《压力容器安全》培训课件.ppt
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1、2023-1-14压力容器安全培训压力容器安全压力容器安全培训培训压力容器安全培训一、压力容器的安全问题一、压力容器的安全问题特种设备特种设备-涉及生命安全、危险性较大的锅炉、涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器压力容器(含气瓶含气瓶)、压力管道、电梯、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施等。起重机械、客运索道、大型游乐设施等。-特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例压力容器安全培训一、压力容器的安全问题一、压力容器的安全问题1、压力容器与一般机械设备不同的特点、压力容器与一般机械设备不同的特点 (1)应用广泛性应用广泛性 (2)操作条件复杂性操作条件复杂性(3)对安全的高要
2、求对安全的高要求压力容器安全培训一、压力容器的安全问题一、压力容器的安全问题 据统计,国内1998年共发生锅炉、压力容器、气瓶爆炸132起,严重事故274起,共死亡104人,受伤371人,直接经济损失2813.58万元。锅炉、压力容器、气瓶的爆炸事故率分别是1.07、0.28、0.65次/万台。2、压力容器事故的主要特征、压力容器事故的主要特征(1)事故率高事故率高 压力容器安全培训一、压力容器的安全问题一、压力容器的安全问题2000年共发生锅炉、压力容器、气瓶、压力管道爆炸事故155起,严重事故151起,死亡175人,受伤368人,直接经济损失4503.23万元。锅炉、压力容器爆炸事故率分别
3、为0.16、0.22起/万台。2003年共发生锅炉、压力容器、压力管道(下称承压类设备)事故159起,死亡114人,受伤281人,直接经济损失1779.63万元,承压类设备(不包括气瓶、压力管道、“土锅炉”)事故率为0.35起/万台。压力容器安全培训一、压力容器的安全问题一、压力容器的安全问题1984年12月3日,印度博帕尔市农药厂异氰酸甲酯储罐发生泄漏,2580人死亡,125000人中毒,5万人失明;(2)危害性大危害性大 1986年4月28日,前苏联切尔诺贝利核电 站压力壳发生核泄漏,31人死亡,20个国家4亿人受害。压力容器安全培训一、压力容器的安全问题一、压力容器的安全问题 3、发生压
4、力容器事故的主要原因、发生压力容器事故的主要原因 压力容器安全培训一、压力容器的安全问题一、压力容器的安全问题20002000年年2727起压力容器爆炸事故分析起压力容器爆炸事故分析压力容器安全培训一、压力容器的安全问题一、压力容器的安全问题 特种设备安全监察法规体系特种设备安全监察法规体系压力容器安全培训一、压力容器的安全问题一、压力容器的安全问题&压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程(“容规容规”)2000年年1月月1日国家质量技术监督局修订实日国家质量技术监督局修订实 施施&特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例 国务院国务院373号令公布,号令公布,2003年年6月月1日
5、实施日实施压力容器安全培训二、压力容器的分类二、压力容器的分类 1、定义 压力容器压力容器-是指盛装气体或液体,承受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2.5MPaL的气体、液化气体和最高工作高于或者等于标准沸点的液体的固定式固定式容器和移动式容器容器和移动式容器;盛装公称工作压力大于或者等于1.0MPaL的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶气瓶;氧舱氧舱等 压力容器安全培训二、压力容器的分类二、压力容器的分类属于安全监察范围属于安全监察范围(“容规容规”)的压力容器:的压力容器:最高工作压力大于等于最高工
