第一篇:压力容器安全操作技术培训教案
培训教案
压力容器安全操作技术 压力容器基本知识
编制人:
压力容器安全操作技术 压力容器基本知识
第一节 压力容器简介
压力容器是化工生产中不可缺少的设备,作为操作人员,保证压力容器安全运行是自己应尽的职责。下面就简要介绍一些基本知识。
一、压力 在物理学上把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。单位面积所受的力称之为压强。
P(压强)=F(压力)/S(受力面积)
力的国际基本单位是“牛顿(N)”;
面积的国际基本单位是“米2(m2)”;
压强的国际基本单位是“帕斯卡”,简称“帕”,用“Pa”表示。1帕斯卡=1牛顿/米2,即1 Pa=1 N/ m2。
在生产实践中,习惯上说的压力就是指物理学中的压强。人们习惯用的单位有“公斤”,实际指的是“公斤力/厘米2”,1公斤力/厘米2=10000公斤力/米2=9.8×104 Pa
在今后的工作中未做特别说明则所说的压力就是指压强。
常用的压力单位有:
大气压 1大气压=1.013×105 Pa=760毫米汞柱
巴 1巴=1×105 Pa
1公斤力/厘米2=9.8×104 Pa≈1×105 Pa=0.1M Pa
绝对压力、表压力与负压力。P绝(a)=P表+P大气
二、压力容器的定义 容器是指由曲面构成用于盛装物料的空间构件。工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备,称压力容器。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。
三、压力容器的压力源
1.源于外部:压力的产生和增大来源于蒸汽锅炉或气体压缩机。
2.源于内部:
(1)容器内介质的聚集状态发生改变;
(2)气体介质在容器内受热,温度升高;
(3)介质在容器内发生体积增大的化学反应等。
四、压力容器界限
1.划分压力容器的界限应考虑的因素主要是事故发生的可能性与事故危害性的大小两方面。
2.我国压力容器管制界限范围为了与一般容器(常压容器)相区别,只有同时满足下列三个条件的容器,才称之为压力容器:
(1)最高工作压力≥9.8104Pa(1Kgf/cm2);
(2)容积≥25L,且工作压力与容积之积≥200L.Kgf/cm2(1960104L.Pa);
(3)介质为气体、液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。
五、压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。
压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外,还配有安全装置、压力表、液位计及完成不同生产工艺作用的内件。
压力容器由于密封、承压及介质等原因,容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。目前,世界各国均将其列为重要的监检产品,由国家指定的专门机构,按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。
第二节压力容器的工艺参数
压力容器的工艺参数是由生产的工艺要求确定的,是进行压力容器设计和安全操作的主要依据。压力容器的主要工艺参数为压力和温度。
一、压力
1.工作压力。工作压力也称操作压力,是指容器顶部在正常工艺操作时的压力(即不包括液体静压力)。
2.最高工作压力。是指容器顶部在工艺操作过程中可能产生的最大表压力(即不包括液体静压力)。压力超过此值时容器上的安全装置就要动作。如安全阀起跳,爆破板爆破等。
3.设计压力。是指在相应设计温度下用以确定容器计算壁厚及其元件尺寸的压力。一般取设计压力等于或略高于最高工作压力。
«压力容器安全监察规程»规定容器的设计压力,应略高于容器在使用过程中的最高工作压力。装有安全装置的容器,其设计压力不得小于安全装置的开启压力或爆破压力。
«钢制石油化工压力容器设计规定»规定容器的设计压力,应略高于或等于最高工作压力。针对不同的情况,提出了如下几种确定设计压力的方法。
(1)当容器上装有安全泄放装置时,取安全泄放装置的开启压力作为设计压力。
(2)当单个容器上无安全泄放装置,而在工艺系统中装有安全泄放装置时,可根据容器在系统中的工作情况,以最高工作压力增加适当裕度作为设计压力。裕度取值无明文规定,但多数设计者往往取最高工作压力的1.05~1.1倍为设计压力。
(3)当容器内为爆炸性介质时,容器的设计压力根据介质特性、爆炸前的瞬时压力,爆破膜的破坏压力以及爆破膜的排放面积与容器中气相容积之比等因素作特殊考虑。爆破膜的实际爆破压力之差,应在±5%范围之内。实际上,对于这种工况,国内设计多取最高工作压力的1.15~1.3倍作为设计压力。
(4)对装有液化气体的容器,应根据充装系数和可能达到的最高温度确定设计压力。
(5)外压容器,应取不小于在正常工作过程中任何时间内可能产生的最大内外压力差为设计压力。
(6)真空容器,按外压容器设计,当装有安全控制装置时,取最大内外压力差的1.25倍或0.1MPa(1㎏f/cm2)两者中的较小者为设计压力;当未安装安全控制装置时,设计压力取0.1MPa(1㎏f/cm2);对带有夹套的真空容器,按上述原则再加夹套内压力为设计压力。
二、温度
1.介质温度。系指容器内工作介质的温度,可以用测温仪表测得。
2.设计温度。压力容器的设计温度不同与其内部介质可能达到的温度,系容器在正常工作过程中,在相应设计压力下,表壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。«设计规定»对设计温度的选取有如下规定:
(1)当容器的各个部位在工作过程中可能产生不同温度时,可取预计的不同温度作为各相应部位的设计温度。
(2)对有内保温的容器应作壁温计算或以工作条件相似容器的实测壁温作为设计温度,并需在容器壁上设置测温点或涂以超温显示剂。
值得注意的是,只有当工作温度低于-20oC时,才按最低温度确定设计温度。除此而外,设计温度一律按最高温度选取。
第三节 压力容器的分类
压力容器的分类方法很多,从使用、制造和监检的角度分类,有以下几种。
一、按承受压力的等级分为:
1.低压容器0.1≤P<1.6MPa;2.中压容器1.6≤P<10MPa;
3.高压容器10≤P<100MPa;4.超高压容器P。
二、按盛装介质分为:
1.非易燃、无毒;2.易燃或有毒;3.剧毒。
三、按工艺过程中的作用不同分为:
①反应容器:用于完成介质的物理、化学反应的容器。
②换热容器:用于完成介质的热量交换的容器。
③分离容器:用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。
④贮运容器:用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。
在一种容器中,如同时具有两个以上的工艺作用原理时,应按工艺过程中的注意作用来划分。
四、为了更有效地实施科学管理和安全监检,我国《压力容器安全监察规程》中根据工作压力、介质危害性及其在生产中的作用将压力容器分为三类。并对每个类别的压力容器在设计、制造过程,以及检验项目、内容和方式做出了不同的规定。
为有利于安全技术监督和管理,将本规程适用范围内的压力容器划分为三类(压力等级和品种的划分,见附件一):
1.低压容器(本条第2、3款规定的除外)为第一类压力容器。
2.下列情况之一为第二类压力容器:(1)中压容器(本条第3款规定的除外);
(2)易燃介质或毒性程度*为中度危害介质的低压反应容器和储存容器;
*1.易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%,或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的气体,如:一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、环氧乙烷、环丙烷、氢、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烯、甲烷等。
*2.介质的毒性程度参照GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》的规定,分为四级,其最高容许浓度分别为:
(1)极度危害(Ⅰ级)<0.1mg/m3 ;
(2)高度危害(Ⅱ级)0.1~<1.0mg/m3;(3)中度危害(Ⅲ级)1.0~<10mg/m3;(4)轻度危害(Ⅳ级)≥10mg/m3。举例:
Ⅰ、Ⅱ级棗氟、氢氰酸、光气、氟化氢、碳酸氟氯等;Ⅲ级棗二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氢等;Ⅳ级棗氢氧化钠、四氟乙烯、丙酮等。
*3.压力容器中的介质为混合物质时,应以介质的组成并按本注的毒性程度或易燃介质的划分原则,由设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门,决定介质毒性程度或是否属于易燃介质。
(3)毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器;
(4)低压管壳式余热锅炉(管壳式余热锅炉是指本规程第三条所述烟道式余热锅炉之外的、结构类似压力容器、并按压力容器标准、规范进行设计和制造的余热锅炉);
(5)搪玻璃压力容器。
3.下列情况之一为第三类压力容器:
(1)毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器和P•V值大于等于0.2MPa•m3的低压容器;其中P指设计压力。(2)易燃或毒性程度为中度危害介质且P•V大于等于0.5MPa•m3 的中压反应容器和P•V大于等于10MPa•m3 的中压储存容器;
(3)高压、中压管壳式余热锅炉;(4)高压容器。压力容器常用的钢材
一、对选用钢材的要求 用来制造压力容器的钢材应能适应容器的操作条件(如温度、压力、介质特性等),并有利于容器的加工制造和质量保证。具体选用时,重点应考虑钢材的机械性能、工艺性能和耐腐蚀性。
1.机械性能。用于制造压力容器的钢材主要强调其强度、塑性、韧性三个性能指标。
(1)强度 物体的原子间存在着的相互作用力称为内力,这是物体所固有的。当对物体施加外力时,在物体内部将引起附加的内力,这一附加内力会随着外力的加大而相应的增加。我们把物体单位面积上所受的附加力称为应力。对于某一材料来说,所能承受的应力有一定的限度,超过了这个限度,物体就会破坏,这一限度就称为强度。在此,我们也可以将物体的强度简单说成能承受外力和内力作用而不被破坏的能力。
概念:a.抗拉强度――钢材试样在拉伸试验中,拉断前所承受的最大应力。
b.屈服极限(又称屈服强度)――试样拉伸过程中,拉力不增加(甚至有所下降),还继续显著变形的最小应力。有些钢材无明显临界屈服点,则规定其发生0.2%残余伸长变形的应力为“条件屈服极限”,以Ó0.2表示。
c.蠕变极限――在一定温度和恒定拉力负荷下,试样在规定的时间间隔内的蠕变变形量或蠕变速度不超过某规定值时的最大应力。例如,在«钢制石油化工压力容器设计规定»中采用的“Ótn”,是指在tOC温度条件下,经过10万小时后的总变形量为1%的蠕变极限。
d.持久强度,对于应力容器来讲,失效的形式主要是破坏而不是变形,所以要有一个能更好地反映高温元件失效特点的强度指标――持久强度:试样在给定温度下,经过规定时间发生断裂的应力。在«钢制石油化工压力容器设计规定»中用“ÓtD”表示,即tOC温度下,经过10万小时而断裂应力。
(2)塑性 指金属材料发生塑性变形的性能。
(3)韧性 表征材料抵抗脆性断裂的能力。
