常见的移动式压力容器有汽车罐车、铁路罐车、长管拖车、空式集装箱、管束式集装箱.以及气瓶等。

1.3.4.2 按压力分类

压力是压力容器的一个最主要的工作参数。从安全技术方面来看,一般情况下,容器的工作压力越大·发生爆炸后的危害也越大,压力容器技设计圧力分为低压容器、中圧容器、高压容器、超高压容器四种圧力等级。圧力等级的具体划分如下,低压(代号L). 0.1MPa≤P<1.6MPa;中压(代号 M), 1.6 MPa≤p<10Mpa, 高压 (代号 H). 10MPa≤P<100MPa:超高压(代号U). p≥100Mpa。

依照承压方式的不同,压力容器可分为内压容器和外圧容器西大类。这两类容器有很大区别, 内压容器的壁厚是根据温度计算确定的;而外压容器的设计则主要考虑失稳问题。

1.3.4.3 按壁温分类

根据容器的设计温度分为常温容器、高温容器和低温容器。温度低于或等于20℃条件下工作的容器为低温容器。

1.3.4.4按在生产工艺过程中的作用原理来分类

按压力容器在生产工艺过程中的作用原理可以将压力容器分为: 反应压力容器 (代号R),换热压力容器(代号E);分离压力容器(代号S);储存压力容器(代号C,球罐代号为 B)。 1.3.4.5按制造许可划分

按制造许可的分类方法见本书第3章。

1.3.4.6《固定式压力容器安全技术监察规程》中的分类方法

《固定式压力容器安全技术监察规程》根据压力、压力与容积的乘积、介质特性以及设计、制造特点对其管辖的压力容器进行综合分类。将受监察的压力容器划分为三个类别, 即第Ⅰ类压力容器、第Ⅱ类压力容器和第Ⅲ类压力容器。

(l)基本分类

压力容器分类应当先程据介质特性,接照以下要求选择类别划分图,再根提设计压力p(单位MPa)和容积V(单位L),标出坐标点,确定容器类别。

1)第一组介质,毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质,液化气体,,压力容器类別的划分见图1-24;

2)第二组介质.除第一组以外的介质.压力容器类别的划分见图l-25。 (2)多腔圧力容器类别划分

多腔压力容器(如换热器的管程和壳程、夹套容器等)按照类别高的压力度作为该容器的类别并且按照该类别进行使用管理。对各压力腔进行类别划定时,设计压力取本压力腔的设计压力.容积取本压力腔的几何容积。

(3) 同腔多种介质压力容器类别划分

一个压力腔内有多种介质时,按照级别高的介质划分类别。

图1-24 压力容器分类——第一组介质

图1-25 压力容器分类——第二组介质

1 3. 4. 7 从压力容器中区分出简单压力容器

简单压力容器是指结构简单、危险性较小的压力容器. 是一个新概念。纳入简单圧力 容器管理的圧力容器·其材料、设计、制造、检验检测和使用均应符合《简車压力容器安全技本监察规程,(TSGR003 -2007)的要求。

简单压力容器应同时具备以下条件:

(1)容器由筒体和平封头、凸形封头(不包括球冠形封头),或者由两个凸形封头; (2)筒体、封头、接管等主要受圧元件的材料为碳素钢、奥氏体不锈钢; (3)设计压力小于或者等于1.6MPa; (4)容积小于或者等于1000L;

(5)工作压力与容积的乘积大于或等于2.5MPa·L,并且小于或等于1000Mpa.L; (6)介质为空气、氮气和医用蒸馏水,蒸发而成的水蒸气;

(7)设计温度大于或者等于-20℃,最高工作温度小于或者等于150℃;

(8) 非直接火焰的焊接容器.

军事装备、核设施、航空航大器、海上设施和船舶使用的压力容器;机器上非独立的承圧部件(如压缩机缸体等):危险化学品包装物;灭火器;快开r]式压力容器:移动式压力容器不适用简单圧力容器的概念.

1.3.4.8医用氧舱的分类

医用氧舱按规格分为大型舱、中型舱、小型氧舱和单(双)人舱;按结构型式分为卧式加压舱、立式加压氧舱、卧式十卧式加压氧舱群和卧式+立式加压舱群;按治疗人数分为多人氧能、双人氧舱和单人氧舱:接加圧介质分为空气加圧舱和氧气加压舱:按舱体材料分为金属材料壳体、有机玻璃材料壳体、帆布材料壳体等氧舱;按氧舱用途分为治疗舱、手术抢救舱和过渡舱等。

1.3.4.9 气瓶的分类

(l)按结构分类

从结构上可将气瓶分为:无缝气瓶. 焊接气瓶和缠绕气瓶,氧、氮、氢等永久气体或二氧化碳、乙烷、氧化亚氮等高压液化气体,均使用无缝气瓶进行充装,而氧、氯、氟氯烷、 LPG等低压液化气体和溶解乙炔均使用焊接气瓶进行充装,缠绕气瓶是在气瓶筒体外部缠绕一层或多层高强度纤维或钢丝作为加强层,借以提高筒体强度的气瓶缠绕气瓶筒体内胆可以是钢质、铝合金、玻璃钢等材料。

(2)按材质分类

如果以制造气瓶用的材料来分类,可分为钢质气瓶、铝合金气瓶、复合材料气福和其他材料气瓶。其中钢质气瓶又分为碳钢气瓶、锰钢气瓶、鉻钼钢气瓶和不锈钢气瓶。复合材料气瓶是指气瓶瓶体由两种或两种以上材料制成的气瓶, 如缠绕气瓶

(3)接充装介质分类

按气体充装时的状态, 可以分成永久气体气瓶、液化气体气瓶和溶解气体气瓶。 (4)按压力分类

按公称工作压力或水压试验压力可将气瓶分为高压气瓶、低压气瓶。

1. 3. 5 压力容器的基本结构 1.3.5. 1 压力容器的零部件

(1)概述

压力容器一般由壳体、接管和法兰、支座、内件和安全附件等几部分组成。除这几部分外.容器部件采用可拆连接时,如设备法兰的连接、螺纹连接等,还需有密封件。

压力容器的零部件可分为受圧元件和非受压力元件, 其中受压元件又分为主要受圧压元件和非主要受压元件, 《固定式压力容器安全技术监察规程》定义的主要受压元件, 包括壳体、封头 (端盖)、膨胀节、设备法兰,球罐的球壳板.换热器的管板和换热管,M36以上(含 M36)的设备主螺栓以及公称直径大手或者等于250mm的接管和管法兰。

(2)壳体

对于球型容器,壳体即球体,对于数量最大的圆筒形容器,壳体主要由筒体和封头组成,有设备法兰的容器.设备法兰也属于壳体的组成部分。

1)筒体

圧力容器的筒体. 按其结构形式可分为整体式和组合式两大类,整体式分成单层卷焊、整体锻造、锻焊、铸-锻-焊以及电渣重熔等几种。其中单层卷焊是应用最为广泛的整体式商体结构。它是由卷板机将钢板卷成圆筒或用水压机将钢板压制成两个半圆,然后焊上纵焊缝

制成筒节.最后通过焊接环焊缝将若干筒节与筒节及封头组合起来·形成压力容器的外壳,一般中、低压容器和器壁不太厚的高压容器,大多采用这种形式,组合式商体结构分为多层结构和绕制结构两大类,多层结构包括多层包扎·多层热套、多展绕板、螺旋包扎等.

2)封头

封头分为凸形封头、锥形封头和平盖,凸形封头包括椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头-和半球形封头,其中椭圆形封头使用的最为广泛。

3)设备法兰

根据生产工艺的需要和制造、安装、运输、检修灯方面的要求,有些容器,如反应容器、换热容器、分离容器及塔器的筒体大都采用部分的可拆连接结构,容器的可拆连接结构一般都是采用法兰连接、这种法兰与接管法兰有所区别,通常称为设备法兰。

(3)开孔补强、接管与法兰

压力容器开孔之后,由于截面的削减和结构的连续性被破坏,再加上接管的因素,会产生较大的应力集中,使得开孔接管处成为压力容器的薄弱环节。为消除这个薄弱环节,对开孔处经常采用补强结构。常用的补强结构有补强圈、厚壁管补强和整体补强三种。

压力容器的接管主要是起将容器与工艺管道、仪表附件相连的作用。 (4)支座

压力容器的支座一般分为直立设备支座、卧式设备支座和球形容器支座, 直立设备支 座分为耳式支座、支承式支座和裙式支座。球形容器支座国内比较常见的有柱式支座和裙式支座两大类,卧式设备支座分为鞍座、圈座和支承式支座。

(5)压力容器的密封

压力容器密封性能的好坏,是压力容器的重要指标,密封口的流体泄漏有两种情況. 一是密封垫的泄漏,一是密封面的泄漏。密封结构分成强制密封、半自紧密封和自紧密封。常见的法兰连接即是--种强制密封。

(6)压力容器的安全附件

最1力容器的安全附件详见本书1.3.7。

1.3.5.2 压力容器的基本结构

(1)定式压力容器的基本结构 1)薄壁圖简形卧式容器

图1为卧式储罐,它由简体、封头、人孔、接管、支座等组成。

图1 卧式储罐

2)超高压容器

典型的超高压容器为人造水晶釜,其结构见图2。

说明:

1- 起吊环;2-顶部压环;3-螺纹;4-密封环; 5-釜体;6-堵低螺帽;7-螺纹;8-固定螺孔。

图2 人造水晶釜

3)塔式容器

塔式容器的结构见图3

说明:

1-裙座;2-裙座人孔;3-塔底液体出口;4-裙座排气孔;5-塔体;6-人孔; 7-蒸汽入口;8-塔盘;9-回流口;10-吊柱;11-塔顶蒸汽出口;12-进料口

图3板式塔

4)球形储罐

球形储罐的结构见图4。

说明:

1-上极;2-上温带;3-赤道带;4-下温带;5-下级;6-接管、人孔;