6、作压力大于等于0.1MPa(不包含液不包含液体静压力体静压力);内直径内直径(非圆形截面指断面最大尺寸非圆形截面指断面最大尺寸)大大于等于于等于0.15m,且容积大于等于,且容积大于等于0.025m3;盛装介质为气体、液化气体或最高工作盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体。温度高于或等于标准沸点的液体。压力容器安全培训二、压力容器的分类二、压力容器的分类固定式压力容器,即固定安装使用地点的容器;移动式压力容器,指气瓶、槽车等无固定安装和使用地点的容器2、分类、分类(1)按使用位置分按使用位置分压力容器安全培训二、压力容器的分类二、压力容器的分类低压容器 中压容器高压容
7、器超高压容器:0.10.11.6 MPa1.6 MPa;:1.61.610MPa10MPa;:1010100 MPa100 MPa;:100MPa100MPa(2)按设计压力分按设计压力分压力容器安全培训二、压力容器的分类二、压力容器的分类反应容器反应容器:主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器,如反应器、反应釜、合成塔等;换热容器换热容器:主要用于完成介质的热量交换的压力容器,如热交换器、蒸发器等 分离容器分离容器:主要用于完成介质的液体压力平衡和气体净化分离等的容器,如过滤器、分离器、吸收塔等 储存容器储存容器:主要用于盛装生产或生活用的原料气体、液体、液化气体等容器,如各种贮罐、槽车
8、等(3)(3)按工艺作用分按工艺作用分压力容器安全培训二、压力容器的分类二、压力容器的分类(4)(4)按安全监察管理分按安全监察管理分 根据容器在生产过程中的重要性、压力高低和介质危害程度(指易燃、毒性介质)将容器分成三类一类容器二类容器三类容器 压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分析三、压力容器的结构和应力分析1、压力容器的结构组成 基本承受部件基本承受部件附件安全附件器身封头阀门连接件接管人孔仪表支座压力容器压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分析三、压力容器的结构和应力分析2、压力容器的结构特征、压力容器的结构特征 圆筒形与球形容器的比较圆筒形与球形容器的比较 项目项目圆筒形圆
9、筒形球形球形受力状况受力状况较好较好好好表面积表面积/体积体积大大小小(10-30%)材料消耗材料消耗多多少少(30-40%)制造制造易易难难内件安装内件安装易易难难应用应用广泛广泛大型液化气、液氨储罐大型液化气、液氨储罐压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分析三、压力容器的结构和应力分析各种封头的比较 项目项目平板平板锥形锥形无折边球形无折边球形碟形碟形椭球形椭球形半球形半球形受力状况受力状况最差差较差较好好最好材料消耗材料消耗最多多较多较少少最少制造制造最易易较难较易较易最难应用应用高压或小直径容器气体均匀分布物料汇集卸料较小直径较低压力容器较大直径较低压力容器广泛使用大直径或高压储器
10、压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分析三、压力容器的结构和应力分析3 3、应力分析、应力分析 一次应力一次应力(薄膜应力薄膜应力)二次应力二次应力(不连续应力不连续应力)由外载引起的正应力和切应力由外载引起的正应力和切应力由于相邻部件的约束或结构本身约束引起的应力由于相邻部件的约束或结构本身约束引起的应力压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分析三、压力容器的结构和应力分析i=PD/4t承受均匀内压圆筒的薄膜应力承受均匀内压圆筒的薄膜应力轴向应力轴向应力压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分析三、压力容器的结构和应力分析承受均匀内压圆筒的薄膜应力承受均匀内压圆筒的薄膜应力周向应力周