2.工艺性能。即冷塑性变形能力和可焊性。碳钢和普通低合金钢含碳量分别小于0.3%和025时,一般都具有良好的可焊性。对于合金钢,可焊性与其碳当量有关,一般认为,碳当量不超过0.45%的合金钢具有良好的可焊性。
3.耐腐蚀性。指材料在使用条件下抵抗工作介质腐蚀的能力。压力容器在使用过程中接触腐蚀性介质时会受到腐蚀,其用钢要求具有良好的耐蚀性。金属的耐腐蚀性(一般腐蚀,或称连续腐蚀)通常按腐蚀速率(毫米/年)评定。
二、压力容器常用钢材及使用范围
1.碳钢。含碳量<2.06%的铁碳合金为碳钢,具有适当的强度和塑性,工艺性能良好,价格低廉,因而被广泛用来制造一般的中、低压容器。如Q235、20g等。
2.低合金钢。如16MnR,15MnVR等
3.特殊条件下使用的容器用钢
(1)低温(<-20OC)容器用钢要求在最低使用温度下仍具有良好的韧性,以防止容器在运行中发生脆性破裂。
深冷容器常用高合金钢制造,如0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti,其使用温度下限可达-196 OC。低温容器还常用Al、Cu等金属制造,其特点是低温韧性好。
(2)高温容器用钢,碳钢Q235R、20g等可以用到475 OC,而其它普通碳钢一般只能用到400 OC。使用温度在400~500 OC范围内的容器,一般可选用锰钒钢、锰钼钒钢等低合金钢,如15MnVR,14MnMoVg等;使用温度为500~600 OC时,可选用铬钼低合金钢,如15CrMo、12CrMo1等;使用温度为600~700OC时,则可选用镍铬高合金钢,如0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti等。
(3)抗氢腐蚀用钢,根据国内外的使用经验,工作压力为300大气压、介质含氢的压力容器,可以根据不同的使用温度选用下列一些钢材:低于200 OC时可选用优质碳钢,如10号钢;低于350OC时可用铬钼低合金钢,如15CrMo、30CrMo;低于450OC时可用铬钼合金钢,如Cr6Mo。更高的温度下使用时可选用含钒量0.5%的铬钼合金钢。
(4)在醋酸工业中使用的耐腐蚀材料有锆702(容器)、锆705(紧固件)、哈氏B2、哈氏B3、哈氏G、哈C-276及不锈钢304、304L、316、316L等。由于锆及哈氏合金价格昂贵,因此在做压力较高及器壁较厚的容器时往往使用复合板,复合板由两层或三层构成。如反应器材料就是由锆-钛-碳钢复合板制造而成。第五节 压力容器的应力及其对安全的影响
应力容器在使用过程中承受着各种载荷并相应的产生各种应力。
各种载荷所产生的应力
1.由压力而产生的应力。这往往是确定容器壁厚的唯一因素。
2.由重力产生的应力。容器、附属设备及介质重力引起的应力。
3.由温度而引起的应力。温度变化引起各部分变形(收缩或膨胀)要求不一致,从而产生应力
4.风载荷产生的应力。安装在室外的塔器,大多数是支承式的,在风力作用下,塔体就会随风向发生弯曲变形,使迎风面产生拉伸应力,而背风面则产生压缩应力。
除上述载荷引起的应力外,还有地震、在容器侧旁或顶部装置的重量较大的附属装置等均会使容器壁产生相应的应力。
应力对容器安全运行的影响
不同的载荷使容器产生的应力或者由同一种载荷在容器各部位引起不同类型的应力。
有些应力分布在容器的整个截面上,它使容器发生整体变形,且随着应力增大容器变形加剧,当这些应力达到材料的屈服极限时,容器即产生显著的塑性变形,若应力继续增加,容器则因过度的塑性变形而最终破裂。由容器内的压力而产生的薄膜应力就是这样一种应力。因其能直接导致容器的破坏,所以是影响容器安全最危险的一种应力。
有些应力只产生在容器的局部区域内,也能引起容器变形,当应力增大到材料的屈服极限时,局部地方还可能
产生塑性变形,但由于相邻区域应力较低,材料处于弹性变形,使这局部地方的塑性变形受到制约而不能继续发展,应力将重新分布。一般温度应力和总体结构不连续处的弯曲应力就是这样一种应力。在这种应力作用下,容器的加载与卸载循环次数不需太多,就会导致容器破坏,因此对容器的安全也构成重要影响。
有些由应力集中而次数的局部应力,只局限在一个很小的区域内,因为这种应力衰减的快,在其周围附近会很快消失,因受到相邻区域的制约,基本上不会使容器次数任何重要变形。如容器壁上的小孔或缺口附近的应力集中就是这样一种应力。这种类型的应力虽不会直接导致容器破坏,但可使韧性较差的材料发生脆性破坏,也会使容器发生疲劳破坏。故对容器安全也有一定影响。
从上分析可知,不同应力对压力容器安全的影响虽然不同,但都可能导致容器破坏。为了防止在使用过程中压力容器早期失效或发生破裂而导致严重的破坏事故,对容器在各种载荷下可能产生的各类型的应力都不需加以控制而把它限制在允许范围内。要做到这一点,除设计人员精心设计外,操作人员认真操作,保持工况稳定,不超温、不超压也是十分重要的。压力容器结构
第一节 压力容器的基本构成
压力容器的结构形式是多种多样的,它是根据容器的作用、工艺要求、加工设备和制造方法等因素确定的。
容器的结构是由承受压力的壳体、连接件、密封元件和支座等主要部件组成。此外,作为一种生产工艺设备,有些压力容器,如用于化学反应、传热、分离等工艺过程的压力容器,其壳体内部还装有工艺所要求的内件。
壳体 壳体是压力容器最主要的组成部分,是贮存物料或完成化学反应所需要的压力空间,其形状有圆筒形、球形、锥形和组合形等,但是最常用的是圆筒形和球形两种。
1.圆筒形壳体。其形状特点是轴对称,圆筒体是一个平滑的曲面,应力分布比较均匀,承载能力较高,且易于制造,便于内件的设置和装拆,因而获得广泛的应用。圆筒形壳体由一个圆柱形的筒体和两端的封头或端盖组成。
(1)筒体 筒体直径较小时(一般<500mm),可用无缝钢管制作;直径较大时,可用钢板在卷板机上先卷成圆筒,然后焊接而成。随着容器直径的增大,钢板需要拼接,因而筒体的纵焊缝条数增多。当壳体较长时,因受钢板尺寸的限制,需要两个或两个以上的筒体(此时每个筒体称为筒节)组焊成所需长度的筒体。为便于成批生产,筒体直径的大小已标准化。对焊接筒体,表中公称直径(Dg)是指它的内径;而无缝钢管制作的筒体,表中公称直径则是指它的外经。
表2-1
筒体的公称直径
300(350)400(450)
500(550)
600(650)
700 800
900 1000(1100)
1200(1300)1400(1500)
1600(1700)
1800
(1900)
2000(2100)
2200(2300)
2400 2600 2800 3000 3200
3400 3600 3800 4000
表2-2用无缝钢管作筒体的公称直径
筒体公称直径
159 219 273 325 377 426
所用无缝钢管的公称直径
200 250 300 350 400
(2)封头与端盖。凡与筒体焊缝连接而不可拆的,称为封头;与筒体以法兰等连接而可拆的则称为端盖。根据几何形状不同,封头可分为半球形、椭圆形、碟形、有折边锥形、无折边锥形和平板封头(也称平盖)等数种。对于组装后不再需要开启的容器,如无内件或虽有内件而不需要更换、检修的容器,封头和筒体采用焊接连接形式,能有效地保证密封,且节省钢材和减少制造加工量。对需要开启的容器,封头(端盖)和筒体的连接应采用可拆式的,此时封头和筒体之间必须装置密封件。
2.球形壳体。容器壳体呈球形,又称球罐。其形状特点是中心对称,具有以下优点:受力均匀;在相同的壁厚条件下,球形壳体的承载能力最高,即在同样的内压下,球形壳体所需要的壁厚最薄,仅为同直径同材料圆筒形壳体壁厚的(不计腐蚀裕度);在相同容积条件下,球形壳体的表面积最小。壳壁薄和表面积小,制造时可以节省材料,如制造容积相同的容器,球形的要比圆筒形的节省约30~40%的钢材。此外,表面积小,对于用作需要与周围环境隔热的容器,还可以节省隔热材料或减少热的传导。所以,从受力状态和节约用材来说,球形是压力容器最理想的外形。但是,球形壳体也存在某些不足:一是制造比较困难,工时成本较高,往往需要采用冷压或热压成形法。对于小型球形壳体,可先冲压成两个,然后再组焊成一个整球,由于半球的冲压深度深,钢材变形量大,不仅需要大型的冲压设备,而且容易产生冲压裂纹和过大的局部壳壁减薄;对于大型球形壳体,往往需要先压制成若干
个球瓣,然后再将众多的球瓣组焊成一个整球,球瓣的成形和组焊都是比较困难的,容易发生过大的角变形和焊接残余应力,有的还会产生焊接裂纹;对于超大型的球形壳体,由于运输等原因,首先在制造厂压好球瓣,然后运到现场组装,由于施工条件差,质量更不易保证。二是球形壳体用于反应传质或传热容器时,既不便于在内部安装工艺内件,也不便于内部相互作用的介质流动。由于球形容器的上述不足,所以其使用受到一定的限制,一般只用于中、低压的贮存容器,如液化石油气贮罐、液氨贮罐等。此外,有些用蒸汽直接加热的容器,为了减少热损失,有时也采用球形壳体,如造纸工艺中用于蒸煮纸浆的“蒸球”等。
其它形状的壳体,如锥形壳体,因为用的较少,故不作介绍。
二、连接件 压力容器中的反应、分离、换热等容器,由于生产工艺和安装检修的需要,封头和筒体需采用可拆连接结构时就要使用连接件。此外,容器的接管与外部管道连接也需要连接件。所以,连接件是容器及管道中起作用的部件,一般均采用法兰螺栓连接结构。
法兰通过螺栓起连接作用,并通过拧紧螺栓使垫片压紧而保证密封。用于管道连接和密封的法兰叫管法兰;用于容器端盖和筒体连接后密封的法兰叫容器法兰。容器法兰按其结构分为整体式活套式和任意式,其结构特点和应用范围,见本章第四节。
三、密封元件 是可拆连接结构的容器中起密封作用的元件。它放在两个法兰或封头与筒体端部的接触面之间,借助于螺栓等连接件的压紧力而起密封作用。根据所用材料不同,密封元件可分为非金属元件(如石棉橡胶板、聚四氟乙烯板、橡胶板、橡胶O形环、塑料垫、尼龙垫等)、金属密封元件(如紫铜垫、不锈钢垫、铝垫等)和组合式密封元件(如铁皮包石棉垫、缠绕垫等)。按截面形状的不同又可分为平面垫、三角形与八角形垫片、透镜式垫片等。
不同的密封元件和不同的连接件配合,就构成了不同的密封结构。
四、接管、开孔及其补强结构
1.接管。接管是压力容器与介质输送管道或仪表、安全附件管道等进行连接的附件。常用的接管有三种,即螺纹短管、法兰短管与平法兰。
短管螺纹式接管是一段带有内螺纹或外螺纹的短管。短管插入并焊接在容器的器壁上,短管螺纹用来与外部管件连接。这种形式的接管一般用在连接直径较小的管道,如接装测量仪表等。
法兰短管式接管一端焊有管法兰,一端插入并焊接在容器的器壁上,法兰用以与外部管件连接。
平法兰是法兰短管式接管除掉了短管的一种特殊型式。
2.开孔。为了便于检查、清理容器的内部,装卸、修理工艺内件及满足工艺的需要,一般压力容器都开设有手孔和人孔。一般手孔直径不小于150mm。对于内径大于1000mm的容器,如不能其可拆装置进行内部检验和清洗 时,应开设人孔(人孔尺寸有(400mm)、450mm、500mm、550mm、600mm)。手孔和人孔有椭圆形和圆形两种。人孔以圆形多见。手孔和人孔的封闭型式有内闭式和外闭式两种。
3.开孔补强结构。容器的筒体或封头开孔后,不但减小了容器壁的受力面积,而且因为开孔造成结构不连续而引起受力集中,使开孔边缘处的应力大大增加,孔边的最大应力要比容器壁上大几倍,对容器的安全运行极为不利。为了补偿开孔处的薄弱部位,就需要进行补偿措施。开孔补偿有整体补强和局部补偿两种方法。前者采用增加容器整体壁厚的方式来提高承载能力,这显然不合理;后者则采用在孔边增加补强结构来提高承载能力。局部补强常用的结构有补强圈、厚壁短管和整体锻造补强等数种。
五、支座 支座对压力容器起支承作用。第二节 圆筒体结构
整体式筒体结构有单层卷焊、整体锻造、锻焊、铸-锻-焊以及电渣重熔等五种结构形式。
1.单层卷焊式筒体是用卷板机将钢板卷成圆筒,然后焊好纵焊缝制成筒节,再将若干个筒节组焊形成筒体,它与封头或端盖组装成容器。这是应用最广泛的一种容器结构,具有如下一些优点:
①结构成熟,使用经验丰富,理论较完善;
②制造工艺成熟,工艺流程较简单,材料利用率高;
③便于利用调质(淬火加回火)处理等热处理方法改善和提高材料的性能;
④开孔、接管及内件的装设容易处理;
⑤零件少,生产及管理均方便;
⑥使用温度无限制,可作为热容器及低温容器。
但是,单层卷焊筒体也存在某些缺陷,一是其壁厚往往受钢材轧制和卷制能力的限制二是厚板各向性能差异大,产生脆性破坏的危险性增大;三是壁厚方向上应力分布不均匀,材料利用不够合理。随着冶金和压力容器制造技术的改进,单层卷焊结构的上述不足将逐步得到克服。
2.整体锻造式筒体常用于高压、超高压等场合。
3.锻焊式筒体常用于直径较大的化工高压容器,且在核容器上也获得了广泛的应用。
4.铸-锻-焊式也是主要用于高压化工设备,其制造高压复杂,但材料利用较为合理。
5.电渣重熔式筒体 电渣重熔也制造高压容器的一种新工艺。
二、组合式筒体 组合是筒体结构又可多层板式结构和绕制式两大类。
应力容器的筒体结构还有套箍式、绕丝式等型式。
封 头
封头按形状可以分为三类,即凸形封头、锥形封头和平板封头。平板封头主要用作应力容器人孔、手孔的盖板和高压容器的端盖。锥形封头一般用于某些特殊用途的容器,而凸形封头在应力容器中得到了广泛的采用。
凸形封头 凸形封头有半球形、碟形、椭圆形和无折边球形封头四种。
1.半球形封头实际上就是一个半球壳。从其受力情况而言,半球形封头是最好的一种形式。但是由于其深度太大,加工制造困难,除用于应力较高直径较大的贮罐或其它特殊需要者外,一般较少采用。
2.碟形封头又称为带折边的球形封头,由半径为Ro的球面,高度为L的圆筒形直边,半径为r的连接球面与直边的过度区三部分组成。《设计规定》就合理选r和Ro作了如下规定限制。
⑴碟形封头球面部分的内半径应不大于封头的内直径,通常取Ro=0.9Dg;
⑵碟形封头过渡区半径应不小于封头直径的10%和封头厚度的三倍;
⑶封头厚度(不包括壁厚附加量)应不小于内直径的0.30%。
3.椭圆形封头 是由半椭圆球壳和圆筒两部分组成,增加圆筒部分是为了避免边缘应力叠加在封头与筒体的连接焊缝上。由于封头的深度的曲率半径是连续均匀变化的,所以封头上的应力分布也是连续而均匀变化的,受力状态比碟形好,但不如半球形封头好。
封头的内直径与封头两倍深度之比Dg/2h之值不大于2.6为宜,Dg/2h=L的椭圆形封头我们称为标准椭圆形封头,是压力容器中常用的一种封头。否则为非标准椭圆形封头。
4.无折边球形封头 一般只用在直径较小、压力较低的容器上。为了保证封头和筒体连接处不至于遭到破坏,要求连接处角焊缝采用全焊透结构。
二、锥形封头 分为无折边锥形封头和折边锥形封头两种,一般用于物料排出或气液分离的直径较小和压力较低的容器上。
第四节 法兰连接、密封结构
一、法兰连接与密封作用原理 法兰在容器与管道中起连接作用,下面以螺栓连接的法兰为例说明其结构特点。法兰实际上就是连在管道和容器端部的圆环,上面开有若干螺栓孔,一对相组配的法兰之间装有垫片,用螺栓连接在一起,通过拧紧螺栓来连接一对法兰,并压紧垫片,使垫片表面产生塑性变形,从而阻塞了容器内部介质向外流的通道,起到密封作用。这就是法兰的密封原理。
二、法兰与筒体的连接形式 根据法兰与筒体的连接形式不同,常用的容器法兰可分为整体法兰、活套法兰和螺纹法兰三种。
1.整体法兰 法兰与法兰颈部为一整体或法兰与筒体连接可视为相当于整体结构的法兰。
①在设备上直接加工法兰面;
②在筒体上焊接法兰(如突面法兰、对焊法兰等)。
2.活套法兰 法兰环套在筒体外面但不与筒壁固定成为整体的法兰称为活套法兰,多用于压力较低的有色金属制造的容器。在醋酸装置中为了降低制造成本及便于安装,一些贵金属制造的设备也采用活套法兰。
3.螺纹法兰 多用于高压设备上。
三、法兰密封面及垫片 法兰连接很少是因强度不足而遭到破坏,但常由于密封不好而导致泄漏。因此,密封问题已成为法兰连接中的主要问题,而法兰密封面与垫片又直接影响到法兰的密封,有必要加以介绍。
1.法兰密封面即法兰接触面,简称法兰面。一般均需经过比较精密的加工,以保证足够的精度和光洁度,才能达到预期的密封效果。常用的法兰密封面有突面型、凹凸面型、榫槽型、自紧型等数种。
①突面型密封只有一个光滑的平面,为改善密封性能,常在密封面上车制出几道宽约1mm、深约0.5mm的同心沟槽,如同锯齿。这种密封面结构简单,容易加工,但安装时垫片不易装正,紧螺栓时也易挤出,压力较高时垫容易冲坏而引起密封失效。一般用于低压、无毒介质的容器上。
②凹凸面型密封面是一对法兰的密封面分别为凹面和凸面,且凸面高度略大于凹面深度。安装时把垫片方放在凹面上,因此容易装正,且紧螺栓时也不会挤出,在压力较高的环境下垫片不易冲坏。一般用于中压容器。
③榫槽型密封面是在一对法兰的密封面上,将其中一个加工出一圈宽度较小的榫头,将另一个加工出与榫头相配合的榫槽,安装时将垫片放入榫槽内。榫槽型密封在使用时垫片不可能向内、外挤出,所以密封性能更好,且垫片较窄,减轻了压紧螺栓的负荷。但这种结构密封面结构复杂,加工困难,更换垫片比较费事,榫头也容易损坏。所以,一般只用于易燃或有毒的工作介质或工作压力较高的中压容器上。
④自紧式密封面是将密封面和垫片加工成特殊形状,承受压力后,垫片会自动压紧在密封面上保证密封效果。这种结构适用于高压及压力、温度经常波动的容器上。
2.垫片 法兰密封面即使经过精密加工,法兰面之间也会存在微小的间隙,而成为介质泄漏的通道。垫片的作用就是在螺栓的预紧力作用下产生塑性变形,以填充法兰密封面之间的间隙,堵塞介质泄漏通道,从而达到密封效果。
容器法兰连接所用的垫片有非金属软垫片、缠绕垫片、金属包垫片和金属垫片数种。非金属垫片是用弹性较好的板材按法兰密封面的直径及宽度剪成一个圆环。所用材料主要有橡胶板、石棉橡胶板石棉板、聚四氟乙烯板等,根据容器的工作压力、温度以及介质的腐蚀性来选用。一般低压、常温(≤100℃)和无腐蚀性介质的容器多选用橡胶板(经强硫化处理的硬协接工作温度可达200℃);介质温度较高(对水蒸汽<450℃,对油类<350℃)的中低压容器通常常用石棉橡胶板或耐油石棉橡胶板;一般的腐蚀性介质的低压容器常采用耐酸石棉板;压力较高时则用聚乙烯板或聚四氟乙烯板。
缠绕垫片是用石棉(柔性石墨、聚四氟乙烯)带与薄金属带(低碳钢带或合金钢带)相间缠绕而成。因为薄金属带有一定的弹性,而且是多道密封,所以密封性较好。用于压力或温度波动较大,特别是直径较大的低压容器上最为适宜。在直径不大的中压设备上也经常使用。
金属包垫片又称为包合式垫片,是用薄金属板内包石棉材料等卷制的圆环。这种垫片耐高温、弹性好,防腐蚀能力强,有较好的密封性能。但制造较为费事,一般只用于直径较大、压力较高的低压容器或中压容器上。
四、法兰连接的紧固型式 法兰连接的紧固型式有螺栓紧固、带铰链的螺栓紧固和“快开式”法兰紧固(高压锅)等数种。
五、密封结构 密封结构分为强制密封和自紧密封两大类。常用的密封结构有平面密封。平面密封分为强制式和自紧式两种。我公司现有设备中多用强制式密封。
第六节 支座
一、立式容器支座 在直立状态下工作的容器称为立式容器。其支座主要有悬挂式、支承式及裙式三类。
1.悬挂式支座,俗称耳架,适用于中小型容器,在立式容器中应用广泛。它是由两块筋板及一块底板焊接而成,通过筋板与容器筒体焊在一起。底板搁置在基础上,并用地脚螺栓固定。为了加大支座的反力分布在壳体的面积,以避免因局部应力过大使壳壁凹陷,必要时应在筋板与壳体之间放置加强垫板。
2.支承式支座(支腿)。
3.裙式支座 裙式支座由裙座、基础环、盖板和加强筋组成,有圆筒形和圆锥形两种形式。常用于高大的立式容器。裙座上端与容器壁焊接,下端与搁在基础上的基础环连接,用地脚螺栓加以固定。为便于装拆,基础环上装设地脚螺栓处开成缺口,而不用圆形孔,盖板在容器装好后焊上,加强筋焊在盖板与基础之间。为避免应力集中,裙座上端一般应焊在容器封头的直边部分,而不应焊在封头转折处,因此裙座内径应和容器外径相同。
二、卧式容器支座 在水平状态下工作的容器为卧式容器。其支座主要有鞍式、圈座及支承式三类。
1.鞍式支座,这是卧式容器使用最多的一种支座形式。一般由腹板、底板、垫板和加强筋组成。有的支座没有垫板,腹板则直接与容器壁连接。若带垫板则作为加强板使用,一是加大支座反力分布在壳体上的面积,对于大型薄壁卧式容器可以避免因局部应力过大而使壳壁凹陷;二是可以避免因支座与壳体材料差别大时进行异种钢焊接;三是对于壳体材料需进行焊后热处理的容器,可先将加强筋焊在壳体上,在制造厂同时进行热处理,而在施工现场再将支座焊在加强垫板上,从而解决支座与壳体在使用现场焊接后难于进行热处理的矛盾。
此外,在设计、安装鞍式支座时要注意解决容器的热胀问题,要求支座的设置不能影响容器在长度方向的自由伸缩;在使用时要注意观察容器的膨胀情况。
2.圈座,圈座的结构比较简单。对于大直径薄壁容器,真空下操作的容器和需要两个以上支承的容器,一般均采用圈座支承。压力容器采用圈座支承时,除常温常压下操作外,也应考虑容器的膨胀问题。
3.支承式支座,其结构也较为简单。因支承式支座在与容器壳体连接处会造成严重的局部应力,所以只适用与小型卧式容器。
三、球形容器支座 一般球形容器都设置在室外,会受到各种自然环境的影响,且重量较大外形又呈圆球状,因而支座的结构设计和强度计算比较复杂,因我公司没有使用故不作介绍。第三章 压力容器安全附件
安全阀、爆破片、压力表、液位计、温度计都是压力容器的安全附件,也是容器得以安全和经济运行所必需的构成部分。容器操作人员通过对这些附件和仪表的监视和操作来实现和控制压力容器的运行。如果这些安全附件及仪表不齐全或不灵敏,就会直接影响压力容器的安全运行。合格的操作人员要会正确地和监视这些装置,应了解它们的结构、工作原理及其使用管理等方面的知识。第一节 安全阀
安全阀是一种超压防护装置,它是压力容器应用最为普遍的重要安全附件之一。
安全阀的功能在于:当容器内的压力超过某一规定值时,就自动开启迅速排放容器内部的过压气体,并发出声响,警告操作人员采取降压措施。当压力回复到允许值后,安全阀又自动关闭,使容器内压力始终低于允许范围的上限,不致因超压而酿成爆炸事故。
一、安全阀的结构型式和工作原理 安全阀按其整体结构及加载机构的型式可以分为杠杆式、弹簧式两种。另一种脉冲式安全阀,因其结构复杂,只在大型电站锅炉上使用。
1.弹簧式安全阀 弹簧式安全阀由阀体、阀芯、阀座、阀杆、弹簧、弹簧压盖、调节螺栓、销子、外罩、提升手柄等构件组成,是利用弹簧被压缩后的弹力来平衡气体作用在阀芯上的力。当气体作用在阀芯上的力超过弹簧的弹力时,弹簧被进一步压缩,阀芯被抬起离开阀座,安全阀开启排汽泄压;当气体作用在阀芯上的力小于弹簧的弹力时,阀芯紧压在阀座上,安全阀处于关闭状态。其开启压力的大小可以通过调节弹簧的预紧力度来实现。将调节螺栓拧紧,弹簧被压缩量增大,作用在阀芯上的弹力也增大,安全阀开启压力增高,反之降低。
有的弹簧安全阀阀座上装有调整环,其作用是调节安全阀回座压力的大小。所谓回座压力,是指安全阀开启排气泄压后重新关闭时的压力。调整安全阀回座压力的方法:将调整环向上旋,安全阀开启时,由阀座与阀芯间隙流出的气体碰到调整环后被迫转折180o,因此增加了对阀芯的冲动力,使阀芯在极短的时间内升到最大高度,并大量排出气体。由于气体阀芯的冲力增大,而作用在阀芯上的弹力没有变,所以只有当容器内压力降得稍低时,阀芯才能回到阀座上来使安全阀关闭,这样回座压力就较低;如果将调整环向下旋,那么气体向上的冲力,降低,则安全阀回座压力就较高。
弹簧式安全阀的结构紧凑,轻便,较严密,受振动不易泄漏,灵敏度高,调整方便,使用范围广。但制造较为复杂,对弹簧的材质及加工工艺要求较高,使用久了弹簧容易发生变形而影响灵敏度。
2.杠杆式安全阀,主要由阀体、阀芯、阀座、阀杆、重锤、重锤固定螺栓等组成,有单杠杆和双杠杆之分。它是运用杠杆原理通过杠杆和阀杆将重锤的重力作用于阀芯,以平衡气体压力作用在阀芯上的力矩。当重锤的力矩小于气体压力的力矩时,阀芯被顶起离开阀座,安全阀开启排气泄压;当重锤的力矩大于气体力矩时,阀芯被紧压在阀座上,安全阀关闭。重锤的位置是可动的,可根据容器工作压力的大小来移动重锤在杠杆上的位置,以调整安全阀的开启压力。