7-拉杆;8-支柱;9-梯子平台;10-安全附件

图4 球罐

5)管壳式换热器

管壳式换热器分为固定板式换热器、U型管式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器。 固定管板式列管换热器的结构见图5

说明:

1-管箱;2-主螺栓;3-主螺母;4-容器法兰;5-管板(兼做法兰); 6-膨胀节;7-定距杆;8-定距管;9-折流板;10-列管;11-管板

图5 球罐

6)卧式硫化罐

卧式硫化罐是典型的快开门式压力容器,其结构见图6。

说明:

1-罐体;2-罐底;3-错齿式罐盖;4-支座;

图6卧式硫化罐

7)铸铁烘缸

图7所示为铸铁烘缸,它由圆筒形缸体1和可拆的两端缸盖2组成。烘缸一端有齿轮传动5,使其绕盖中心轴内设有蒸汽导入管3及冷凝水导出管4,冷凝水是利用虹吸原理而导出缸外,操作时缸体连续转动,蒸汽和冷凝水连续流入和排出。一侧端盖上设有人孔6,以便进入和排出。一侧端盖上设有人孔6,以便进入缸内检查及维修。

说明:

1-缸体;2-缸盖;3-蒸汽导入管;4-冷凝水导出管;5-齿轮传动;6-人孔

图7 铸铁烘缸

(2)移动式压力容器的基本结构

液化石油气汽车汽车罐车的结构见图8

说明:

1-驾驶室; 2-气路系统; 3-梯子; 4-阀门箱;5-支架; 6-挡泥板;

7-雄体;8-固定架; 9-转栏;l0-后保险杠尾灯;11-接地链; 12.旋转式液面计;13-铭牌; 14-内装式安全阀; 15-人孔。

图8 液化石油气汽车罐车

( 3 ) 医用氧舱的基本结构

医用氧舱一般由舱体,配套压力容器,供、排气系统,供、排氧系统,电气系统,空调系统,消防系统及所属的仪器、仪表和控制台等部分组成。 图9为双人氧气加压舱。

图9 双人氧气加压舱

(4)气瓶的基本结构

1)无缝气瓶典型结构型式

无缝气瓶按其端部结构即底部形状分为 H型、凹形、凸形、带底座凸形、双口等五种型式。气瓶的主体部分是瓶体,瓶体分成瓶口、瓶颈、瓶肩、筒体、瓶根、底座等部位。 凹形底和带底座凸形底气瓶的结构及其主要附件,见图1-35。

说明:

(a) 凹形底气瓶 (b)带底座凸形底气瓶

1-瓶帽; 2-瓶阀;3-瓶口;4-瓶颈;5-瓶圈;6-瓶肩;

7-筒体;8-瓶根;9-瓶底;10-底座。

图10 无缝气瓶

无缝气瓶的附件较为简单, 只有瓶阀、 瓶帽和防震圈 。 2)液化石油气钢瓶

液化石油气钢瓶是从焊接气瓶中分离出来的, 有单独的制造标准。液化石油气钢瓶的结构型式见图1 -36。我国的液化石油气钢瓶最常用的规格为YSP35.5,其公称容积为35.5L,最大充装量为14.9kg。

说明:

1-底座;2-下封头;3-上封头;4-阀座;5-护罩;

6-瓶阀;7-筒体;8-液相管;9-支架。

图11 液化石油气钢瓶结构图

3)焊接气瓶

焊接气瓶的典型结构见图12。

说明:

1-瓶帽; 2-瓶阀;3-阀座;4-护罩; 5-导管;6-衬圈;

7-筒体;8-易熔塞座;9-易熔合金塞。

图12 焊接气瓶

4)溶解乙炔气瓶

溶解乙炔气瓶的典型结构见图13。

1-瓶帽;2-瓶阀;3-颈圈;4-瓶肩;

5-填料;6-筒体;7-瓶座.

(a)无缝

说明:

说明:

1-瓶帽;2-瓶阀;3-颈圈;4-上封

头;

5-填料;6-下封头;7-底座。

(b) 焊接

图13溶解乙炔气瓶

5)缠绕气瓶

缠绕气瓶的典型结构见图14

说明:

1-瓶帽;2-外部白虎层;3-缠绕层;4-内胆层。

图14缠绕气瓶

6)气瓶附件

气瓶附件是指瓶帽、瓶阀、易熔合金塞和防震圈。 ①瓶帽

保护瓶阀用的帽罩式安全附件的统称叫瓶帽。 ②瓶阀

瓶阀是气瓶的主要附件, 它是控制气体进出的一种装置。 ③超压(超温)泄放装置

最常见的超压 (超温) 泄放装置是爆破片式泄放装置和易熔合金塞式泄放装置。

爆破片式泄放装置中装有一片能耐瓶内气体侵蚀的金属膜片,当瓶内圧力超过气瓶安全使用压力时,则爆破片破裂,瓶内气体便从泄压帽上的小孔里排出,防止气瓶的超压爆炸。

易熔合金塞式泄放装置中浇铸有易熔合金, 当气瓶受到外界热源的影响,使瓶内气体压力骤然升高时,由于温度的影响,易熔合金被熔化,瓶内气体即可从泄放装置的小孔排出瓶外,从而防止因超压发生爆炸。

盛装毒性程度为有毒或剧毒的气体的气瓶上,禁止装配易熔合金塞、爆破片及其他泄压装置。

④防震圈

防震圏是指套装在气瓶简体上的橡胶圈 (也有用其他弹性物质制作),其主要功能是使气瓶免受直接冲撞。

7) 气瓶的颜色标志和钢印标志

气瓶的颜色标志系指气瓶外表面的瓶色、字样、字色和色环,其作用一是气瓶种类识别根据,二是防止气瓶锈蚀。气瓶外表面的颜色、字样和色环,必须符合 GB7144 《气瓶颜色标志》 的规定, 并在瓶体上以明显字样注明产权单位和充装单位。

气瓶的钢印标记是识别气瓶的依据。钢印标记必须准确、清晰、完整,以永久标记的形式打印在瓶肩或不可卸附件上 。应尽量采用机械方法打印钢印标记。 1. 3.6 压力容器的安全附件及保护装置 1.3.6.1 概述

(1) 压力容器常用的安全附件及保护装置

固定式压力容器常用的安全附件及保护装置有安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、压力表、液位计、测温仪表、快开门式压力容器的安全联锁装置以及减压阀 (或者调节阀)。

移动式压力容器的安全附件包括安全泄放装置、紧急切断装置、压力测量装置、液位测量装置、温度测量装置、阻火器、导静电装置等。

(2) 对安全附件及保护装置产品的基本要求 制造安全阀、爆破片装置的单位应当持有相应的特种设各制造许可证。安全阀、爆破片、 紧急切断阀等需要型式试验的安全附件,应当经过国家质检总局核准的型式试验机构进行型式试验并取得型式试验证明文件。

安全附件的设计、制造,应当特合相美安全技术规范的规定,出厂时应当随带产品质量证明,并且在产品上装设牢固的金属铭牌。 1.3.6.2 安全阀

(1)概述

安全阀的作用与分类见本书1.2.6.1 (1)、(2)。安全阀出厂必须随带产品质量证明书, 并在产品上装设牢固的金属铭牌。

(2)安全阀的开启压力

固定式压力容器安全阀的整定压力一般不大于该压力容器的设计压力。设计图样或者铭牌上标注有最高允许工作压力的, 也可以采用最高允许工作压力确定安全阀的开启压力 。

移动式压力容器安全阀的开启压力应为罐体设计压力的1.05-1.10倍, 安全调的额定排放压力不得高于罐体设计压力的1.20倍, 回座压力不得小于整定压力的 0.90倍。

(3)安全阀的安装要求

1)安全阀应当铅直安装在压力容器液面以上的气相空间部分, 或者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,其接管应当尽量短而直;

3) 压力容器一个连接口上装设两个或者两个以上的安全阀时, 则该连接口入口的截面

积, 应当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。为实现安全阀的在线校验, 可在安全阀与压力容器之间装设爆破片装置; 对于盛装毒性程度为极度、高度、中度危害介质, 易爆介质, 腐蚀、 黏性介质或者贵重介质的压力容器, 为便于安全阀的清洗与更换, 经过使用单位主管压力容器安全技术负责人批准, 并且制定可靠的防范措施, 方可在安全阀 (爆破片装置) 与压力容器之间装设截止阀门 。 压力容器正常运行期间截止阀门必须保证全开 (加铅封或者锁定), 截止阀门的结构和通径不得妨碍安全阀的安全泄放。

(4)安全阀的校验周期

安全阀一般每年至少校验一次。对于弹簧直接载荷式安全阀,当满足相关规程规定的条件时,经过使用单位技术负责人批准可以适当延长校验周期。凡是校验周期延长的安全阀,使用单位应当将延期校验情况书面告知发证机构 。 1. 3. 6. 3 爆破片装置

(1)概述

爆破片装置由爆破片和相应的夹持器组成。爆破片一般分为剪切型、弯曲型、正拱普通拉伸型、正拱开缝型、反拱型等几种。

(2)爆破片的爆破压力

压力容器上装有爆破片装置时, 爆破片的设计爆破压力不得大于该容器的设计压力, 并且爆破片的最小设计爆破压力不得小于该容器的工作压力。当设计图样或者铭牌上标注有最高允许工作压力时,爆破片的设计爆破压力不得大于压力容器的最高允许工作压力。

移动式压力容器采用安全阀与爆破片串联组合时,爆破片的最小爆破压力应当大于安全阀的整定压力,但其最大爆破压力不得大于安全阀整定压力的1.10倍;采用安全阀与爆破片并联组合时,爆破片的最小爆破压力应当大于安全問的整定压力,但其设计爆破压力不得大于罐体设计压力的1.20倍,最大爆破压力不得大于罐体的耐压试验压力。 1.3.6.4 减压阀

