壓力設備與裝置安全技術(shù)

壓力設備與裝置安全技術(shù)國家質(zhì)檢總局特種設備安全監(jiān)察局宋繼紅國家安全生產(chǎn)監(jiān)管總局危險化學品專題培訓班2006.07.23.北京1內(nèi)容引言一.基礎知識二.安全技術(shù)要求三.安全監(jiān)察要點2引言生產(chǎn)經(jīng)營單位使用的涉及生命安全、危險性較大的特種設備，以及危險物品的容器、運輸工具，必須按照國家有關(guān)規(guī)定，由專業(yè)生產(chǎn)單位生產(chǎn)，并經(jīng)取得專業(yè)資質(zhì)的檢測、檢驗機構(gòu)檢測、檢驗合格，取得安全使用證或者安全標志，方可投入使用。檢測、檢驗機構(gòu)對檢測、檢驗結(jié)果負責。為全面貫徹《安全生產(chǎn)法》、《危險化學品安全管理條例》和《特種設備安全監(jiān)察條例》，通過對壓力設備與裝置的安全技術(shù)知識的了解和對基本情況和安全形勢的分析，認識壓力設備與裝置發(fā)生事故的原因和規(guī)律，找出壓力設備與裝置安全方面存在的問題，研究提出對策措施，并推行實施，有效地防止和減少事故的發(fā)生。這是安全生產(chǎn)綜合監(jiān)督管理部門和專項安全監(jiān)察部門的一項共同的任務。

3引言所謂壓力設備與裝置，主要指鍋爐、壓力容器、壓力管道、安全附件和承壓附件及承壓元件相連的零部件，如法蘭、接管、支座等。其中壓力容器和壓力管道是石油及化工企業(yè)主要的生產(chǎn)裝置。也是危險化學品的生產(chǎn)、儲存、運輸不可缺少的重要設備和設施。壓力設備與裝置具有潛在的危險性，一旦發(fā)生事故，往往造成人身傷害和財產(chǎn)損失，影響企業(yè)的生產(chǎn)秩序和人民群眾的正常生活，危害較大。歷年來，壓力設備爆炸、泄漏等災害性事故時有發(fā)生。由于壓力設備與裝置的運行關(guān)系到公共安全，關(guān)系到經(jīng)濟健康發(fā)展，甚至關(guān)系到社會的穩(wěn)定，人們在對其充分開發(fā)利用的同時，認識到要把握規(guī)律、科學管理、強化監(jiān)督，最大程度地遏制或減少事故的發(fā)生，使其更好地服務于人類。4引言我國政府對壓力設備的安全監(jiān)察工作十分重視，制定專門法規(guī)，建立了安全監(jiān)察制度，設置專門機構(gòu)，實施專項安全監(jiān)察。截至2005年底，我國在用壓力容器、壓力管道數(shù)量如下：設備種類壓力容器壓力管道（萬公里）固定容器（萬臺）罐車（萬輛）各類氣瓶（億只）數(shù)量152.301.74122.1682.505一.基礎知識（一）壓力容器（二）壓力管道（三）安全附件（四）相關(guān)的安全問題（五）失效模式及原因6（一）壓力容器什么是壓力容器？基本概念——壓力容器是指盛裝一定工作介質(zhì)，能夠承受壓力（包括內(nèi)壓和外壓）載荷作用的密閉容器。這是一個泛指的概念。納入安全監(jiān)察的壓力容器范圍定義：壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa·L的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體的固定式容器和移動式容器；盛裝公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于1.0MPa·L的氣體、液化氣體和標準沸點等于或者低于60℃液體的氣瓶；氧艙等。7（一）壓力容器壓力容器的基本構(gòu)成典型的壓力容器的基本結(jié)構(gòu)形式比較簡單，主要由殼體、封頭、法蘭、支座以及接管座等部件構(gòu)成。8（一）壓力容器圖1.2.1為壓力容器基本結(jié)構(gòu)示意圖9（一）壓力容器罐車結(jié)構(gòu)示意圖10（一）壓力容器壓力容器的類別由于壓力容器在化學品生產(chǎn)中盛裝的工作介質(zhì)多樣、工藝復雜、種類寬泛、使用面廣，其分類方法也是多種多樣，不勝枚舉。在危險化學品生產(chǎn)中常用的分類有下列幾種：按設計壓力分類；按作用原理（用途）分類；按化學介質(zhì)毒性程度分類；按安裝方式分類；按安全技術(shù)管理分類（綜合分類）11（一）壓力容器1.按設計壓力（P），分為低壓容器（代號L）0.1MPa≤P＜1.6MPa中壓容器（代號M）1.6MPa≤P＜10MPa高壓容器（代號H）10MPa≤P＜100MPa超高壓容器（代號U）P≥100MPa2.