杠杆式安全阀具有结构简单,调整容易、准确,所加的载荷不因阀芯的升高而增加等优点,适宜用于温度较高的容器上。缺点是结构比较笨重,加载机构较易振动,常因振动而产生泄漏现象。回座压力一般都比较低。
二、安全阀的型号规格及主要参数
1.安全阀的型号规格 安全阀的型号按统一的阀门型号编排顺序组成:
类型代号:
A表示安全阀
传动方式代号:安全阀均为自动开启,故此单元略去不写。
连接型式:
代号1表示内螺纹,代号2表示外螺纹;代号4表示法兰连接
结构型式:见下表
代号
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
安全阀
A
弹 簧 式
封 闭 式
不封闭
封闭
不 封 闭
带散热片全启式
微启式
全启式
带扳手
微启式
带控制机构
带扳手
双弹簧微启式
全启式
全起式
微启式
全起式
密封面材料:T为铜合金;F为聚四氟乙烯;Y为硬质合金
阀体材料:C表示碳钢
2.主要性能参数
⑴公称压力,安全阀与容器的工作压力应相匹配。根据弹簧的刚度不同,及为了使安全阀规范化、系列化,安全阀分为不同的工作压力级别,它与管道、阀门、法兰、容器的压力等级相对应。向制造厂订货时,除了注明产品型号、适用介质、工作温度外,还应注明工作压力级别。
分类
目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用。
三、安全阀的选用原则
杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作,但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。安全阀的主要参数是排量,这个排量决定于阀座的口径和阀瓣的开启高度,由开启高度不同,又分为微启式和全启式两种。微启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/40~1/20。全启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/4。
安全阀的选用 由操作压力决定安全阀的公称压力,由操作温度决定安全阀的使用温度范围,由计算出的安全阀的定压值决定弹簧或杠杆的定压范围,再根据使用介质决定安全阀的材质和结构型式,再根据安全阀泄放量计算出安全阀的喉径。以下为安全阀选用的一般规则。(l)热水锅炉一般用不封闭带扳手微启式安全阀。(2)蒸汽锅炉或蒸汽管道一般用不封闭带扳手全启式安全阀。(3)水等液体不可压缩介质一般用封闭微启式安全阀,或用安全泄放阀。(4)高压给水一般用封闭全启式安全阀,如高压给水加热器、换热器等。(5)气体等可压缩性介质一般用封闭全启式安全阀,如储气罐、气体管道等。(6)E级蒸汽锅炉一般用静重式安全阀。(7)大口径,大排量及高压系统一般用脉冲式安全阀,如减温减压装置、电站锅炉等,如图8所示。(8)运送液化气的火车槽车、汽车槽车、贮罐等一般用内装式安全阀,如图4所示。(9)油罐顶部一般用液压安全阀,需与呼吸阀配合使用。(10)井下排水或天然气管道一般用先导式安全阀,如图6所示。(11)液化石油气站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流阀。(12)负压或操作过程中可能会产生负压的系统一般用真空负压安全阀。(13)背压波动较大和有毒易燃的容器或管路系统一般用波纹管安全阀。(14)介质凝固点较低的系统一般选用保温夹套式安全阀。
2.安全阀的安装 安全阀必须垂直安装在容器的本体上。液化气贮罐上的安全阀必须装在它的气相位置。若安全阀确实不便装在容器本体上而需用短管连接时,则接管的直径必须大于安全阀的进口直径,接管上一般应禁止装设阀门或其它引出管。对于易燃、易爆,有毒或粘性介质的容器,为便于安全阀更换、清洗,可装一只截止阀,但截止阀的流通面积不得小于安全阀的最小流通面积,并且要有可靠的措施和严格的制度,以保证在运行中截止阀全开。选择安装位置时,应考虑到安全阀的日常检查的方便。安装在室外露天的安全阀,要有防止冬季阀内水分冻结的可靠措施。装有排气管的安全阀,排气管的最小截面应大于安全阀的出口截面积,排气管应尽可能短而直,并且不得装阀。有毒介质的排放应导入封闭系统。易燃易爆介质的排放最好导入火炬。如排入大气则必须引至远离明火和易燃物且通风良好处。排放管应可靠接地,以导除静电。安装杠杆式安全阀时,必须使其阀杆保持铅锤位置。所有进气管、排气管连接法兰的螺栓必须均匀上紧,以免阀体产生附加压力,破坏阀体的同心度,影响安全阀的正常动作。
安全阀的调整、维护和检验
1.安全阀的调整 安全阀在安装前应进行水压试验和气密性试验,合格后才能进行校正。安全阀的开启压力一般应为最高工作压力的1.05~1.10倍。在压力容器上,通过调整安全阀调节圈与阀瓣的间隙,来精确地确定排放压力和回座压力。如在开启压力下仅有泄漏声而不起跳或虽起跳但压力下降后有剧烈振动和蜂“鸣声”,则是间隙偏大。如果是回座压力过低,则是间隙过小。校正调整后的安全阀应进行铅封。
2.安全阀的维护 欲使安全阀动作灵敏可靠和密封性良好必须加强日常维护检查。安全阀应经常保持清洁,防止阀体弹簧被油垢脏物所粘满或被锈蚀,还应经常检查安全阀的铅封是否完好,温度过低时有无冻结的可能,检查安全阀有无泄漏。对杠杆式安全阀,要检查其重锤是否松动或被移动等。如发现缺陷,要及时校正或更换。
3.安全阀的定期检查 《压力容器安全监察规程》规定,安全阀要定期检查,每年至少检验一次。定期检验工作包括清洗、研磨、试验、校正和铅封。
第二节
防 爆 片
一、防爆片又称爆破片,是一种断裂型的超压防护装置,常装设在那些不适宜装设安全阀的压力容器上,当容器内的压力超过正常工作压力并达到设计压力时即自行爆破,使容器内的气体经防爆片断裂后形成的流出口向外排出,避免容器本体发生爆炸。泄压后断裂的防爆片不能继续使用,容器也被迫停止运行。因此防爆片只用在不宜装设安全阀的一种代用装置。其装设一般应负荷以下几种情况:
1.容器内的介质易于结晶或聚合,或带有加多的粘性(或粉状)物质时,如果采用安全阀作为安全泄压装置,经长期运行,这些杂质或结晶就会聚集在阀芯上,可能使阀芯与阀座产生较大的粘结力,经过长期运行,或者堵塞阀的通道,减少气体对阀芯的作用面积,使安全阀不能按规定的压力开启而失去作用,故应装设防爆片。2.容器内的压力由于化学反应或其他原因迅猛上升,装置安全阀难以及时排除过高的压力。这样的压力容器因操作不当,例如投料错误、原料质量不纯、反应速度控制不严、温度过高等造成压力剧增,在这种情况下,其上装置安全阀一般是难以及时泄放压力的,故应采用防爆片。
3.容器内介质为剧毒气体或不允许微量泄漏气体,用安全阀难以保证这些气体不泄漏时应采用防爆片。
4.在醋酸生产中容器介质为强腐蚀性气体,安全阀需采用特殊材料的阀门,其价格昂贵,用爆破片可节约费用。
二、防爆片的结构型式 防爆片主要由一块很薄的膜片和一副夹盘(夹持器)所组成,夹盘用埋头螺钉将膜片夹紧,然后装在容器的接口的管法兰上。通常所说的防爆片已经包括了夹盘等部件,所以也成为防爆片组件。防爆片有拱形、反拱形等。有害气体需排放到指定场所的防爆片,为了防止爆破后形成的碎片堵塞通道或摩擦产生静电、火花而引起爆炸,在防爆片上加工一定的刻槽,使爆破后防爆片只是被撕裂而不形成碎片。
三、防爆帽 防爆帽(又称爆破帽)是一种断裂破坏型的一次性使用的安全卸压装置。当容器内部压力达到爆破帽断裂的压力时,爆破帽就在薄弱断面处破坏。其功用与爆破片类似,主要用在高压、超高压容器上。
第三节 压 力 表
压力容器以及需要控制压力的设备都必须装压力表。在压力容器上装压力表是为了测量容器内介质的压力,操作人员可以根据压力表所指示的压力进行操作,将压力控制在指标内。如果压力表不准或失灵,安全阀也同时失灵的话,则压力容器将发生事故。因此,压力表的准确与否直接关系着压力容器的安全,未装置压力表或压力表损坏的容器是不准运行的。
压力表有液柱式、弹性元件式、活塞式和电容式四大类。目前,单弹簧管式压力表广泛用于压力容器中。这种压力表具有结构坚固、不易泄漏、准确度高、安装使用方便、测量范围较宽、价格低廉等优点。
在工业过程控制与技术测量过程中,由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性,使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。
机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表采用弹簧管(波登管),膜片,膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。所测量的压力一般视为相对压力。一般相对点选为大气压力。弹性元件在介质压力作用下产生的弹性变形,通过压力表的齿轮传动机构放大,压力表就会显示出相对于大气压的相对值(或高或低)。
在测量范围内的压力值由指针显示,刻度盘的指示范围一般做成270度。
一、压力表的分类:
1.压力表按其测量精确度,可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级;一般压力表的测量精确度等级分别为1.0、1.6、2.5、4.0级。
2.压力表按其指示压力的基准不同,分为一般压力表、绝对压力表、差压表。一般压力表以大气压力为基准;绝压表以绝对压力零位为基准;差压表测量两个被测压力之差。
3.压力表按其测量范围,分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值;压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值;微压表用于测量小于60000 Pa的压力值;低压表用于测量0~6MPa压力值;中压表用于测量10~60MPa压力值;高压表用于测量100MPa以上压力值。
二、、压力表的结构
1.在工业过程控制与技术测量过程中,由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性,使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。
机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表采用弹簧管(波登管),膜片,膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。所测量的压力一般视为相对压力。一般相对点选为大气压力。弹性元件在介质压力作用下产生的弹性变形,通过压力表的齿轮传动机构放大,压力表就会显示出相对于大气压的相对值(或高或低)。
在测量范围内的压力值由指针显示,刻度盘的指示范围一般做成270度。
耐震压力表的壳体制成全密封结构,且在壳体内填充阻尼油,由于其阻尼作用可以使用在工作环境振动或介质压力(载荷)脉动的测量场所。
带有电接点控制开关的压力表可以实现发讯报警或控制功能。
带有远传机构的压力表可以提供工业工程中所需要的电信号(比如电阻信号或标准直流电流信号)。
2.隔膜表所使用的隔离器(化学密封)能通过隔离膜片,将被测介质与仪表隔离,以便测量强腐蚀、高温、易结晶介质的压力。
压力表的弹性元件机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表采用弹簧管(波登管)、膜片、膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。敏感元件一般是由铜合金、不锈钢或由特殊材料制成。?? ??