压力容器工作压力低于压力源压力时,在通向压力容器进口的管道上应当装设减压阀, 如因介质条件减压阀无法保证可靠工作时,可用调节阀代替减压阀。 在减压阀或者调节阀的低压侧, 应当装设安全阀和压力表。 1.3.6.5 压力表

(1) 压力表的选用要求

1) 选用的压力表, 应当与压力容器内的介质相适应;

2)设计压力小于1. 6MPa压力容器使用的压力表的精度不得低于2. 5级,设计压力大于或者等于1. 6MPa压力容器使用的压力表的精度不得低于1. 6级;

3) 压力表盘刻度极限值应当为最大允许工作压力的1. 5~3.0倍,表盘直径不得小于100mm。

(2)压力表的安装要求

1 ) 装设位置应当便于操作人员观察和清洗, 并且应当避免受到辐射热、 i东结或者震动的不利影响;

2) 压力表与压力容器之间,应当装设三通旋塞或者针形阀 (三通旋塞或者针形阀上应当有开启标记和锁紧装置), 并且不得连接其他用途的任何配件或者接管;

3) 用于水素气介质的压力表,在压力表与压力容器之间应当装有存水弯管;

4) 用于具有腐蚀性或者高黏度介质的压力表,在压力表与压力容器之间应当装设能隔离介质的缓冲装置。

(3)压力表的校验和维护

压力表的校验和维护应当符合国家计量部门的有关规定, 压力表安装前应当进行校验,

在刻度盘上应当划出指示工作压力的红线, 注明下次校验日期 。 压力表校验后应当加铅封。

(4)压力表需停止使用并更换的情况

压力表需停止使用并更换的情况见本书1. 2. 6. 2。 1.3.6.6 液位计

(l)液位计的选用

压力容器用液位计应当符合下列要求:

1 ) 根据压力容器的介质、 最大允许工作压力和温度选用; 2)在安装使用前,设计压力小于10MPa压力容器用液位计进行1. 5倍液位计公称压力的液压试验,设计压力大于或者等于10MPa压力容器的液位计进行1. 25倍液位计公称压力的液压试验;

3) 储存 0℃以下介质的压力容器, 应当选用防薄液位计;

4) 寒冷地区室外使用的液位计, 选用央套型或者保温型结构的液位计;

5)用于易爆、毒性程度为极度、高度危害介质的液化气体压力容器上,有防止泄漏的保护装置;

6)要求液面指示平稳的,不允许采用浮子(标)式液位计; 7)移动式压力容器不得设置玻璃板(管)式液面计。

(2)液位计的安装

液位计应当安装在使于观察的位置, 否则应当增加其他辅助设施。 大型压力容器还应

当有集中控制的设施和警报装置。液位计上最高和最低安全液位,应当作出明显的标志。

(3)液位计的校验和维护

压力容器运行操作人员,应加强液位计的维护管理,保持完好和清晰。使用单位应对液位计实行定期检修制度,可根据运行实际情况,规定检修周期,但不应超过压力容器内外部检验周期。

1.3.6.7 测温仪表

测温仪表主要用来测量介质的温度。需要控制壁温的压力容器上,应当装设测试壁温的测温仪表 (或者温度计)。测温仪表应当定期校验。 1.3. 6. 8 紧急切断装置

紧急切断装置通常安装在液化气体汽车罐车和铁路罐车的气、液相出口管道上。当管道及其附件发生破裂及误操作或者罐车附近发生火灾事故时, 可以立刻使用紧急切断装置切断气源, 从而防止事故室延扩大。

紧急切断装置按作用原理可分为油压式、机械式、气压式和电动式。液化气体罐车上一般采用油压式、机械式紧急切断装置。充装毒性程度为极度或者高度危害类介质的罐体应当采用上装上卸的装卸方式, 液面以下不允许开口;充装毒性程度为极度或者高度危害以及易燃、易爆介质的罐体,其装卸口应当由三个相互独立并且串联在一起的装置组成,第一个是紧急切断阀,第二个是球阀或者截止阀,第三个是盲法兰或者等效装置。 1. 3. 6. 9 快开门式压力容器安全连锁装置

(1)概述

快开门式压力容器, 是指进出容器通道的端盖或者封头和主体间带有相互嵌套的快速密封锁紧的容器。用螺栓(例如活节螺栓)连接的不属于快开门式压力容器。常见快开门式压力容器有消毒锅、医用氧舱、蒸压釜、硫化罐等。这些压力容器是间歇作业,每次操作都要快速进、出物料(医用氧舱为进出人),快开门启闭频繁。为防止出现卸压未尽打开门(端盖)或者快开门(端盖)未完全闭合而升压,快开门式压力容器必须装设安全联锁装置。

(2) 快开门式压力容器安全联锁装置应具有以下功能:

1)当快开门达到预定关闭部位,方能升压运行。

2) 当压力容器的内部压力完全释放, 方能打开快开门。 1. 3. 7 压力容器安全技术基本要求

压力容器安全技术基本要求由相关安全技术规程等做出规定。 压力容器应当达到以下 基本要求:

(1)运行安全可靠。 (2)使用年限达到要求。

(3)制造、安装、操作、维修及运输方便。

压力容器安全技术规程提出的压力容器设计、制造、安装、改造、维修等方面的安全技术内容简介见表1 -8。以《固定式压力容器安全技术监察规程》的相关内容为主,包含部分有关移动式压力容器的专项要求。 医用氧舱、非金属压力容器 (非金属材料有石墨、玻璃钢、塑料) 和气瓶的安全性能要求以及移动式压力容器的一些其他安全性能要求可查阅相应的安全技术监察规程。

表1-8 压力容器安全技术要求简介(部含使用管理后卫检验)