按生產(chǎn)工藝過程中的作用原理，分為反應容器（代號R），用于完成介質(zhì)的物理、化學反應換熱容器（代號E），用于完成介質(zhì)的熱量交換分離容器（代號S），用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離儲存容器（代號C，其中球罐代號B）用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)12（一）壓力容器①反應容器反應器、反應釜、分解鍋、硫化罐、分解塔、聚合釜、高壓釜、合成塔、交換爐、蒸煮鍋、蒸球、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐、……②換熱容器管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、加熱器、消毒鍋、烘缸、蒸炒鍋、預熱鍋……③分離容器分離器、過濾器、集油器、緩沖器、洗滌器、吸收塔、干燥塔、除氧器、……④儲存容器——各種型式的儲罐13（一）壓力容器3.按壓力容器中化學介質(zhì)毒性程度，分為極度危害（Ⅰ級）最高容許濃度＜0.1mg/m3；高度危害（Ⅱ級）最高容許濃度0.1～＜1.0mg/m3；中度危害（Ⅲ級）最高容許濃度1.0～＜10mg/m3；輕度危害（Ⅳ級）最高容許濃度≥10mg/m3。14（一）壓力容器4.按安裝方式，分為固定式壓力容器有固定安裝和使用地點，工藝條件和操作人員也比較固定的壓力容器。如臥式儲罐、球罐、塔器、反應釜等。移動式壓力容器如汽車罐車、鐵路罐車的罐體。這類壓力容器使用時不僅承受內(nèi)壓或外壓載荷，而且在移動過程中還會受到由于內(nèi)部介質(zhì)晃動引起的沖擊力、運輸過程帶來的外部撞擊和振動載荷，因而在結(jié)構(gòu)、使用和安全管理方面均有其特殊的要求。15（一）壓力容器5.按安全技術(shù)管理分類考慮到綜合體現(xiàn)壓力容器整體危害水平，為了有利于安全技術(shù)監(jiān)督和管理，我國《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》采用既考慮容器壓力與容積乘積大小，又考慮介質(zhì)危害程度以及容器品種的綜合分類方法，將壓力容器分為三類。16（一）壓力容器①第三類壓力容器高壓容器中壓容器（限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）中壓儲存容器（限易燃、中度危害介質(zhì)，pV≥10MPa·m3）；中壓反應容器（限易燃、中度危害介質(zhì)，pV≥0.5MPa·m3）；低壓容器（限極度和高度危害介質(zhì)，且pV≥0.2MPa·m3）；移動式壓力容器（鐵路罐車、汽車罐車）球形儲罐（容積≥50m3）；低溫液體儲存容器（容積＞5m3）；高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；中壓搪玻璃壓力容器。17（一）壓力容器②第二類壓力容器中壓容器低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）低壓反應容器和儲存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)）低壓管殼式余熱鍋爐；低壓搪玻璃壓力容器。③第一類壓力容器除上述規(guī)定以外的低壓容器18（二）壓力管道納入安全監(jiān)察的壓力管道范圍定義：壓力管道，是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0．1MPa（表壓）的氣體、液化氣體、蒸汽介質(zhì)或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體介質(zhì)，且公稱直徑大于25mm的管道。壓力管道的分類壓力管道用途廣泛，品種繁多。不同使用領(lǐng)域其分類方法也不同。一般按主體材料、敷設位置、輸送介質(zhì)特性、用途等進行分類。19（二）壓力管道1.主體材料金屬管道（鑄鐵、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、有色金屬）非金屬管道（塑料、混凝土、陶瓷、玻璃、復合）2.敷設位置架空管道地溝敷設管道埋地管道20（二）壓力管道3.介質(zhì)特性介質(zhì)壓力（超高壓、高壓、中壓、低壓、真空）介質(zhì)溫度（高溫、常溫、低溫）介質(zhì)毒性（劇毒、有毒、無毒）介質(zhì)可燃性（可燃介質(zhì)管道、非可燃介質(zhì)管道）介質(zhì)腐蝕性（腐蝕性介質(zhì)、非腐蝕性介質(zhì)）4.用途工業(yè)管道（GC）公用管道（GB）長輸管道（GA）21（三）安全附件壓力表溫度計安全閥爆破片緊急切斷裝置安全聯(lián)鎖裝置22（四）相關(guān)的安全問題1.強度——壓力設備在確定的工作載荷下，抵抗破裂和塑性變形的能力。