弹簧管(波登管)分为C型管、盘簧管、螺旋管等型式。一般采用冷作硬化型材料坯管,在退火态具有很高的塑性,经压力加工冷作硬化及定性处理后获得很高的弹性和强度。弹簧管在内腔压力作用下,利用其所具有的弹性特性,可以方便地将压力转变为弹簧管自由端的弹性位移。弹簧管的测量范围一般在0.1MPa ~ 250MPa。??
膜片敏感元件是带有波浪的圆形膜片,膜片本身位于两个法兰之间,或焊接在法兰盘上或其边缘夹在两个法兰盘之间。膜片一侧受到测量介质的压力。这样膜片所产生的微小弯曲变形可用来间接测量介质的压力。压力的大小由指针显示。膜片与波登管相比其传递力较大。由于膜片本身周围边缘固定,所以其防振性较好。膜片压力表可达到很高的过压保护(比如膜片贴附在上法兰盘上)。膜片还可以加上保护镀层以提高防腐性。利用开口法兰、冲洗、开口等措施可用膜片压力表测量粘度很大、不清洁的及结晶的介质。膜片压力表的压力测量范围在1600Pa ~ 2.5 MPa。
膜盒敏感元件由两块对扣在一起的呈圆形波浪截面的膜片组成。测量介质的压力作用在膜盒腔内侧,由此所产生的变形可用来间接测量介质的压力。压力值的大小由指针显示。膜盒压力表一般用来测量气体的微压,并具有一定程度的过压保护能力。几个膜盒敏感元件叠在一起后会产生较大的传递力来测量极微小的压力。膜盒压力表的压力测量范围在250Pa ~ 60000Pa。
三、压力表的选用
1.压力表的量程 装在压力容器上的压力表,其量程应与容器的工作压力相适应。压力表的最大量程最好选用为容器的工作压力的2倍,最小不能小于1.5倍,最大不能大于3倍。因为表的量程越大,同样精度的压力表,其允许误差的绝对值也越大,肉眼观察的偏差也越大,所以如果压力容器选用量程过大的压力表,就会影响压力表读数的准确性。如果压力表的量程过小,容器的工作压力接近或等于压力表的刻度值,又会使弹簧弯管经常处于极大的变形状态下,因而容易产生永久变形,导致压力表的误差增大。同时压力表的量程过小,万一容器超压,还会使指针越过最高量程达到零位,使操作人员产生错觉而误认为容器内无压力造成更大的事故。所以从压力表的寿命与维护方面来要求,压力表的使用范围不应超过刻度极限的70%,在波动压力下,不应超过60%。
2.压力表的精度 精度是以压力表的允许误差占表盘刻度极限值的百分数来表示的,例如精确度为1.5级的压力表,其允许误差为表盘刻度极限值的1.5%,精确度一般都标在表盘上。所以选用压力表应根据容器的压力等级和实际工作需要确定精确度(低压容器一般不应低于2.5级;中压容器不应低于1.5%;高压容器应为1级)。
3.压力表的表盘直径 为了使操作人员能清楚准确看出压力表指示值,压力表表盘直径不能太小,一般不应小于100mm。如果压力表距离观察地点较远,表盘直径还应增大,距离超过2m时,表盘直径最好不小于150mm;距离超过5m时,不要小于250mm。
4.类型 压力表应根据其介质选用与之相适应的压力表,否则会引起压力表损坏。
三、压力表的安装
1.应便于操作人员观察,压力表应安装在最醒目的地方,并要有足够的照明。压力表的接管应直接与压力容器本体相连,同时要注意避免受辐射热、低温及振动的影响。装在高处的压力表应稍微向前倾斜(但倾斜角应小于30°)。
2.应便于更换和校验 为便于更换和校验压力表,压力表与容器之间应装有阀门,并要有开启标志,以便校对和更换。
3.应注意高温介质的影响 工作介质为高温蒸汽的压力容器,例如锅炉房内的分汽缸、热水器等,这类容器压力表的接管上要装有一段弯管,使蒸汽在这一段弯管内冷凝,以避免高温蒸汽直接进入压力表内的弹簧管中,使表内元件过热变形而影响压力表的精确度。
4.应注意腐蚀介质的影响 若容器内工作介质对压力表零件材料具有腐蚀作用,则应在弹簧管式压力表与容器的连接管路上装置充填有液体的隔离装置,充填液不应与工作介质起化学反应或生成物理混合物。
5.压力表表盘上应有警戒红线。每一个压力表最好固定用于相同压力的容器上,这样可以根据容器的最高许用压力在压力表的刻度盘上划出警戒红线。不应把表示容器最高许用压力的警戒红线涂画在玻璃上,以免玻璃转动使操作人员产生错觉,造成事故。
四、压力表的维护 在压力容器运行中,应加强对压力表的及时维护和检查。压力容器的操作人员对压力表的维护应做好以下几点工作:
1.压力表应保持清洁
2.压力表接管要定期吹洗以免堵塞
3.压力表要定期校验,及时校验。
第四节 液位计
液位计是用来测量液体的液位、流量、装量、投料量的一种计量仪表。压力容器操作人员根据其指示的液位高低来调节控制充装量,从而保证容器内介质的液位始终在正常范围内,不发生因超装过量而导致事故或由于投料过量而造成物料反应不平衡现象。历年来,由于液位计失灵或未按规定安装液位计,或操作人员不认真操作,导致压力容器充装或投料过量的事故是很多的。所以每个压力容器操作人员及管理人员均需重视液位计问题,保证其准确、灵敏、可靠。
一、液位计的型式及结构
1.玻璃管式液位计
2.玻璃板式液位计
3.浮球式液位计 4.磁翻板式液位计
二、对液位计的安全技术要求
1.液位计要求结构简单、安全可靠、测量数据准确、精度要高、液位指示明确醒目、操作维修方便;对于大型容器或存储危害较大的介质的容器,液位计除采用直读式外,还应装设能够进行数字传递的远程控制、遥控遥测及自动化液位测定装置,例如采用带有导线束或钢带的浮子式液位计,测量液位精确,采用超声波液位计时,操作简单,测量速度快,精度高误差不大于5mm。此外,还有的容器增加了液位报警器,当液位达到或超过警告线时,做到自动报警,使操作人员迅速采取措施,预防了事故的发生。
2.液位计安装完毕并经校正后,应在刻度表盘上用红色油漆画出最高、最低液位的警告红线。同时操作人员要经常巡回检查,保持液位计的清洁,谨防泄漏,特别在冬季,要防止液位计冻堵和产生假液位。玻璃板或玻璃管内要定期擦洗或冲洗。排放液位计内有毒、剧毒、易燃易爆介质时,要采用引出管将介质排放至安全地带妥善处理。
3.液位计安装在便于操作人员观察的地方,并有防暴、照明装置。在通常情况下,当液位计的液位距离操作地面高于2m或大型容器采用多段连接的板式液位计时,一定要先将液位计的两端阀门关闭,并将管内或管内剩余介质排净后,才能进行检修。
4.对于盛装其它介质的大型容器还应装设安全可靠的液位指示器。液位计或液位指示器上应有防止液位计泄漏的装置和保护罩。液化石油气液位计使用的电器部分应符合安全规定,必须达到防爆隔爆要求,并且安全可靠。
5.液化气体操车上使用的液位计,为了防止碰撞、减少外露尺寸和确保安全可靠,液位计应置于槽车罐体内部,例如槽车上经常采用磁力式液位计,拉杆式液位计,浮球式液位计等。槽车上不得采用玻璃管式或玻璃板式液位计。第五节 温度计
压力容器在操作运行中,对温度的控制一般都比压力控制更严格,因为温度对工业生产中大部分反应物料或贮运介质的压力升降具有决定性作用。特别是容器内的物料或反应物会由于温度变化而发生质量上的变化,如果超过了工艺所规定的温度,就可能产生出不合格的产品而造成经济损失。所以压力容器操作人员应根据测温仪表所反映的
数据来对容器工况进行调整。
一、常用温度计型式及工作原理 压力容器中需要测量的温度范围相当广,从摄氏度零下一百多度至零上近千度。故备有多种类型的温度计满足不同范围的测温要求。类
别
作 用 原 理
测 温 范 围℃
膨胀式温度计
物体受热后的热膨胀
-80~700
压力式温度计
液体、气体或蒸气在封闭系统中受热产生压力或体积变化-60~550
热电偶温度计
利用物体的热电性能
-50~160
电阻温度计 利用导体或半导体受热后电阻值变化
-50~650
1.膨胀式温度计 这是根据水银、酒精、甲苯等感温液体具有热胀冷缩的物理特性制成的。感温包中贮有感温液体,当感温包插入被测介质中受其温度的作用,感温液体便膨胀或收缩而沿毛细管上升或下降,在刻度标尺上直接显示温度的变化值。压力容器中常用的是玻璃水银温度计和电接点水银温度计。
(1)玻璃水银温度计由感温包、膨胀细管和标尺等部分组成。它测量准确维护方便。角度之α常有180°、135°、和90°等数种,以便观察。当温度测量值的上限达350°时,应该用石英管取代水银温度计的玻璃管,同时在石英管内的水银面的上方充入高压惰性气体(氮气等)。当温度值下降低于-30℃时,通常用有机溶液(酒精、戊烷等)代替水银。
(2)电接点水银温度计是在水银温度计内插入两根导线组成,当温度达到规定值时,水银即接通电路,带动控制系统动作,对温度进行调节或使信号装置发生声光报警。
2.压力式温度计 它由测温包、毛细管、游丝、小齿轮、扇形齿轮、连杆、弹簧管、指针等零件组成。其原理与弹簧管式压力表基本相同。
压力式温度计适用于对非腐蚀性气体、液体或蒸汽的温度进行远距离测量;被测介质压力不超过6MPa,温度不超过400℃。压力式温度计常用于液化气体槽车及球罐上。它的优点是使用方便,能将多处测温点集中,价格便宜。其缺点是精度低,金属软管易损坏,且不易修复。
3.热电偶温度计 利用两种不同金属导体的接点受热产生热电势的原理,制成由热电偶、补偿导线、冷端补偿器(或恒温器)、导线切换开关和电气测量仪表组成的温度计为热电偶温度计。
(1)由两种不同金属的一端焊接在一起构成。测温时,焊接端放在测温处(俗称工作端或热端),没有焊在一起的另一端(为某个恒定温度或环境温度,俗称冷端),则通过补偿导线、冷端补偿器(或恒温器)、切换开关、导线接至电气测量仪表。
(2)补偿导线 实验证明,当热电偶的冷端温度保持不变时,热电偶产生的热电势只与热端的温度有关。为了将热电偶的冷端引到冷端补偿器或恒温器,以保持冷端温度不变就需要导线,如果用与导线相同的材料做导线,对廉价金属热电偶(如镍铬-铂)来说是可行的,但对于贵重金属热电偶(如铂铑-铂)则不可取。这就需要选择一些容易获得的金属来做导线。但要求这些金属中在0℃~100℃(此为冷端所处的环境温度)范围内的热电性质与热电偶本题尽数相同。用这些金属做成的导线成为补偿导线。