项目 主要内容 强度是指容器在限定的压力条件下抵抗破裂或过量塑性变形的能力。刚度是指容器或容器的受压部件在限定的载荷条件下抵抗弹性变形的能力,,程定性是容器在外载荷的作用下保持其几何形状不发生突然改变的性能,,压力容器必须具有足够的强度、刚度和稳定性. 应该按照 GB150《压力容器》等相关标准規范进行计算和校核 耐久性是指容器的使用寿命. 即能否长时间使用的性能. 压力容器的设计委托方应当以正式书面形式向设计单位提出压力容器设计条件, 设计条件应当包含预期使用年限, 设计者应当与委托方进行协商·根据压力容器使用工况、进材、安全性和经济性合理确定圧力容器的设计使用年限 (也称使用寿命) ,设计单位在设计图样上应当注明压力容器设计使用年限, 该设计使用年限与容器的实际使用年限是不同的.压力容器的实际使用年限取决于容器的疲劳、腐蚀或磨蚀速率等因素 压力容器受压元件所采用的材料应当符合相应压力容器安全技术规范和相关标准的要求. 压力容器的选材应当考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能,在使用条件下应具有规定的强度、韧性和塑性以及良好的抗疲劳性能、耐腐蚀性能、高温性能或低温性能等: 用于制造圧力容器受圧元件的焊接材科. 应当保证焊缝金属的力学性能高于或者等于母材规定的限值, 当需要时. 其他性能也不得低于母材的相应要求。 (1) 对压力容器材料的基本要求 1 ) 圧力容器用材料的质量、规格与标志, 应当符合相应材料的同家标准或者行业标准的规定。 2 ) 境外牌号材料应当是境外压力容器现行标准规范允许使用并且境外已有使用实例的材料, 其使用范国应当符合境外相应产品标准的规定, 如《固定式压力容器安全技术监察规程》引用标准列有相近化学成分和力学性能的牌号时. 其使用范围还应当符合《固定式压力容器安金技术监察规程》引用标准的规定, 境外牌号材料的技术要求不得低于境内相近牌号材料的技本要求(如磷、硫含量,冲击试样的取样部位、取样方向和冲击功强度,刚度,稳定性 耐久性 材料 指标、断后伸长率等): 3)钢制压力容器用材料(钢板、酸件、钢管、螺、注等)的力学性能应当符合《固定式压力容器安全技术监察规程》的要求。 4)用于焊接的碳素钢和低合金钢钢材,应当满足C≤0.25%、 P≤0.035%、 s≤0.035% (2)对容器材料选用的限制 压力容器受压元件用钢, 应当是氧气转炉或者电炉冶炼的镇静钢, 对标准抗拉强度下限大于或者等于540 MPa的低合金钢钢板和奥氏体一铁素体不锈钢钢板,以及用于设计温度低于-20℃的低温钢板和低温钢锻件,还应当采用炉外精炼工艺 (1)检查孔 圧力容器应当根据需要设置人孔、手孔等检查孔·检查孔的开设位置、数量 和尺寸等应当满足进行内部检验的需要· 2)对不能或者确无必要开设检查孔的压力容器,设计单位应当提出具体技术措施. 例如增加制造时的检测项日或者比例, 并且对设备使用中定期检验的重点检验项目、方法提出要求. (2)受压元件型式及技术要求 1) 球形储罐球壳板不得拼接。 2) 压力容器上的开孔补强圈以及周边连续焊的起加强作用的塾板应当至少设置一个泄漏信号指示孔 (3)移动式压力容器的专用结构要求 1 ) 移动式圧1力容器应当按照引用标准的规定设置防波板。防波板与罐体的连接结构应当牢固可靠.并且具有防止防波板及其连接件脱落的措施。 2)装卸口及安全保护装置的设置 ①充装毒性程度为极度或者高度危害类介质的罐体应当采用上装上卸的装卸方式,液面以下不允许开口 ②充装毒性程度为极度或者高度危害以及易燃、易爆介质的罐体,其装卸口应当由三个相互独立并且串联在一起的装置组成.第一个是紧急切断阀,第二个是球阀或者截止阀.第三个是盲法兰或者等效装置,其中紧急切断阀应当符合《固定式压力容器安全技术监察规程》第9章相应条款的规定; ③重装其他介质的罐体. 其装卸口位置及安全保护装置的设置应当符合引用标准的规定 容器结构 1)焊接工艺的评定符合NB/T47014《承压设备焊接工艺评定》的要求,焊接工艺评定报告(PQR)和焊接工艺规程 (WPS) 1应当由制造(组焊)单位焊接责任工程师审核.技术负责人批准,经过监检人员签字确认。 (2)焊工取得相应项目的《特种设备作业人员证》,在圧力容器受压元焊接质量控制 件焊缝附近的指定部位打上焊工代号钢印·或者在焊接记最(含焊缝布置图)中记录焊工代号。 (3)产品焊接试件的制备符合要求。 (4) 焊接返修· 1)返修应当具有经过评定合格的焊接工艺规程(WPS)支持.施焊时应当有详尽的返修记录; 2) 焊缝同一部位的返修次数不宜超过2次,如超过2次.返修前应当经过制造单位技术负责人批准, 3)要求焊后消除应力热处理的压力容器, 一般应当在热处理前焊接返修,如在热处理后进行焊接返修,应当根据补焊深度确定是否需要进行消除应力处理 (1)焊接接头型式:焊制压力容器筒体的纵向接头、筒节与筒节(封头)连接的环向接头,封头的拼接接头. 以及球壳板间的焊接接头. 应当来用全截面焊透的对接接头形式,压力容器制造中不允许强力组装,不宜采用十字焊缝。 (2)焊接接头的力学性能符合要求: 可以通过产品焊接试件的方法来进行评定.按照 NB/T47016 《承压设各产品焊接试件的力学性能检验》进行。要进行拉伸、弯曲和必要的冲击韧性试验,以評定焊接接头的抗拉强度、塑性、冲击吸收功是否符合要求。 (3) 障接接头的表面质量: 1)不得有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满和肉眼可见的夹渣等缺陷 2)焊缝与母材应当圆滑过渡; 3)角焊缝的外形应当凹形圆滑过渡; 4)按照疲劳分析设计的压力容器,应当去除纵、环焊缝的余高,使焊缝表面与母材表面平齐 5)咬边及其他表面质量,要求符合设计图样和标准的规定。 (4)焊接接头内部缺陷与表面缺陷的控制 焊接接头内部缺陷主要采用射线和超声波两种无损检测方法进行评定和控制,部分焊接接头采用表面检测(磁粉检测和滲透检测)方法进行评焊接接头质量 定和控制,具体要求: 1 )无损检测方法的注择: ①压力谷器的対接接头应当采用射线或者超声波检测,超声检测包括衍射时差法超声检测(TOFD)、可记录脉冲反射法检法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测;当采用不可记录的脉冲反射法超声检测,应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测作为附加局部检测。 ②有色金属制压力容器对接接头应当优先来用 X射线检测 ③焊接接头的表面裂纹优先采用表面无损检测: ④铁磁性材料制圧力容器焊接接头的表面检测应当优先采用磁粉检测 2)无损检测比例 ①制造时,压力容器的对接焊接接头的无损检测比例 ,首先按台区分为全部(100%)无损检测和局部(大于等于20%,对碳钢和低合金钢制低温容器,局部无损检测的比例应当大于或者等于50%)无损检测两种,即对接接头需全部进行无組检测的压力容器和对接接头需局部进行无损检测的压力容器, ②经过局部射线检测或超声检测的焊接接头,若在检测部位发现超标缺陷时,应当在该缺陷两端的延伸部位各进行不少于250mm的补充检测 , 如果仍然存在不允许的缺陷,则对该焊接接头进行全部检测。 3)无损检测合格标准 ①要求进行全部无损检测的对接接头,射线检测技术等级不低于 AB级,合格组别不低子Ⅱ级;脉冲反射法超声检测技术等级不低于 B级.合格组别为 I级 ②要求进行局部无损检测的对接接头·射线检测技术等级不低于AB 最, 合格级別不低于m级,并且不允许有未111l選:脉冲反射法超声检機技术等级不低于 B级, 合格级别不低于 II级。 ③磁粉或者滲透检测,合格级別为 I级。 4 ) 无损检测的实施时机: ①压力容器的焊接接头应当经过形状、尺寸及外观检查,合格后再进行无损检測。 ②拼接封头应当在成形后进行无损检测,如果成形前已经进行无损检测,则成形后还应当对圆弧过渡区到直边段再进行无损检测; ③有延迟裂纹倾向的材料应当至少在焊接完成24h后进行无损检测,有再热裂纹倾向的材料应当在热处理后增加一次无损检测; ④标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa的低合金钢制压力容器,在耐压试验后,还应当对焊接接头进行表面无损检测; 壳体和封头的外观与几何尺寸检查的项目如下,检查方法及其合格指标按照设计图样和《固定式压力容器安全技术监察规程》引用标准要求: 1)主要几何尺寸、管口方位; 2)单层筒(含多层及整体色扎压力容器内筒)、球壳和封头的纵、环焊筒体(含球壳、缝棱角度与对口错边量; 多层压力容器3)多层包扎压力容器、整体包扎压力容器的松动面积和热套压力容器内筒)和封头热套画的间隙; 的几何尺寸 4) 凸形封头的内表面形状公差及碟形、带折边锥形封头的过渡段转角半径; 5) 球壳顶圆板与瓣片形状、尺寸; 6)不等厚对接的过渡尺寸 压力容器的章节接头主要应用在换热器的换热管与管板的连接。胀接可选用柔性胀接方法(贴胀和强度胀接),如液压胀、橡胶胀、液袋式液胀。试胀所测试的胀接街头拉脱力:贴张应达到1MPa;强度胀接应达到4MPa。有使用经验时也可选用机械胀接方法,选用机械胀接迎控制胀接率以保证胀紧度。胀接管端,不应有起皮、皱纹、切口和偏斜等缺陷。在胀接过程中应随时检查胀口的胀接质量,及时发现和消除缺陷。 胀接全部完毕后,必须进行耐压试验,检查胀口的严密性 压力容器的焊接接头会产生焊,接残余应力,冷加工成形的封头会发生加工硬化,产生残余应力。受压元件中的残余应力是引起压力容器应力腐蚀的重要原因,所以压力容器制造时要尽量減少或者避免残余应力。残余应力的大小,还没有量化的指标。制造时采用禁止强力组装、焊后热处理、对冷加工工件消除应力热处理等方式来对残余应力进行控制。 1)承圧能力主要是进行耐压试验考核. 耐压试验分为液压试验、气圧实验以及气液组合压力试验三种,优先选用液压试验,液圧实验采用的介质一般为水. 但是对于奥氏不锈钢钢制压力容器.液压试验用水的氯高子含量不得超过25mg/L,对由于结构或支承原因,不能向压力容器内 胀接接头 残余应力的控制 承压能力和密封性能 充灌液体. 以及运行条件不允残留试验液体的圧力容器,可以按照设计图样規定采用气压试验.对因承重等原因无法注满液体的圧力容器.可根据承重能力先注入部分液体然后注入气体,进行气液组合压力实验。 2)液压实验和气压试验的合格标准 ①液压实验后的压力容器,如元渗漏、无可见的变形、減验过程中无异常的响声.即为合格,标准抗拉强度下限值大于或者等于540MPa,的低合金钢制压力容器.在耐压实验后.还应当对焊接接头进行表面元损检测 ②气压实验过程中,圧力容器元异常响声,经肥皂液或其他检漏液检查无漏气,无可见的变形即为合格。 3 ) 密封性能主要是进行泄露实验考核 泄露试验根据实验介质的不同.分为气密性试验以及氨检漏试验、卤素检漏试验和氦检漏试验等。实验方法的选择.按照设计图样和标准要求执行。对于介质毒性程度为极度、高度危害或者设计上不允许有微量泄漏的压力容器,耐压试验合格后,应当进行泄漏试验。 4)气密性试验的要求· ①气密性试验压力为压力容器的设计圧力; ②进行气密性试验时, 一般应当将安全附件装配齐全; ③保压足够时间经过检查无泄漏为合格 1)固定式压力容器的安全附件主要有:安全阀、爆破片、压力表、液位计、测量温度的仪表等,成当符合相关规范和标准的要求(详见本书1·3·6)。 对手快开门式圧力容器. 还应当具有满足以下要求的安全连锁功能: ①当快开门达到预定关闭部位, 方能升压运行; ②当压力容器的内部压力完全释放,方能打开快开门 2)移动式压力容器的安全附件主要包括:安全泄放装置、紧急切断装置、压力测量装置、液位测量装置、温度测量装置、阻火器、导静电装置等,应当符合相关规范和标准的要求(详见本书1.3.6) 安全附件及 保护装置 压力容器出厂时.制造单位应当向使用单位提供的技术文件和资料至少包括竣工图样,压力容器产品合格证(含产品数据报告)产品质量证明文件和产品铭牌的拓印件或者复印件,特种设备制造监督检验证书 (适用于实施监督检验的产品)压力容器设计文件。 竣工图样上应当有设计单位许可印章(复印章无效,并且加盖竣工图章(竣工图章上应标注制造单位名称、制造许可证编号、审核人的签字和《竣产品出厂资料 工图《字样):如果制造中发生了材料代用、无损检测方法改変、加工尺寸变更等。制造单位应当按照设计单位书面批准文件的要求在竣工图样上作出清晰标注, 标注处有修改人的签字及修改日期。 产品质量证明文件包括主要受压元件材质证明书、材料清单、质量计划或者检验计划.结构尺寸检查报告、焊接记最.无损检测报告、热处理报告及自动记录曲线、耐压试验报告及泄露实验报告等 制造单位必须在圧力容器的明显部位装设产品铭牌。产品铭牌上的项目至少应当包括:) 产品名称;制造企业名称;制造企业许可证书编号和许可级別, 产品标准: 主体材料;介成名称,设计温度,设计压力、最高允许工作压力(必要时);耐压试验圧力;产品编号:设备代码,制造日期:压力容器类別;容积(换热面积)等内容。銘牌的拓印件应存于压力容器产品质产品铭牌 量证明书中 1.3.8 压力容器的设计、制造、安装、改造、维修过程简介 1.3.8.1概述