11、向应力F=(2r)L p=Di L p=DL p=2Lt =pD/2t =2 压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分析三、压力容器的结构和应力分析3 3、选择合理的结构、选择合理的结构(1)(1)、避免总体和局部结构的不连续、避免总体和局部结构的不连续 压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分析三、压力容器的结构和应力分析(2)(2)、避免应力集中和削弱强度部位的叠加、避免应力集中和削弱强度部位的叠加压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分析三、压力容器的结构和应力分析(3)(3)、避免刚性结构:防止热胀冷缩限制、避免刚性结构:防止热胀冷缩限制压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分
12、析三、压力容器的结构和应力分析B B、尽量采用对接接头、尽量采用对接接头(4)(4)、焊接结构、焊接结构A A、合理选择焊缝坡口形式、合理选择焊缝坡口形式压力容器安全培训三、压力容器的结构和应力分析三、压力容器的结构和应力分析C C、不允许采用的焊接结构、不允许采用的焊接结构 角接角接 未焊透未焊透 搭接搭接 压力容器安全培训四、压力容器的破坏形式和原因分析四、压力容器的破坏形式和原因分析 1 1、容器(材料)的、容器(材料)的失效失效 由于材料的力学行为(材料在外力作用下由于材料的力学行为(材料在外力作用下所表现出的变形和开裂行为),而使容器丧失所表现出的变形和开裂行为),而使容器丧失正常功
13、能、安全性和耐久性的现象,称为容器正常功能、安全性和耐久性的现象,称为容器(材料)失效(材料)失效(FailureFailure)。)。容器在压力和温度作用下主要发生两种形容器在压力和温度作用下主要发生两种形式的失效式的失效变形、破裂变形、破裂压力容器安全培训四、压力容器的破坏形式和原因分析四、压力容器的破坏形式和原因分析变形变形 -弹性变形 -塑性变形 -弹或(和)塑性失稳压力容器安全培训四、压力容器的破坏形式和原因四、压力容器的破坏形式和原因 材料拉伸试验材料拉伸试验 弹性阶段弹性阶段(O-BO-B2 2)比例极限比例极限p p =E =E(EE弹性模数)弹性模数)弹性极限弹性极限e e
14、屈服阶段屈服阶段(B B2 2-C-C)屈服极限屈服极限s s 强化阶段强化阶段(C-DC-D)抗拉强度极限抗拉强度极限b b 缩颈阶段缩颈阶段(D-ED-E)sObepB2CDEB1压力容器安全培训四、压力容器的破坏形式和原因分析四、压力容器的破坏形式和原因分析破破(断断)裂裂韧(延)性破裂脆性破裂 疲劳破裂腐蚀破裂蠕变破裂压力容器安全培训四、压力容器的破坏形式和原因分析四、压力容器的破坏形式和原因分析特征特征:显著的形状改变和较大的塑性变形一般不会产生碎片断口不平齐,无金属光泽 容器在压力作用下,器壁上产生的应力达到材料的强度极限而发生断裂的破坏形式韧性破裂韧性破裂压力容器安全培训四、压力
15、容器的破坏形式和原因分析四、压力容器的破坏形式和原因分析液化气体介质充装过量液化气体介质充装过量 超温超压运行超温超压运行选材不当或安装不符合安全要求选材不当或安装不符合安全要求维护不当维护不当(壁厚减薄壁厚减薄)破裂原因破裂原因压力容器安全培训四、压力容器的破坏形式和原因分析四、压力容器的破坏形式和原因分析 断口分析断口分析 韧性破裂韧性破裂 理论计算理论计算 =PD=PDi i/2t=/2t=0.80.8(1000+11000+1)/2=/2=400 MPa400 MPa某小化肥厂一加压变换冷却塔,某小化肥厂一加压变换冷却塔,D Di i1000mm,t=8mm,1000mm,t=8mm,
16、P PW W0.8MPa0.8MPa。材料。材料16Mn16Mn:S S=345MPa.=345MPa.因增加因增加3 3米高一塔节未采取防腐蚀措施,以致介质米高一塔节未采取防腐蚀措施,以致介质将器壁腐蚀,三年后爆裂。经检查最大剩余厚度为将器壁腐蚀,三年后爆裂。经检查最大剩余厚度为3 mm3 mm,最小仅为,最小仅为1 mm1 mm。事故案例事故案例压力容器安全培训四、压力容器的破坏形式和原因分析四、压力容器的破坏形式和原因分析选用有足够强度和厚度的材料选用有足够强度和厚度的材料按核定的工艺参数运行按核定的工艺参数运行加强巡回检查加强巡回检查加强维护保养工作加强维护保养工作预防措施预防措施压力
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