(3)冷端补偿器 因为热电偶冷端温度变化时能使热电偶醋酸的热电势发生变化,冷端补偿器的作用就是产生一个直流电压来来抵消这种变化,以保证热电偶产生的热电势只与热端的温度有关。对测量精确度要求不高的,冷端补偿器或恒温器省去不用。如果不使用冷端补偿器,可将热电偶冷端接到一个恒温器中,可获得同样的效果。
(4)切换开关 将测量不同部位温度的热电偶接在切换开关上,通过切换开关可以使几个热电偶共同使用一个测量仪表。
(5)电气测量仪表 与热电偶匹配的电气测量仪表是灵敏度很高的测量微电势的仪表,装在操作盘上,用来显示被测物体的温度。
热电偶温度计的优点是灵敏度高,测量范围大,便于远距离测量和自动记录。缺点是需要补偿导线,安装费用较高。
4.热电阻温度计 利用金属、半导体的电阻随温度变化的特性,可制成热电阻温度计,通过凑了其电阻值,即可得到被测温度的数值。它是由测量元件热电阻和电气测量仪表组成。
其优点上精度较高,便于远距离测量和自动纪录其测量范围通常为-200~+650℃,缺点是维护工作量较热电偶温度计大,振动场合易损坏。
二、对温度计的安全使用要点
1.应选择合适的测温点,使测温点的情况具有代表性,并尽可能减少外界因素的影响。其安装位置要便于操作人员观察,并配备防爆照明。
2.温度计的温包应尽量深入压力容器或紧贴于容器器壁上,同时露出容器的部分应尽可能短些,确保能准确测量容器内介质的温度。用于测量蒸汽和物料为液体的温度时,温包的插入深度不应小于150mm,用于测量空气或液化气体的温度时,插入深度不应小于250mm。
3.对于压力容器内介质温度变化剧烈的工况,进行温度测量时要考虑滞后效应。即温度计的读数来不及反映容器内温度变化的真实情况。为此除选择合适的温度计型式外,还应注意安装要求。如用导热性强的材料做温度计保护套管,在水银温度计套管中注油,在电阻式温度计保护套管中充填金属屑等,以减小传热阻力。
4.温度计应安装在便于工作不受碰撞、减少振动的地点。安装内标式玻璃温度计时,应有金属保护套,保护套的连接要求端正。对于充注液体的压力式温度计,安装时其温包与指示部位应在统一水平上,以减少由于液体静压力引起的误差。
5.新安装的温度计应经计量部门鉴定合格。使用中的温度计应定期进行校验,误差应在允许范围内。在测量温度时不宜突然将其直接置于高温介质中。
第六节 常用阀门
阀门是压力容器中不可缺少的配套件。压力容器运行中,操作人员通过操作各种阀门,实现对生产工艺的控制和调节。
压力容器常用的阀门有闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、止回阀、安全阀、减压阀、疏水阀、旋塞阀、柱塞阀等。球阀分类
直通球阀
三通球阀
四通球阀
保温球阀
斜面球阀
管线球阀
轨道球阀
清管阀
防腐球阀
其它
球阀介绍
球阀是用带有圆形通道的球体作启闭件,球体随阀杆转动实现启闭动作的阀门。球阀的启闭件是一个有孔的球体,绕垂直于通道的轴线旋转,从而达到启闭通道的目的。球阀主要供开启和关闭管道和设备介质之用。球阀主要优点如下:
适用于经常操作,启闭迅速、轻便。
流体阻力小。
结构简单,相对体积小,重量轻,便于维修。
密封性能好
不受安装方向的限制,介质的流向可任意。
无振动,噪声小。
球阀主要缺点如下:
球阀按结构形式可分为:浮动球阀、固定球阀、弹性球阀和油封球阀;按通道可分为直能式、角式和三通式等,三通式又可分为T形和L形两种。按连接方工可分为螺纹式连接、法兰连接和焊接式三种。球阀安装与维护应注意以下事项:
要留有阀柄旋转的位置
不能用作节流。
带传动机构的球阀应直立安装。
材质:碳钢,不锈钢
本标准适用于工业管道的闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、止回阀、安全阀、减压阀、疏水阀、旋塞阀、柱塞阀。1.阀门的型号编制方法如下:
2.类型代号用汉语拼音字母表示,表1
类型
代号
类型
代号
闸阀
Z
旋塞阀
X
截止阀
J
止回阀和底阀
H
节流阀
L
安全阀
A
球阀
Q
减压阀
Y
蝶阀
D
疏水阀
S
隔膜阀
G
柱塞阀
U
注:低温(低于零下40摄氏度)、保温(带加热层)和带波纹管的阀门在类型代号前分别加
“D”“B”和“W”汉语拼音字母。
电磁动
0
伞齿轮
电磁-液动
气动
电-液动
液动
蜗轮
气-液动
正齿轮
电动
注:(1)手轮、手枘和板手传动以及安全阀,减压阀,疏水阀省略本代号。
(2)对于气动或液动:常开式用6K、7K表示;常闭式用6B、7B表示;气动带手动用6S表
示,防爆电动用“9B”表示。蜗杆-T形螺母用3T表示。
4.连接形式代号用阿拉伯数字代号表示。
表3
连接形式
代号
连接形式
代号
内螺纹
对夹
外螺纹
卡箍
法兰
卡套
焊接
5.结构形式代号用阿拉伯数字表示,表4
闸阀结构形式
代号
明杆
楔式
弹性闸板
0
刚性
单闸板双闸板
平行式
单闸板双闸板
暗杆楔式
单闸板双闸板
暗杆平行式
双闸板
例如:Z941T-16 表示电动闸阀;明杆法兰连接,铜合金密封面,公称压力1.6MPa,灰铸铁(Z省略)阀体材质
表5
截止阀和节流阀的结构开式
代号
直通式
角式
直流式(Y型)
平衡
直通
角式
例如:J41H-25C 表示手动(手轮传动省略本代号)截止阀;法兰连接,直通式,合金钢密封面,公称压力2.5MPa,WCB(铸钢)阀体材质
表6
球阀结构形式
代号
浮动
直通式
L形
三通式
T形
四通式
固定
直通式
例如:Q641F-40P 表示气动球阀;法兰连接,直通式,氟塑料密封面,公称压力4.0MPa,1Cr18Ni9Ti(不锈钢,相当于304)阀体材质
表7
蝶阀结构形式
代号
杠杆式
0
垂直板式
斜板式
注:垂直板三杆式用Is表示 例如:D371X-10Q 表示蜗轮传动蝶阀;对夹连接,垂直板式,橡胶密封面,公称压力1.0MPa,球墨铸铁阀体材质
表8
隔膜阀结构形式
代号
屋肴式
截止式
闸板式
表9
旋塞阀结构形式
代号
填料
直通式
T形三通式
四通式
油封
直通式
T形三通式
表10
止回阀和底阀结构形式
代号
升降
直通式
立式
旋启
单瓣式
多瓣式
双瓣式
蝶式
表11
安全阀结构形式
弹簧
封闭
带散热片
全启式
微启式
全启式
带板手
全启式
双弹簧微启式
不封闭
微启式
全启式
带控制机构
微启式
全启式
代号
0
脉冲式
注:(1)杠杆式安全阀在类型代号前加“G”汉语拼音字母。(2)脉冲式付阀用9a表示。
表12
减压阀结构形式
代号
薄膜式
弹簧薄膜式
活塞式
波纹管式
杠杆式
表13
疏水阀结构形式
代号
浮球式
钟形浮予式
双金属式
脉冲式
热动力式
6.密封面或衬里材料代号用汉语拼音字母表示
表14
阀座密封面或衬里材料
代号
阀座密封面或衬里材料
代号
铜合金
T
渗氮钢
D
橡胶
X
硬质合金
Y
尼龙塑料
N
衬胶
J
氟塑料
F
衬铅
Q
锡基轴承合金(巴氏合金)
B
塘瓷
C
合金钢
H
渗硼钢
P
注:由阀体直接加工的阀座密封面材料代号用“W”表示,当阀座和阀瓣(闸板)密封面材料
同时,用低硬度材料代号表示(隔膜阀除外)。
7.公称压力数值按JB74-59《管路附件公称压力,试验压力和工作压力》的规定。用于电站工业的阀门,当介质最高温度超过530摄氏度时,按JB74-59第5条的规定标注工作压力。8.阀体材料代号用汉语拼音字母表示
表15
阀体材料
代号
阀体材料
代号
灰铸铁
Z
Cr5Mo
I
可锻铸铁
K
1Cr18Ni9Ti
P
球墨铸铁
Q
Cr18Ni12Mo2Ti R
铜及铜合金
T
12CrMoV
V
WCB
C
注:PN≤1.6MPa的灰铸铁阀体和PN≥2.5MPa的碳素钢阀体省略本代号。
总则
1.压力容器操作人员必须取得当地质监部门颁发的《特种设备作业人员资格证件》后,方可独立承担压力容器操作。
2.压力容器操作人员要熟悉本岗位的工艺流程,有关容器的结构、类别、主要技术参数和技术性能,严格按操作规程操作。掌握处理一般事故的方法,认真填写有关记录。
3.压力容器要平稳操作,容器开始加压时,速度不易过快,要防止压力的突然上升。
4.压力容器严禁超温超压运行。发现温度,压力异常时,应及时停机检查。排除故障方可重新开机。
5.严禁带压拆卸压紧螺栓。维修时必须停泵、排气卸压后方可进行。二.日常操作和维护保养
1.严格按照压力容器操作规程进行操作。
2.开始操作前,应首先检查气泵、储气罐、管道、阀门、及安全附件是否处于良好状态。
3.坚持压力容器日巡检制度,储气罐每日至少排水一次,及时发现不正常状态,并采取相应措施调整和排除。4.随时检查压力容器及相关管道和附件,及时处理“跑、冒、漏”现象。5.每月应对安全阀进行全面检查。手动排气以防阀芯与阀座粘死卡死。6.安全阀每年至少校验一次。
7.发现下列情况时,必须及时更换安全阀:(1)安全阀的阀芯和阀座密封不严且无法修复的。
(2)安全阀的阀芯和阀座粘死或弹簧严重腐蚀、生锈的。
8.保持压力表洁净,随时注意压力表的工作情况。有下列情况时,及时更换压力表:(1)无压力时,指针不能归零的。
(2)表盘玻璃破裂或表盘刻度模糊不清的。(3)封印损坏或超过校验有效期的。
(4)压力表指针松动或断裂的。
(5)有其它影响压力表准确指示的其它缺陷的。9.压力表至少每年交计量部门校验一次。一.总则
1.压力容器操作人员必须取得当地质监部门颁发的《特种设备作业人员资格证件》后,方可独立承担压力容器操作。
2.压力容器操作人员要熟悉本岗位的工艺流程,有关容器的结构、类别、主要技术参数和技术性能,严格按操作规程操作。掌握处理一般事故的方法,认真填写有关记录。
3.压力容器要平稳操作,容器开始加压时,速度不易过快,要防止压力的突然上升。
4.压力容器严禁超温超压运行。发现温度,压力异常时,应及时停机检查。排除故障方可重新开机。5.严禁带压拆卸压紧螺栓。维修时必须停泵、排气卸压后方可进行。二.日常操作和维护保养
1.严格按照压力容器操作规程进行操作。
2.开始操作前,应首先检查气泵、储气罐、管道、阀门、及安全附件是否处于良好状态。