压力容器安全监察全过程可分为设计、制造、安装、使用、检验、维修、改造等环节。《特种设备安全监察条例》将这7个环节分为生产(包括设计、制造、安装、维修、改造)、检验和使用等3个部分。以下简单介绍压力容器的生产过程。 1.3.8.2压力容器的设计 (1)概述

压力容器的设计是确保其优生的首要环节。设计的正确与否,涉及到制造、检验的难易程度,影响到压力容器产品的制造成本和运行费用,还直接关系到产品运行的可靠性。

(2)设计文件

压力容器的设计文件分为图样和技术文件两大部分。按图样表示的内容,图样分为总图、装配图、部件图、表格图、特殊工具图、管口方位图和预焊件图。技术文件按其内容可分为图纸目录、技术条件、计算书和说明书等四种。

在压力容器的设计总图上,除应注明设计依据的安全技术规范和产品标准外,还至少应注明压力容器名称、类别;工作条件,包括工作压力,工作温度、介质毒性和爆炸危险程度;设计条件,包括设计温度、设计载荷(包含压力在内的所有应当考虑的载荷)、介质(组分)、腐蚀裕量、焊接接头系数、自然条件等,对储存液化气体的储罐应当注明装量系数,对有应力腐蚀倾向的材料应当注明腐蚀介质的限定含量;主要受压原件材料牌号与标准;主要特性参数(如压力容器容积、换热器换热面积与程数等);压力容器设计使用年限(疲劳容器标明循环次数);特殊制造要求;无损检测要求;耐压试验和泄漏试验要求;预防腐蚀的要求;安全附件的规格和订购特殊要求(工艺系统已考虑的除外);压力容器名牌的位置;包装、运输、现场组焊和安装要求等内容。 1.3.8.3 压力容器的制造 (1)概述

在圧力容器设设计完成后,制造厂要根据设计要求,进行工艺准各、材料准备和制造装备准备及专业人员准备等工作, 采用焊接方法制造的圧力容器是最常见的压力容器. 以下以焊接压力容器为例介绍制造过程。 (2)制造工序简介

1)成型前的准备

成型前的准备大致可分为钢饭的准备、划线、切割和边缘准备等工序。 2)部件或元件成型

一般情况下,筒节的成型采用卷制或圧制。 封头的成型采用压制或者旋压。 3)部件组对

组对包括单筒节纵缝组对、筒节与筒节组对、筒节与封头的组对;法兰、接管、支座与筒节之间的组对,筒节的组对度量必须严格控制,主要指标有对口错边量、棱角度、圆度和直线度。当压力容器的焊接接头的类别不同时,对对口错边量、棱角度有不同的要求。这里说的焊接接头类别是按焊接接头的特点不同来分类的,共分成 A、B、C、D、E 五种焊接接头,其中 A、B、C、D类焊接接头为受圧元件之间的焊接接头,E类焊接接头为受压元件与非受圧元件的焊接接头,其分类方法如图1 -40所示。

图1-40 压力容器焊接接头的分类

4) 焊接和焊接检验

压力容器制造常用的焊接方法有手弧焊、埋弧自动焊、电渣焊 、气体保护焊和等离子焊等。使用较多的是手弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊。

焊接是一个特殊工序,其质量对压力容器的安全性能有决定性的影响。对焊接质量必须进行严格的控制,主要控制内容包括焊工资格、焊接工艺、 焊接材料、焊接设备、施焊环境、焊接工艺规律、焊缝返修、焊接检验、焊后热处理等。

5) 耐压试验和泄漏试验 焊接检验完成后,通常进行耐圧试验和泄漏试验,详见表1-8中《承压能力和密封性能》

相关内容。

(3)压力容器制造的质量控制

压力容器制造厂必须对圧力容器的制造质量进行严格的控制,这个控制实行预防为主、系统控制、全过程控制和全员参与的基本原则。制造厂要建立压力容器制造质量管理体系,对压力容器的制造实施管理与控制,其核心要点一是落实质量责任到人,这包括企业领导人、领导层有关人员、管理层、执行层及作业层的各类人员。二是要识别控制过程,对每个控制过程要设立专业技术人员负责控制工作,这些人员通常称为责任工程师。一般情况下,制造厂要建立设计、工艺、材料、设备、焊接、热处理、理化试验、检验、现场控制等过程,对每个过程所涉及的人员、设备、材料、方法或工艺、环境及检验等进行策划和控制。 压力容器制造厂对产品制造质量负责。 (4)压力容器的出厂技术资料和名牌

压力容器出厂时,制造单位应当向使用单位提供的技术文件和资料至少包括: 竣工图样, 压力容器产品合格证 (含产品数据报告),产品质量证明文件和产品铭牌的拓印件或者复印件,特种设备制造监督检验证书(适用于实施监督检验的产品) , 压力容器设计文件。其中竣工图样上应当有设计单位许可印章(复印章无效),并且加盖竣工图章(竣工图章上应标注制造单位名称、制造许可证编号、 审核人的签字和竣工图字样:如果制造中发生了材料代用、 无损检测方法改变、 加工尺寸变更等, 制造单位应当按照设计单位书面批准文件的要求在竣工图样上作出清晰标注。标注处有修改人的签字及修改日期。产品质量证明文件包括主要受压元件材质证明书、材料清单、质量计划或者检验计划、结构尺寸检查报告、焊接记录、无损检测报告、热处理报告及自动记录曲线、耐压试验报告及泄漏试验报告等。 制造单位必须在圧力容器的明显部位装设产品铭牌, 产品銘牌上的项目至少应当包括:产品名称;制造企业名称;制造企业许可证书编号和许可级别;产品标准;主体材料;介质名称;设计温度;设计压力、最高允许工作压力(必要时);耐压试验圧力;产品编号;设备代码;制造日期; 圧力容器类別;容积(换热面积)等内容。名牌的拓印件应存于压力容器产品质量证明书中。

(5)压力容器制造过程的监督检验

按照《特种设备安全监察条例》的规定,压力容器产品要由有资格的检验机构进行制造过程监督检验,监督检验的具体内容见本书第3章。

1.3.8.4压力容器的安装

(1)概述

压力容器的安装主要分两种情况,一种是将零部件运至现场进行组焊,如大型压力容器的现场组焊和球型储罐的组焊。另一种是将完整压力容器产品运至现场就位,安装到装置系统中。通过安装,压力容器成为系统装置的一部分,而对于需现场组焊的压力容器,安装还是其他制造的继续。

压力容器的安装实行资格许可制度,实施安装的单位应当已取得相应的制造许可证或者取得特种设备安装改造维修许可证。安装单位在施工前,应将安装情况书面报告施工所在地的地、市级质量技术监督部门。安装单位在施工结束后,应向使用单位提供压力容器技术资料和施工质量证明文件。

(2)压力容器安装基本过程

大多数压力容器都是整机出厂的,在安装现场不在进行焊接工作。这些压力容器的安装施工的基本过程为:设备验收→基础施工→安装前准备→就位 →内件安装→清洗、封闭→压力试验→气密性试验→交工验收。

现场组焊的压力容器一般按照制造过程进行控制。 1.3.8.5 压力容器的改造和维修 (1)概述

按照《固定式压力容器安全技术监察规程》的定义,压力容器改造是指改变主要受压元件的结构或者改变圧力容器运行参数、盛装介质、用途等, 压力容器的重大维修是指主要受压元件的更换、矫形、挖补, 以及焊制压力容器筒体的纵向接头、筒节与筒节 (封头) 连接的环向接头,封头的拼接接头,以及球壳间焊接接头的对接接头焊缝的补焊。

压力容器的改造和维修实行资格许可制度,实施改造的单位应当已取得相应的相造许可证或者取得特种设备安装改造维修许可证。实施改造的单位应保证经改造后的压力容器的结构和强度满足安全使用的要求。压力容器改造后,改造单位应当向使用单位提供改造后的图样、施工质量证明文件等技术资料。

压力容器的改造方案和重大维修方案应经原设计单位或具备相应资格的设计单位同意,施工单位在施工前应将改造情況书面告知施工所在地的地、 市级质量技术监督部门。

压力容器改造和重大维修的施工过程,必须经过具有相应资格的特种设备检验检测机构进行监督检验。

(2)有关改造和维修的相关要求

1)压力容器的挖补、更换筒节以及焊后热处理,应当参照相应的设计制造标准制定施

工方案,经技术负责人批准;经无损检测确认缺陷完全清除后,方可进行焊接,焊接完成后应当再次进行无损检测;母材焊补后, 应当打磨与母材齐平;有焊后消除应力热处理要求时, 应当根据补焊深度确定是否需要进行消除应力处理;用焊接方法更换受压元件的和主要受压元件焊补深度大于1 /2厚度的压力容器, 还应当进行耐压试验。

2)改变移动式压力容器的使用条件(介质、温度、压力、用途等)时. 由使用单位提出申请,经省级质量技术监督部门同意后,由具有相应资格的制造单位更换安全附件、重新涂漆和标志;经具有相应资格的检验机构进行内、外部检验并出具检验报告后,由使用单位重新办理使用证。

(3)受压元件维修的注意事项

压力容器内部有压力时.不得进行任何维修。对于特殊的生产工艺过程,需要带温带压紧固螺栓时,或者出现紧急泄漏需进行带压密封时,使用单位应当按照设计规定提出有效的操作要求和防护措施, 并且经过使用单位技术负责人批准。

带压密封作业人员应当经过专业培训考核并且持证上岗,在实际操作时, 使用单位安全管理部门应当派人进行现场监督。 1.3.9压力容器节能知识 1.3.9.1概述

根据《特种设备安全监察条例》,在《固定式压力容器安全技术监察规程》做出了相关规定,要求压力容器的设计应当充分考虑节能降耗原则,并且符合以下要求:充分考虑压力容器的经济性,合理选材,合理确定结构尺寸;对换热容器进行优化设计,提高换热效率,满足能效要求;对有保温或者保冷要求的压力容器,要在设计文件中提出有效的保温或者保冷措施。