3.坚持压力容器日巡检制度,储气罐每日至少排水一次,及时发现不正常状态,并采取相应措施调整和排除。4.随时检查压力容器及相关管道和附件,及时处理“跑、冒、漏”现象。5.每月应对安全阀进行全面检查。手动排气以防阀芯与阀座粘死卡死。6.安全阀每年至少校验一次。
7.发现下列情况时,必须及时更换安全阀:
(1)安全阀的阀芯和阀座密封不严且无法修复的。
(2)安全阀的阀芯和阀座粘死或弹簧严重腐蚀、生锈的。
8.保持压力表洁净,随时注意压力表的工作情况。有下列情况时,及时更换压力表:(1)无压力时,指针不能归零的。
(2)表盘玻璃破裂或表盘刻度模糊不清的。(3)封印损坏或超过校验有效期的。
(4)压力表指针松动或断裂的。
(5)有其它影响压力表准确指示的其它缺陷的。9.压力表至少每年交计量部门校验一次。
第二篇:压力容器安全操作规范
空压机安全操作规范
空压机安全操作:坚持安全第一、预防为主的目标
1.作业前必须佩戴好安全帽,穿好工作服、工作鞋劳动防护用品。
2.开机前必须人工转动注油器,检查各部润滑部分是否缺油,然后才能起动;设备运转时,身体各部位不得靠近运转部件。
3.要经常检查各仪表是否灵敏可靠,尤其安全阀必须定期检测,保证安全可靠。
4.空压机运转中,不得进行擦洗、调节、紧固螺丝等工作,需要时应停机进行。
5.空压机起动和停机应在空载状态下进行(事故停机除外),检修后或停机时间较长,进行起动前必须人力盘车一周以上。
6.吸气室应定期清洗,应经常清排油水分离器内的污水和污油。
7.遇有下列情况应立即停机:
(1)
一、二级排气机超过规定值或排气温度超过规定值;
(2)电压电流超过规定值;
(3)设备各部严重漏气、漏电,活塞杆密封填料严重泄漏或出现不正常声音。
8.操作人员必须坚守岗位,不准擅离岗位,更不准随意将设备交给他人看守和起动。
9.各类安全附件(如安全阀、压力表、温度计等)必须安全有效,水、风、油管必须畅通。
10.运转中要经常检查气压、油压、冷却水的温度及机器运行状况,做到勤看、勤听、勤记录。
12.停止运行后仍应连续供水一刻钟方可停水。冬季停机后须将气缸及冷却
器内的剩水全部排出。
13.电气系统进行工作之前,应确保利用手动断开开关能切断系统电源。
14.不得在高于空压机所规定的排气压力下运行空压机。
15.一旦有压力通过安全阀释放,必须立即查明原因。
16.检修机器前必须切断电源、挂上警示牌、释放机器内气体的压力。
17.维护保养机器工作完成后,必须把各种盖板和罩壳重新安装好。
能做到三不伤害:不伤害自己、不伤害别人、不被别人伤害
第三篇:压力容器操作安全注意事项
压力容器操作安全注意事项:
1.压力容器操作人员要熟悉本岗位的工艺流程、有关容器的结构、类别、主要技术参数和技术性能,严格按操作规程操作。掌握处理一般事故的方法,认真填写有关记录。
2.压力容器操作人员须取得质监部门统一颁发的《压力容器操作人员证》后,方可上岗工作。对工作中发生的异常情况应及时处理并向上级汇报。
3.压力容器严禁超温、超压运行。实行压力容器安全操作挂牌制度或采用机械连锁机构防止误操作。检查减压阀失灵否。装料时避免过急过量,液化气体严禁超量装载,并防止意外受热等。经常检查安全附件运行情况。
4.压力容器要平稳操作。压力容器开始加载时,速度不宜过快,要防止压力突然上升。高温容器或工作温度低于0℃的容器,加热或冷却都应缓慢进行。尽量避免操作中压力的频繁和大幅度波动。
5.严禁带压拆卸压紧螺栓。
使用压力容器时应注意的事项:
1、经常检查安全装置、附件、辅助工设备及控制装备以确保这些设备能发挥正常效能。
2、检查所有配件是否安装妥当及接口有无渗漏。
3、对于快开门式压力容器,当压力容器的内部压力完全释放,安全联锁装置脱开后,方能打开快开门的联锁联动功能。
4、压力容器的使用压力不能超过压力容器的最高工作压力,以保证压力容器的安全运行。
5、经常检查安全阀、压力表有无失效,有无按规定送校验。安全阀每年至少校验一次,压力表每半年校验一次。新安全阀在安装之前,应根据压力容器的使用情况,送校验后,才准安装使用。
6、压力容器最高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必须装设减压阀。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。在减压阀或调节阀的低压侧,必须装设安全阀和压力表。
7、压力容器内部有压力时,不得进行任何修理。对压力容器的受压部件进行重大修理和改造,应符合《压力容器安全技术监察规程》和有关标准的要求,并将修理和改造方案报市局特种设备安全监察科审查,经同意后,方可施工。
第四篇:特殊压力容器的安全操作要求
特殊压力容器的安全操作要求
1、蒸压釜(杀菌锅、硫化罐等有快开门装置可参照)
(1)运行前注意事项:
①当釜盖完全关闭时,安全手柄必须是水平位置,锁死釜盖无法打开。
②安装在釜体上的球阀,必须是安全关闭。
③符合上述二点才能送汽、升压。
(2)快开门(盖)安全操作:
①当快开门(盖)达到预定方位,连锁装置发出报警信号,方能送汽升压。
②当容器内的压力完全释放后,连锁装置发出报警信号。装置脱开后,待2-3分钟后,把安全手柄由水平位置转向垂直方位,待安全圆盘上弓形缺口处于垂直位置,釜盖上的限位块通过釜盖才能开启。
③运行中注意观察阻汽排水装置,应及时排放,如釜内上下温度大于40℃,应采取紧急措施排放冷凝水,如措施无效应立即停止送汽、停止运行。
④操作人员应严格执行、抽真空、升压、恒温和降压程序。
⑤安全阀、压力表、温度计、冷凝水、液位计等安全装置应完全灵敏可靠:不可随便拆卸安全装置,及没有安全装置不可运行。
⑥运行中应重点检查盖体法兰、支承支座,排放冷凝水、安全装置等状况并做好运行记录。
⑦严禁在运行时对快开门上螺栓紧固或松解。
2、烘筒安全操作
(1)在进汽管上必须装设减压阀,在减压阀的低压侧必须设置安全阀与压力表。
(2)操作人员在运行中,应严格执行操作规程和有关安全规章制度。
(3)按工艺指标,不得超过最高工作压力或最高与最低工作温度。
(4)进汽之前,必须放净烘筒内的冷凝水,停机后必须释放、烘筒内的余热压力与温度。
(5)运行中,操作人员应观察与视听设备有否异常响声,偏震等现象立即停车。
(6)严禁带压紧固螺栓。
(7)安全装置、压力表、安全阀应灵敏、可靠、正确并定期校验。
(8)防止由于蒸汽停止供给使筒体产生真空而压瘪失稳,因此停压必须缓慢进行,待压力为零时,温度低于25℃时,释放筒内蒸汽水。(最好在端盖处装有自动真空吸气阀)
3、小型制冷设备安全操作管理
按制冷循环的作用可分为二类:
一类是完成必不可缺少的设备,如冷凝器、节流阀、蒸发器,另一类是具有辅助设备,如各种贮存容器,分离器等。作用是改善制冷系统的工作条件,从而提高经济安全运行。
(1)冷凝器:
①检查阀门开启情况:运行中其出、入水闸,进气阀,出液阀,均压阀,安全阀前的截止阀必须全开,放油阀、放空气阀应关闭。
②冷凝器压力一般不应超过1.5Mpa,若超过应查明原因,及时排除。
③检查冷却水情况,应保证水量足够,供水均匀并应及时清除出水口端的堵塞物。
④冷凝水进、出水温差(立式壳管冷凝器2-3℃,正常的卧式冷凝器4-6℃)氨液的冷凝温度一般比水温度高3-5℃。
⑤每周用酚酞试剂检查冷凝水中是否含氨,如发现漏氨,应停止运行,查明修复后才能使用。
⑥要定期从冷凝器中放油和放空气。一般每月放油一次,放油时最好停止工作。放油操作程序如下:
a、集油器处于待工作状态;
b、调整好压缩机的排气管理,使气体通往冷凝器,然后关闭放油冷凝器的进气阀停止工作30分钟,但不能停止冷却水;
c、关闭冷凝器出液阀和均压阀,开放油阀和集油器的进油阀,待油放完后,调整阀门恢复冷凝器工作。
(2)低压设备的操作管理
直接冷却的低压设备,包括循环贮液桶、排液桶、氨液分离器等。
①循环贮液桶
a、使用之前检查循环液桶的进气、出气阀,安全阀的控制阀、浮球阀的均压器,出液阀及进液阀油面指示器,压力表阀是否开启,放油阀、排液阀是否关闭。
b、开启供液阀,启动氨泵。
c、开启进液和出液阀氨泵的进液阀,同时打开氨泵的降压泵将泵内气体排出,然后关闭抽气阀,开动氨泵向系统供液。
d、液面应保持在桶高的1/3左右。
e、运行时间较长时应进行放油,以免影响氨泵的进液。
②低压贮液桶的操作管理
a、使用中降压阀、压力表阀、液面指示器阀均应开启,放油阀、排液阀、加压阀应关闭。
b、经常检查液面情况,液面达到50-60%时可直接从调节站排液。
c、容器工作时,首先开启膨胀阀,当容器内液位高1/2时,应关小膨胀阀(也可以启动氨泵将液体送去)当液位下降到容器1/3时再向里供液。对装有遥控液位计和供液电磁阀的低压循环贮液桶要定期放油。
d、低压循环贮液放油操作如下:
a、使集油器处于工作状况;
b、待容器内液体沉淀20分钟后,再进行放油,如压力过低可用热氨适当加压;
c、开启容器放油阀和集油器进油阀,将油放到集油器然后放出。
③排液桶操作管理
a、排液之前,首先检查桶内是否有液;
b、排液时,应先打开降压阀,压力降至蒸汽压力并开启其它设备的出液阀,进行排液工作。
c、排液完毕后,应关闭进液阀,打开加压阀,加压至0.6Mpa,静止20min后放油,同时关闭排液桶的供液阀,打开储液桶供液阀恢复正常供液。
④氨液分离器操作管理
a、氨液分离器运行时,进、出汽阀,出液阀,压力表阀,浮球阀装置的平衡阀都应开启手动供液阀,放油阀都应关闭(只有浮球失灵时才开启手动供液阀)。
b、运行时在金属液面指示器1/2高度的位置应结有霜层(如全部有霜层说明供液过多,如无霜说明供液过少同时应检查浮球是否失灵)。
c、氨液分离器应定期进行放油,每周至少一次,否则积油过高易引起库房降温不良。
氨液分离器属于低温低压容器,一般情况下都连续工作的,一般都在系统停止运行的间隙,通过自然升温和加压的办法向集油器放油,其操作程序同低压贮液桶。
a、待容器液体沉淀20分钟,再进行放油,(压力过低可用热氨适当加压);
b、开启容器放油阀和集油器进油阀,将油放到集油器然后放出。
c、氨液分离器放油,为了使压缩机不停止工作,可先关闭液压5-10分钟,待容器下面外壳温度升至40-45℃时,打开放油阀向集油器放油,但停止供液不宜过长,以免容器内的积油气化而入进冷凝器。
d、运行中操作人员,必须经常检查氨液分离器隔热层是否良好,法兰盘,接头是否有漏氨。
⑤集油器的操作
a、开启降压阀,当压力表指针稳定到接近回气压力时,关闭降压阀;
b、开设备放油阀和集油器进油阀,当压力超过0.5Mpa时应微开降压阀,待集油器油面近70%时,应关闭设备放油阀与集油器进油阀;
c、集油器放油时,必须在低压状态,如发现集油器放油口发潮或结霜,说明有氨液放出,应立即关闭油阀;
d、集油阀放油时,操作人员应在放油阀侧面操作不得离开操作地点。
(3)制冷设备的安全操作
①为防止环境污染和氨中毒,从制冷系统中排放不凝性气体时需经过专门设置的空气分离排放入水中。
②为了防止高温、高压的气体制冷剂窜入库房,使机器负荷突增,储液器液面不得低于其径向高度的30%。
③为了防止储液器、排液器出现满液而影响冷凝压力工况恶化,储液器的液面不得超过径向高度80%。
④由于制冷设备内油和氨呈有压力混合状态,为了避免酿成严重的跑氨事故,严禁从制冷设备上直接放油。
⑤停用设备时应将剩水放尽以防冻裂。
(4)安全装置及色标
①安全阀
a、压缩机排汽侧与吸气侧之间应装弹簧安全阀排气量超过1.6Mpa应自动开启,使高压氨汽回入低压腔内,管道间不得装任何截止阀。
b、冷凝器、贮液桶(包括高、中、低贮液桶,排液桶)中间冷却器等设备都应装安全阀,它的开启压力通常高压设备,1.85Mpa(表压)低压设备为1.25Mpa,各设备的安全阀前截止阀应处于开启状态。
c、为了防止贮氨容器不发生爆炸,在制冷系统中应该装紧急泄氨器。
d、其它有关安全附件按《容规》、《压力容器定期检验规则》及技术规范要求施行。
②安全标志
a、回气管蓝色,排气管红色,氨液管黄色,油管棕色,水管绿色,盐水管灰色,并在靠近阀门的明显处应标有介质流向;
b、所有控制阀手轮上应挂开闭牌;
c、在车间与设备附近应悬挂操作规程及制冷系统的系统图。
第五篇:安全技术培训教案
安全技术培训教案
(20XX年XX月)
课题:爆破基础知识 计划课时:4小时
时间:XXXX年 XX月XX日 地点:XX石场会议室 对象:爆破工、风钻工 授课人:XXX 培训重点:工业炸药基本知识
培训目的:通过培训使爆破工、风钻工熟悉工业炸药的基本知识,从而遵守相关操作要求,并在作业过程中严格落实,杜绝“三违”行为,预防和减少安全事故,确保实现生产安全。教学内容:
一、对爆破作业人员的基本要求
爆破作业是特种行业,它具有较大的危险性。从事爆破的所有人员,都是国家的财富。作为一名爆破工,是十分光荣的,充分体现了党和国家对爆破工的极大信任,将具有破坏性极大的炸药雷管交给你们,决不能随意丢失或转借他人,更不能利用手中的爆破器材去做对不起国家和人民的事。另外还必须深刻了解各种爆破器材的性能,熟练掌握其应用技术和 操作方法及国家有关的安全法规,才符合一名可信任的爆破工的基本条件。
二、工业炸药
(一)炸药的基本概念 1.炸药三要素
炸药爆炸是化学爆炸的一种,炸药爆炸时应具备三个同时并存相辅相成的条件,称为炸药爆炸三要素。(1)反应过程大量放热
放热是化学爆炸反应得以自动高速进行的首要条件,也是炸药爆炸对外做功的动力。例如,1kg梯恩梯爆炸时能产生1183kcal的热量;而把1kg大米做成饭却只需要约500kcal的热量。
(2)反应过程极快
这是区别于一般化学反应的显著特点,爆炸可在瞬间完成。例如1kg梯恩梯完全爆炸只需要十万分之一秒的时间,而1kg煤能放热2140kcal,比梯恩梯约多一倍,但其反应时间需要几十分钟,故煤不具备爆炸条件。(3)生成大量气体
一个化学反应,即使具备了前面两个条件,而不具备本条件时,仍不属爆炸。2.炸药化学反应的基本形式
炸药在外能作用下可能发生三种基本形式的化学反应,即热 分解、燃烧和爆炸。(1)热分解
炸药在常温下或受热作用时,会发生缓慢的分解并放出热量,这就是热分解。热分解速度随温度的升高而加快。所以,在存储炸药时,堆放不要过密过多,要注意通风,保持常温,防止炸药因温度过高导致热分解加快而引起的爆炸事故。(2)燃烧
炸药在火焰或热作用下可能引起燃烧。燃烧速度一般比较慢,但燃烧生成的气体或热量不能及时排出时,可能导致爆炸,因此,当遇到炸药燃烧时,切不可用沙土覆盖法去灭火。(3)爆炸
当炸药受到足够大的外能作用时,会发生猛烈的化学反应,该反应以一种冲击波的形式高速传播,这就是炸药的爆炸。爆炸速度保持在最高值并稳定传播时称为爆轰。因此,爆轰是炸药化学反应的最高形式,这时炸药的能量释放的最充分。
上述三种反应形式不是相互独立的,在一定条件下,可以相互转化。如当炸药失火时,应设法控制升温和热能积聚。使用炸药时,要给足够的外能,确保炸药稳定爆炸,以免造成半爆炸或拒爆事故。
(二)炸药的起爆、感度及有关性能 1.炸药的起爆 炸药具有爆炸的性能。在常态下,它能处以相对的稳定状态,也就是说,他不会自行发生爆炸。要使炸药发生爆炸,必须使炸药失去相对的稳定状态,即必须给炸药施加一定的外能作用。炸药在外能作用下发生爆炸的过程,称为炸药的起爆。使炸药起爆所需的外能,则称为起爆能。
多种形式的外能都可激起炸药起爆,但从工程爆破技术、作业安全和有效使用炸药的角度看,热能、爆炸能和机械能较有实际意义。(1)热能
当炸药受到热能或火焰的作用时,其局部温度将达到爆发点而引起爆炸。例如,火雷管起爆法就是利用导火索的火焰来引爆火雷;电雷管起爆法则是利用电桥丝通电灼热引燃引火药头而引燃雷管,进而起爆炸药。(2)机械能
炸药在撞击或摩擦的作用下,炸药颗粒间产生强烈的相对运动,机械能瞬间转化为热能,从而引起炸药爆炸。但利用机械能起爆炸药既不方面也不安全,工程爆破中一般不采用。在运输和使用炸药时,必须注意机械作用可能引爆炸药的问题,以防爆炸事故发生。(3)爆炸能
工程爆破中常用一种炸药爆炸产生的强大能量来引爆另一种炸药。例如在实际爆破作业中最常见的是利用雷管或导爆 索的爆炸来引爆炸药;其次是利用起爆药包的爆炸,引爆一些钝感炸药。
除了上述的热能、机械能和爆炸能外,光能、超声振动、粒子轰击、高频电磁波等也都可激起炸药爆炸,因此这些在爆破作业中都应引起注意和重视。2.炸药的感度
炸药在外界作用影响下发生爆炸的难易程度叫炸药的敏感度(简称感度)。即指炸药对外界起爆能的敏感程度。感度的高低,通常以引起爆炸所需的最小外界能量来表示。所需外界能量越小则感度越高,反之则越低。引起炸药爆炸的外界能量有:a.机械能:冲击、摩擦、针刺、振动等产生的能量。b.热能:加热、火花、火焰或灼热物所放出的能量等。C.电能:电热、电火花产生的能量。d.光能:激光发出的能量。e.爆炸能:由爆炸产生的能量引爆炸药。炸药的感度主要以下几种(1)冲感度
即对冲击能量的敏感程度。用炸药受固定重量的落锤,自固定高度自由落下的冲击作用而发生爆炸的百分数表示。表示猛炸药的冲击感度通常用立式落锤实验仪测定,锤重10kg,落高25cm,药量0.05g,实验次数规定为25次,用爆炸次数所占总数的百分数表示。
一般来说,起爆药的感度很高,即在外能作用下,很容易引 起爆炸。因此要特别小心,如火雷管加强帽下面的起爆药,把火雷管加工成起爆药包时,就必须特别注意,不能对它有大的挤压、冲击和摩擦。(2)摩擦感度
炸药在摩擦作用下发生爆炸的难易程度称为摩擦感度。炸药的摩擦感度用摆式摩擦仪测定。(3)热感度
炸药在热能作用下发生爆炸的难易程度称为热感度。热感度一般用爆发点来表示。(4)爆轰感度
炸药受到其他炸药作用而发生爆炸的难易程度,称为炸药的爆轰感度,通常用极限起爆药量来表示。极限起爆药量越小,则炸药的爆轰感度越高。
炸药爆炸时引起与它不相接触的临近炸药发生爆炸的现象称为殉爆。
3.炸药热化学参数极其有关性能(1)炸药反应的几个主要参数 ①爆热
进行爆炸反应时放出的热量叫炸药的反应热,简称为爆热。②爆温
炸药爆炸瞬间释放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度称为爆温。工业炸药的爆温一般可达2000——4500C以上。③爆压
在发生爆炸反应的瞬间,高温气体在未向外膨胀以前,对周围介质造成的最大压力叫爆压。④爆炸功
炸药爆炸时,整个爆炸过程中的爆炸做功力叫做爆炸功。(2)炸药的爆炸性能 ①威力(爆力)
即炸药爆炸时做功的能力。②猛度
即炸药的破碎作用。③爆速
即炸药爆炸时爆轰波沿炸药内部传播的速度,爆速主要取决于炸药的性质与纯度,此外还与各种因素,如起爆药的威力、装药直径、包装材料的强度、炸药的装填密度、炸药的颗粒大小、含水量及附属物等因素有关。a.导爆索法(道特里什法)
其原理是利用已知爆速的导爆索与一定长度炸药柱的平均爆速相比较,简便地测量出炸药的爆速,该法简便易行。b.电测发
目前较常用的是示波器测定法和数字爆速仪测方法。④聚能效应
某特定装药形状(如锥形孔、凹孔)可使炸药能量在空间重 新分配,大大地加强了某一方面的局部破坏作用,这种现象称为聚能效应。⑤传爆
炸药起爆后,爆轰波能以最大的速度稳定传播的过程,称为理想爆轰。在一定条件下,炸药达不到理想爆轰,但可能以某一速度稳定传播爆轰波的过程,称为稳定传爆。影响炸药稳定传爆的因素: a.起爆能的影响 b.装药直径的影响 c.装药密度的影响
d.药包外壳约束条件的影响 e.径向间隙的影响 f.炸药颗粒的影响(3)炸药的安全性
炸药的安全性指炸药在长期储存中,保持原有物理化学性质的能力。保持其物理性质不变的能力叫物理安定性,保持其化学性质不变的能力叫化学安定性。
严格说,炸药从化学体系上来看,属于不安定的物质,即使在正常的保管条件下,因受到温度、湿度、阳光的照射以或大或小的速度进行分解。安定性好的,引起分解过程较困难,通常开始分解时速度很慢不显著,以后渐渐加速,甚至发生爆炸。