压力容器种类很多,但是从节能的优化设计角度来说,目前主要是针对换热器提高换热效率。管壳式换热器是标准化和规范化最早的换热设备,主要有固定管板式、浮头式、U型管式、填料函式等结构形式,这些换热器结构坚固、可靠性高、适应性强,材料范围广,在很多工业部门得以大量使用,尤其在石油、化工、能源等部门中处于主导地位。 1.3.9.2换热器节能的主要问题

(1)提高换热技术受到下列因素的限制:

1)流体热边界层热阻的限制。 2)流体压力损失的限制。 3)扩大传热面积的限制。

(2)换热器节能的主要问题:

1)单位体积换热面积小,紧凑性差。管束中管子之间不能紧密排列,在流通面积相等的条件下,圆形通道虽然流阻最小,但表面积也最小。管壳式换热器的体积大,但总得换热面积小,因此经济效益差。

2)传热系数小,效率低。经过大量研究改进,虽然管壳式换热器的传热系数有所提高,但都是以增大压力损失为代价的,总体而言效率还是很低。

3)可靠性差。高流速下容易产生管束振动,使管子破裂。

4)生产周期长,金属消耗量大。传统管壳式换热器的管束由上千根管子组成,管板直径达3m—5m,且厚度大,钻削精度要求严格,生产周期长,切削量大,材料浪费严重。 1.3.9.3换热器传热技术的发展 (1)管壳式换热器管程结构发展

1)改变传热面积形状。通过对管子进行各种细微的加工,以期在管子壁面上形成有规律的或无规律分布的凸起物,或将管壁本身沿轴向制成的波纹状或螺旋凹肋等。这些强化传热管主要有横纹管、螺旋槽管、缩放管、波纹管、螺旋管、螺旋翅片等。(见图1-41)

(a)横纹(槽)管

(b)螺旋槽管

(c)缩放管

(d)波纹管

(e)螺纹管

(f)螺纹翅片管

图1-41 各种表面强化管的结构

2)管内加内插物,用插入物强化管内单相流体传热,尤其是对强化气体、低雷诺数流体或高黏度流体的传热更为有效。目前管内插入物很多,如螺旋线、纽带、错开纽带、螺旋片和静态混合器等。

(2)管壳式换热器壳程结构的发展

壳程的传热强化研究包括管型与管间支撑物的研究。 根据不同的管束支承结构可分为板式支承、杆式支承、空心坏支承、管子自支撑等几种形式。

1)板式支撑结构的发展。为了使折流板的性能得到改进,研发出了多弓形折流板、整圆形折流板、异形孔析流板、 网状板等。 这些新型折流板支承结构的出现主要是为了使流体由横向流动变为纵向流动,从而尽可能地消除死区,使得传热综合性能得到提高,也使得管

束的抗振性能得到增强。

2) 杆式支撑结构的发展。折流杆换热器是一种以折流杆代替折流板的换热器,如波形析流杆, 因壳程具有与管程流动基本相同的対流传热机理,加上支撑杆形成的涡流流动和折流环区的文丘里效应,所以热力性能优异,且壳程不存在横向流通的阻力,也无来回流动的反向效应,故壳程压降也较低。

3 ) 空心环管壳式换热器。 空心环支承是由我国研发的,它是由直径较小的钢管截成短节,均匀分布在换热管之间的同一截面上,呈线性接触。空心环管壳式换热器取代折流板式换热器使换热器钢材减少35%-50%,气体压降減少30%—40%,已成功应用于硫酸工业与石化工业。

4)螺旋折流板换热器。其设计形式是折流围绕中心管螺旋缠绕,形成整体连续的螺旋折流板结构。

5)自支承结构。管子自支承的共同特点是靠管子自身变形的突出部位相互支承,同时又达到了强化传热功能,主要有刺孔膜片式、螺旋扁管式、变截面管式、新型的管束自支承结构等形式。

1.3.9.4 新型高效换热器的研发方向

(1)非金属材料应用。非金属材料在一定的范围内具有金属材料不可比拟的优点,如石墨材料的导电、导热性能,氟塑料和搪瓷玻璃的耐腐蚀性能,陶瓷材料的耐腐蚀性、耐高温性能等。

(2) 采用数值模拟方法对换热器内流体流动和传热过程进行研究, 预测各种结构对流场及传热过程的影响。

(3) 有源强化传热技术研究。如利用振动、电场方法强化传热的机理研究、 试验研究。 (4 ) 强化结构组合研究。为达到管壳程同时强化的目的,强化结构组合研究将成为近期传热强化技本研究的发展方向。

(5)综合智能监控运行研究。研究建立一种以监测、神经网络和一体化工作站为核心,具有智能监控功能为特征的高效经济运行换热器的监控装置, 通过实时检测换热器冷、热两侧流体运行的有关参数,经过遗传算法优化计算求得其最佳的经济流速,在智能化的实时监控和变频调速下,使换热器能够在除垢期内逼近设计时的高效换热点经济安全运行,并为设备的预知维修和节能减排提供可靠的技术保证 。 1.3.10压力容器的使用 1.3.10.1概述

压力容器的事故一般也都发生在使用过程中,用好压力容器,管好压力容器,是做好压力容器安全工作的关键。在压力容器的使用过程中,运行、维护保养、检验、修理和改造等间或进行,密切相关。以下简要介绍压力容器运行操作知识、压力容器的使用管理要求。 1.3.10.2压力容器运行操作知识 (1)概述

由于工艺条件的不同,压力容器的操作内容、方法、程序与注意事项也不尽一致。一般来说,可将压力容器的操作过程分为设备投用、运行工艺参数控制和停止运行三个阶段。以下化工装置中的压力容器为例说明设备的投运、运行参数的控制、停止运行的相关知识。 (2)设备的投用 1)投用前的准备工作 ①设备的全面检查及验收。 ②设备开工方案的制定及学习。 ③操作人员的操作准备。 2)压力容器及其装置开工 ①吹扫贯通试压。

②圧力容器及装置进料。进料前要关闭所有的放空阀门,按照工艺流程,经规定人员 确认无误后,操作人员方可启动机泵进料。操作人员在操作调整工况阶段,还要特別注意阀门的开启度是否合适。

③试运行中的检查。在试运行的开始前和试运过程中, 一是要对压力容器及装置进行升温过程中的检查,需要热紧的,还要对压力容器及其管道、阀门、附件等按照规定程序进行热紧。二是换热器的启用,应缓慢地先引进冷流后再引进热流,以防因冷热不均而泄程,并对是否泄程进行检查。 (3)运行工艺参数控制

工艺参数一般包括温度、圧力、流量、液位及物料配比等。控制的目的是确保压力容器及装置正常运行,防止出现超温、超压和物料泄漏。有温度控制;投料控制; 圧力的控制;充装量的控制;盛装液化气体的压力容器,要严格控制充装量, 以防止因满液面导致圧力急剧增加而发生爆炸;温度、圧力波动的控制;介质腐性的控制等。 (4)停止运行

正常停止运行时,要制定停工方案, 高温下工作的圧力容器停运中应控制降温速度,低温下工作的压力容器应控制升温速度,对于储存液化气体的容器, 应尽量来取降温的方法降

圧,应清干净剩余物料,停运操作要严格执行工艺流程和准确进行各种操作, 要杜绝火源.。 1.3.10.3 压力容器(不合气瓶)使用安全管理要求

《压力容器使用管理规则》(TSG R5002 -2013)对压力容器的使用安全管理作出较详细的规定,表1-9为压力容器使用安全管理的几个专项技术要求、其余使用安全管理要求见本书第4章。

表1-9压力容器使用安全管理的几个专项技术要求 项目 固定式压力容器工艺操作规程和岗位操作规程内容 装卸连接装置要求 要求 压力容器工艺操作规程和岗位操作规程中必须明确以下内容: 1)操作工艺指标(含工作压力、最高或者最低工作温度)。 2)岗位操作方法(含开、停车的操作程序和注意事项)。 3)运行中重点检查的项目和部位,运行中可能出现的异常现象和防止措施,以及紧急情况的处置和报告程序。 需要在移动式压力容器和固定式压力容器之间进行装卸作业的,其连接装置应当符合以下要求: 1)压力容器于与装卸管道或者装卸软管有可靠的连接方式; 2)有防止装卸管道或者装卸软管拉脱的连锁保护装置; 3)所选用装卸管道或者装卸软管的材料与介质及低温工况相适应,装卸软管的公称压力不得小于装卸系统工作压力的2倍,其最小爆破压力大于4倍的公称压力; 4)装卸软管必须每半年进行一次水压试验,试验压力为1.5倍公称压力,实验结果要有记录和试验人员的签字。 应当立即采取紧急措施的情形 压力容器发生下列异常现象之一的,操作人员应当立即采取紧急措施,并且按照相关规定的程序,及时向本单位有关部门和人员报告: 1)工作压力、介质温度超过规定值,采取措施仍不能得到有效控制的; 2)受压元件发生裂缝、异常形变、泄漏、衬里层实效等危及安全现象的; 3)安全附件失灵、损坏等不能起到安全保护情况的; 4)垫片、紧固件损坏,难以保证安全运行的; 5)发生火灾、交通事故等直接威胁到压力容器安全运行情况的; 6)过量充装、错装的; 7)液体异常,采取措施仍不能得到有效控制的; 8)压力容器与管道发生严重振动危机安全运行的; 9)与压力容器相连的管道发生泄漏,危及安全运行的; 10)真空绝热压力容器外壁局部存在严重结冰、介质压力和温度明显上升的; 11)其他异常情况的

1.3.10.4 移动式压力容器充装、卸载、运输和使用的安全技术要求

移动式压力容器的安全监察环节除设计、制造、检验、使用外,还有充装、卸载、运输方面的安全技术要求。以下简要介绍移动式压力容器充装、卸载、运输和使用的安全技术要求。其中充装单位资格许可的内容详见本书第3章;使用登记的内容详见本书第4章;充装卸载作业人员的要求见本书第3章。

(1)安全使用要求

1)充装易燃、易爆介质的移动式压力容器,在新制造或者改造、维修、检验检测后的首次充装前,必须对罐体或者气瓶内介质进行分析监测,不符合规定的,应当重新进行氨气置换或者抽真空处理,合格后房客投入使用;

2)充装介质对含水量有特别要求的,首次充装前,必须对罐体或者气瓶内含水量进行处理和分析;

3)充装易燃、易爆介质的,卸载后罐体或者气瓶内余压不得小于0.05MPa;

4 ) 来用压差方式卸载时, 接受卸载的固定式压力容器应当设置压力保护装置或者防止压力上升的有效措施;

5)禁止移动式压力容器之间相互装卸作业,禁止移动式压力容器直接向用气设备进行充装;

6)禁止使用明火直接烘烤或者采用高强度加热的方法对移动式压力容器进行升压成者对冷冻的阀门、仪表和管接头等进行解冻。

(2) 充装和卸载的安全管理要求 1)充装和卸载单位的安全管理 ①为操作人员配备必要的防护用品;

②应当具有充装前置换介质的处理措施及其充装后密闭回收介质的设施;

③在通风不良并且有可能发生窒息、中毒等危险场所内的操作或者处理故障、维修等活动,必须有2名以上的操作人员进行作业,配置自给式空气呼吸器,并且来取监护措施; ④在指定部位设置安全警示标志和报警电话;

⑤制定应急专项预案,配备应急救援器材、设备和防护用品;

⑥除上述外,还应当符合公安、消防、安全生产、 环境保护等相关管理部门的规定。 2)装卸用管的要求 ①连接应当可靠;

②有防止装卸用管拉脱的安全保护措施;

③所选用装卸用管的材料与充装介质相容,接触液氧等氧化性介质的内表面需要进行脱脂处理和防止油脂污染措施;

④冷冻液化气体介质的材料能满足低温性能要求;

⑤公称圧力不得小于装卸系统工作压力的2倍,其最小爆破压力大于4倍公称压力; ⑥每半年进行1次耐压试验,试验压力为公称压力的1.5倍,试验结果要有记录和试验人员签字;

⑦装卸用管必须标志开始使用日期, 其使用年限严格按照有关规定执行。 3)装卸前检查

①随车携带的文件和资料应当齐全有效, 并且装卸的介质应与名牌和使用登记资料、标志一致;

②首次充装投入使用并且有置换要求的,应当有置换合格报告或者证明文件; ③购买、充装剧毒介质的,应当有剧毒介质的购买凭证、准购证以及运输通行证; ④随车作业人员应当持证上岗,资格证书有效;

⑤移动式压力容器名牌与各种标志应当符合相关规定,充装介质与罐体或者气瓶涂装标志一致;

⑥移动式圧力容器应当在定期检验有效期内,安全附件应当齐全、工作状态正常;并且在校验有效期内;

⑦压力、温度、 充装量应当符合要求; ⑧各密封面的密封状态应当完好无泄漏;

⑨易燃、易爆介质作业现场应当采取防止明火和防静电精施。 4)装卸过程控制

①接照指定位置停车,汽车发动机必须熄火,切断车辆总电源,并且采取防止车辆滑动的有效措施;

②装卸易燃易爆介质前,导静电装置与装卸台接地线进行连接; ③装卸接口的盲法兰必须在其内部压力泄尽后卸除;

④使用充装单位的专用装卸用管进行充装,不得使用随车携帯的装卸用管进行充装; ⑤装卸不允许与空气混合的介质前,进行管道吹扫或者置换;

⑥配置紧急切断装置的,操作人员必须位于紧急切断装置的远控系统位置, 配置装卸连锁报警保护装置的, 该装置处于完好状态;

⑦装卸时的压力、温度、流速符合相关标准和技术规范要求,超过规定指标时必须迅速采取有效措施;

⑧充装量不得超过核准的最大通行充装量,严禁超装.错装。 5)装卸后检查

①移动式压力容器上与装卸作业相关的操作阀门应当处于闭止状态, 装卸连接口安装的盲法兰等装置应当符合要求;

②压力、温度、充装量应当符合要求; ③所有密封面、阀门、接管等应当无泄漏; ④安全附件、装卸附件应当完好;

⑤充装冷冻液体的,其罐体外壁不应存在结露、结霜现象; ⑥移动式压力容器与装卸台的所有连接件应当分离。 6)禁止装卸作业要求

①遇到雷雨、风沙等恶劣天气;

②附近有明火、充装单位内设备和管道出现异常工況等危险情况; ③移动式圧力容器或者安全附件、装卸附件等有异常;

④移动式压力容器充装证明资料不齐全、检验检查不合格、内部残留介质不详以及存在其他危险情况。 (3)运输安全作业要求

1) 公路危险货物运输过程中, 除按照有关规定配备具有驾驶人员、 押运人员资格的随车人员外,还需配各具有移动式压力容器操作资格的特种设备作业人员,对运输过程进行监护 。

2) 运输过程中,任何操作阀门必须置于闭止状态。

3) 快装接口安装盲法兰或者等效装置。

4)充装冷冻液化气体介质的,停放时间不得超过其标志维持时间。 5)罐式集装箱或者管束式集装箱按照规定的要求进行吊装和堆放。 6) 随车携带的文件和资料; ①《使用登记证》及电子记录卡;

②《特种作业人员证》和有关管理部门的从业资格证; ③液面计指示值度与液体溶剂对照表 (或者温度与压力对照表): ④移动式压力容器装卸记录; ⑤事故应急专项预案。

1.3.10.5 气瓶充装、运输、储存、经销和使用的安全技术要求 与其他承压类特种设备不同,气瓶的安全监察环节除设计、制造、检验、使用外,还有充装、运输、储存、经销方面的安全技术要求。以下简要介绍气瓶充装、运输、储存、经销和使用的安全技术要求。其中气瓶充装单位资格许可的内容详见本书第3章;气瓶使用登记的内容详见本书第4章;气瓶充装作业人员的要求见本书第3章。

( 1 ) 气瓶充装单位义务及对充装的安全管理要求

1) 气瓶充装单位义务: ①向气体消费者提供气瓶,并对气瓶的安全全面负责 ②负责气瓶的维护、保养和颜色标志的涂敷工作;

③按照安全技术规范及有关国家标准的规定. 负责做好气瓶充装前的检查和充装记录,并对气瓶的充装安全负责;

④负责对充装作业人员和充装前检察人员进行有关气体性质、气瓶的基础知识、潜在危险和应急处理措施等内容的培训;

⑤负责向气瓶使用者宣传安全使用知识和危险性警示要求. 并在所充装的气瓶上粘贴符合安全技术规范及国家标准规定的警示标签和充装标签;

⑥负责气瓶的送检工作,将不符合安全要求的气瓶送交地(市)级或地(市)级以上质量技术监督部门指定的气瓶检验机构报废销毁;

⑦配合气瓶安全事故调查工作。

车用气瓶、呼吸用气瓶、灭火用气瓶、非重复充装气瓶和其他经省级质量技术监督部门同意的气瓶充装单位,应当履行上述第③、④、⑤、⑦项义务。

2)气瓶充装的安全管理要求

①气瓶建档

充装单位应当采用计算机对所充装的自有产权气瓶进行建档. 并向当地质量技术监督部门办理气瓶使用登记手续,对经使用登记的气瓶负责涂敷充装站标志、气瓶编号和打充装站标志钢印。 鼓励采用条码等先进信息化手段对气瓶进行管理。

②充装检查要求

气瓶充装前.充装单位应有与人专人对气瓶逐只进行充装前的检查,确认瓶内气体并做好记录。

③充装安全要求 充装时,充装人员应按有关安全技术规范和国家标准规定进行充装.对未列入安全技术规范或国家标准的气体,应当制定企业充装标准,按标准规定的充装系数或充装压力进行充装, 禁止对使用过的非重复充装气瓶再次进行充装。

气瓶充装单位应当保证充装的气体质量和充装量符合安全技术规范规定及相关标准的要求。

④禁止充装情況 具有下列情況的气瓶,禁止进行充装: a)无制造许可证单位制造的气瓶;

b)未经质量技术监督部门安全监察机构批准认可的进口气瓶; d)属于下列情况之一的气瓶,应先进行处理,否则严禁充装:

钢印标记、颜色标记不符合规定, 対瓶内介质未确认的; 附件损坏、不全或不符合规定的;瓶内无剩余压力的;超过检验期限的;经外观检查.存在明显损伤,需进一步检验的;氧化或强氧化性气体气瓶沾有油脂的;易燃气体气瓶的首次充装或定期检验后的首次充装,未经置换或抽真空处理的; 乙炔气瓶瓶内溶剂重量不符合 《溶解乙炔气瓶充装规定》(GB13591)要求的;乙炔气瓶首次充装或经装卸瓶阀、易熔合金塞后,未经置换合格的。

⑤充装记录

a)气瓶充装记录内容至少应包括: 气瓶编号、气瓶容积、实际充装量、发现的异常情況、 检查者、 充装者和复称者姓名或代号、 充装日期。记录应妥善保存、备查。

b)乙炔气瓶充装记录内容至少应包括:充装前检查结果、充装日期、充装间室温、乙炔瓶编号、皮重、实重、剩余压力、剩余乙炔量、溶剂补加量、乙炔充装量、静置后压力、发生的问题及处理结果、操作者签字等。乙炔瓶充装记录应至少保留12个月。

⑥气瓶充装标签

气瓶充装单位必须在每只充气气瓶上粘贴符合《气瓶警示标签》(GB16804)的警示标签和充装标签。

(2)气瓶的运输

气瓶的运输应当符合以下要求:

1)气瓶的运输单位,必须严格遵守国家化学危险品运输的有关规定。应当制定相应的气瓶安全管理制度,并有专人负责气瓶安全工作。

2)运输和装卸气瓶时,必须配戴好气瓶瓶帽(有防护罩的气瓶除外)和防震圈 (集装气瓶除外)。

3)瓶内气体相互接触可引起燃烧、爆炸、产生毒物的气瓶.不得同车(厢)运输;易燃、易爆、腐蚀性物品或.与瓶内气体起化学反应的物品,不得与气瓶一起输。

4)采用车辆运输时,气瓶应妥善固定。运输可燃气体气瓶时,严禁烟火。运输工具上应备有灭火器材。

5)夏季运输应有遮阳设施,避免曝晒; 在城市的繁华地区应避免白天运输。 6) 运输企业应制订事故应急措施, 驾驶员和押运员应会正确处理。 (3)气瓶的储存

气瓶的储存应当符合以下要求:

1) 储存充气气瓶的单位. 必须严格遵守国家危险品储存的有关规定。应当制定相应的气瓶安全管理制度和事故应急处理措施, 并有专人负责气瓶安全工作。

2)储存充气气瓶的单位应当有专用仓库存放气瓶。,气瓶仓库应当符合《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)的要求,气瓶存放数量应符合有关安全规定。

3)空瓶与实瓶应分开放置,并有明显标志,毒性气体气瓶和瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸、产生毒物的气瓶,应分室存放,并在附近设置防毒用具或灭火器材。

4)气瓶放置应整齐,佩戴好瓶帽。立放时,要妥善固定; 横放时,头部朝同一方向。 5)严禁乙炔瓶与氧气瓶、 氯气瓶及易燃物品同室储存。 (4)瓶装气体的销售

1) 瓶装气体销售的单位,必须严格遵守国家有关规定。应当制定相应的气瓶安全管理制度, 并有专人负表气瓶安全工作。

2)瓶装气体的销售单位应当销售取得气瓶许可的单位充装的瓶装气体,气体使用者应当购买已取得气瓶充装许可的单位充装的瓶装气体。

(5)气体的销售和购置

气瓶销售单位应当销售具有制造许可证的企业制造的合格气瓶。气瓶充装单位应当购买具有制造许可证的企业制造的合格气瓶,鼓励气瓶制造单位将气瓶直接销售给取得气瓶充装许可的充装单位。

(6)对气瓶使用者的要求

1)严格按照有关安全使用规定正确使用气瓶;

2)不得对气瓶瓶体进行焊接和更改气瓶的钢印或者颜色标记了; 3)不得使用已报废的气瓶;

4)不得将气瓶内的气体向其他气瓶倒装或直接由罐车对气瓶进行充装; 5)不得自行处理气瓶内的残液。 1.3.10.6 医用氧舱使用管理要求

医用氧舱作为一种特殊的压力容器,确保其安全使用,更有其特別重要的现实意义。与其他压力容器相比.无论从其结构、用途上,还是从使用环节的监察上,都有其自身的特殊性。

(1)医用氧舱购置要求

医疗机构购置医用氧舱前,必须向医疗机构所在地的地(市)级卫生行政部门提出设置申请。进行设置审核,由省级卫生行政部门批准,并颁发《医用氧舱设置批准书》。 使用单位必须向取得国家质检总局颁发的《A5级压力容器制造许可证》 的单位购买医用氧舱。进口医用氧舱时,国外制造单位应按《进口锅炉压力容器安全质量许可制度实施办法》有关规定,取得国家质检总局对其进行的进口压力容器安全质量许可;医用氧舱产品应按《中华人民共和国进出口锅炉压力容器监督管理办法(试行)》的要求,进行产品安全性能监督检查,产品质量应不低于《医用氧舱安全管理规定》和GB/T12130或相应标准的要求。

取得《医疗机构执业许可证》者,方可开展医用氧舱医疗业务。 (2)医用氧舱维护保养的要求

单、双人医用氧舱使用单位应配备医用氧舱维护管理人员,负责医用氧舱日常维护保养;多人医用氧舱的使用单位应配备具有中专或相当于中专以上的学历的机电专业水平的医用氧舱维护管理人员,负责医用氧舱日常维护保养、使用单位应配备满足日常维护保养需要的专用维修器材、工具和物料,确保医用氧舱处于正常状态。 (3)医用氧舱相关人员要求

医用氧舱使用单位应执行医务人员三级负责制:操作人员必须经卫生部门指定的机构进行培训和考核,取得相应资格证后,方可上岗操作;医用氧舱维护管理人员(指从事医用

氧舱日常操作、维修及其管理的人员)必须经国家质检总局特种设备局认可的机构培训、考核,并取得资格证后,方可上岗工作。 (4)医用氧舱应急演练的要求

医用氧舱使用单位必须制订紧急情况时的处理措施和方案,并应定期(至少每6个月一次)进行演练。

(5)对医用氧舱使用单位的其他要求

1)医用氧舱使用单位应配备满足日常维护保养需要的专用维修器材、 工具和物料; 2) 医用氧舱使用单位应结合本单位情況,制定医用氧舱安全管理、安全操作和岗位责任等制度;

3)医用氧舱使用单位须向进舱人员进行安全教育,进舱人员不得携带火种和易燃、易爆物品,不得穿戴能产生静电的服装、鞋、帽。严禁沾染油脂的物品置于舱内;

4)空气加压舱舱内氧浓度必须控制在25%以下;超过时必须进行转换,转换3min后如达不到要求,应立即停止使用.并采取相应处理情施;

5)医用氧舱使用单位不得自行改变舱体结构、供(排)氧系统和供(排)气系统;也不得自行改变原设计的医用氧舱加压介质和増加舱内吸氧面罩。 1.3.11 压力容器的常见事故 1.3.11.1 压力容器事故的特点

压力容器事故按照容器失去密封介质能力的特征可分为爆炸和泄漏两大类。所谓爆炸,是指容器内压力在瞬间内急剧释放到大气压力,并引起巨大响声的能量释放过程。而所谓泄漏,是指工作介质从承压元件内向外漏出或其他物质由外部进入承压原件内部的现象,其间,有压力的变化,这个压力变化可能持续一段时间,有时压力变化不剧烈。通常所说的压力容器爆炸,一般伴随着容器的破裂,而不同程度的破裂则可能引起爆炸或者泄漏两种不同的结果。

参照《企业职工伤亡事故分类》(GB6441-l986)的规定.与压力容器相关的事故有容器爆炸、中毒和窒息、火灾、物体打击、灼烫、触电等事故。容器爆炸可引起中毒、火灾、物体打击、灼烫、触电等事故。容器泄漏如果漏出的物质是易燃、易爆、有毒物质,可引起气体爆炸、中毒、火灾、灼烫等事故。此外,泄漏还会引起腐蚀或环境污染。容器检验、检修时,如果置换通风不良会造成其内部缺氧,人进入容器内会发生窒息事故,另外,某些化学介质气体在空气中所占比例较高时,也能使人窒息。除了上述事故外,容器的过度变形、鼓包、严重腐蚀、过度的蠕变变形、几何形状受压失衡变形、金属材料长期使用劣化等,尽管没有

发生爆炸和泄漏,也会导致容器不能继续使用或者被迫停止运行。 1.3.11.2 压力容器的破裂形式及主要研究方法

通常将压力容器的破裂形式分成韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂、 蠕变破裂、复合型破裂。

压力容器韧性破裂后有明显塑性变形,爆炸时一般不产生碎片。压力容器脆性破坏的宏观特征是变形量很小,发生脆断时经常爆裂成碎片。如果压力容器所受的载荷(包括机械载荷和热载荷)是交变的,即呈周期性变化的,在结构的某些应力集中部位就可能引起疲劳破裂。压力容器的腐蚀从腐蚀机理上说有电化腐蚀与化学腐蚀两大类,其常见的腐蚀类型有均匀腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、冲蚀、缝隙腐蚀、氢腐蚀、双金属腐蚀等8种,其中前5种腐蚀对压力容器的安全威胁较大。压力容器的蠕变破坏是由蠕变引起的,所谓蠕变,系指当金属的温度高于某一限度时, 即使应力低于屈服极限,材料也能发生缓慢的塑性变形。这种塑性变形经长期积累, 最终也能导致材料破坏, 这一现象被称为蠕变破坏。

压力容器破裂型式的主要研究方法有宏观分析(主要进行宏观变量的测量)、断口分析( 观察容器破裂后断口的外貌,分宏观与显微两种分析方法)和材料理化分析。 1.3.11.3 容器爆炸危害简介

(1)爆炸的特点

爆炸是一种极其迅速的、物理的或化学的能量释放过程,在这一过程中,系统的内在势能转变为机械能及光和热的辐射等。压力容器破裂时, 容器内高压气体解除了外壳的约束, 迅速膨胀并以很高的速度释放出内在能量。

(2) 容器爆炸的危害

圧力容器破裂型引起的气体爆炸, 虽然不像一般炸药那样能形成 3000℃-5000℃的高温和数十万个大气压力的高压,但是,如果容器的工作压力较高,则爆炸能量也会很大。 而且产生的危害也是多方面的。

容器破裂时,气体膨胀所释放的能量, 一方面使容器进一步开裂,并使容器或其所裂成的碎片以比较高的速度向四周飞散, 造成人身伤亡或撞坏周围的设备等。另一方面, 它的更大一部分能量对周围的空气作功,产生冲击波,冲击波除能直接伤人外,还可以摧毁厂房等建筑物, 产生更大的破坏作用。

如果容器的工作介质是有毒的气体, 则随者容器的破裂, 大量的毒气向周围扩散, 产生大气污染 ,并可能造成大面积的中毒区,更严重的是容器内盛装的是可燃液化气体,在容器破裂后,它立即蒸发并与周围的空气相混合形成可爆性混合气体,遇到明火、容器碎片

撞击设备产生的火花或高速气流所产生的静电作用, 会立即产生化学爆炸,即通常所说的容器二次爆炸。它产生的高温燃气向周围扩散,并引起周围可燃物燃烧,会造成大面积的火灾区。

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容