對大多數(shù)壓力容器壓力管道來說，是最重要的安全性能指標。2.剛度——壓力設備在確定的工作載荷下，抵抗彈性變形的能力。3.穩(wěn)定性——壓力設備在確定的工作載荷下，抵抗失穩(wěn)的能力。應當指出，上述基本安全問題，與設計結(jié)構(gòu)和使用的材料有著直接的關(guān)系，不同的結(jié)構(gòu)型式、不同的材料，表現(xiàn)出不同的安全性能。壓力設備所用的材料一般都是專用的，如果使用錯誤的材料，會使壓力設備的安全性能嚴重惡化，甚至產(chǎn)生失效，導致事故的發(fā)生。23（五）失效模式及原因主要失效模式爆炸（物理爆炸、化學爆炸）斷裂（脆性斷裂、韌性斷裂、疲勞斷裂）泄漏（密封泄漏、腐蝕穿孔）變形、失穩(wěn)損傷（電化學腐蝕、氧化腐蝕、機械損傷）材料性能退化（脆化、金相組織變化）24（五）失效模式及原因主要失效原因操作不當（違反操作規(guī)程、介質(zhì)參數(shù)超標）*管理薄弱（制度不健全、職工素質(zhì)差）*失檢（超期未檢、未按規(guī)范檢驗、未能發(fā)現(xiàn)存在的問題）設計制造缺陷（設計不合理、選材不當、材料缺陷、焊接缺陷）外來損傷（外來機械損傷、地震等自然災害）25（五）失效模式及原因如何防止失效？——提出安全技術(shù)要求——加強監(jiān)督管理26二.安全技術(shù)要求壓力設備和裝置的安全技術(shù)要求，主要體現(xiàn)在有關(guān)的安全技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標準中。這些安全技術(shù)要求是生產(chǎn)（含設計、制造、安裝、改造、維修）、使用、檢驗特種設備的基本準則。安全技術(shù)規(guī)范是行政機關(guān)規(guī)定強制執(zhí)行的特種設備安全性能要求和相應的設計、制造、安裝、修理、改造、使用管理規(guī)定和檢驗檢測方法，以及許可、考核條件、程序的一系列規(guī)范性文件。包括有關(guān)的管理規(guī)則、核準規(guī)則、考核規(guī)則及程序規(guī)定和有關(guān)的安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程、技術(shù)檢驗規(guī)則、審查評定細則、人員考核大綱等。安全性能－是指特種設備法律、法規(guī)、行政規(guī)章、技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的安全技術(shù)項目和性能指標，即特種設備基本安全要求的總和。27二.安全技術(shù)要求有關(guān)的管理規(guī)定特種設備安全監(jiān)察行政處罰規(guī)定壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則鍋爐壓力容器制造監(jiān)督管理辦法鍋爐壓力容器制造許可條件鍋爐壓力容器制造許可工作程序鍋爐壓力容器使用登記管理辦法壓力容器安裝改造維修許可規(guī)則28二.安全技術(shù)要求壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定壓力管道元件制造單位安全注冊與管理辦法壓力管道安裝單位資格認可實施細則壓力管道使用登記管理規(guī)則氣瓶安全監(jiān)察規(guī)定氣瓶使用登記管理規(guī)則氣瓶設計文件鑒定規(guī)則氣瓶充裝許可規(guī)則29二.安全技術(shù)要求檢驗單位管理特種設備檢驗檢測機構(gòu)管理規(guī)定特種設備檢驗檢測機構(gòu)核準規(guī)則檢驗檢測機構(gòu)質(zhì)量管理體系要求特種設備檢驗檢測機構(gòu)核準鑒定評審細則鍋爐壓力容器檢驗單位監(jiān)督考核辦法無損檢測單位監(jiān)督管理辦法無損檢測單位資格審查實施指南無損檢測資格審查咨詢單位備案辦法30二.安全技術(shù)要求安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程主要內(nèi)容包括：范圍，基本的安全要求，材料，設計，制造，安裝，安全附件，使用管理，修理改造，檢驗，事故報告等等。基本安全要求包括①一般規(guī)定－壓力設備的設計、制造、安裝、改造、維修、使用、檢驗技術(shù)要求，選擇最適當?shù)姆椒?，盡可能合理的消除風險。②設計－安全系數(shù)恰當、設計計算方法應包括壓力強度和其它承載性、穩(wěn)定性和實驗設計方法。③制造－包括工藝、焊接、熱處理、無損檢測、檢驗評定。④材料－采用符合統(tǒng)一標準的材料。⑤特定參數(shù)－許用應力、焊接系數(shù)、試驗壓力、材料性能。31二.安全技術(shù)要求主要的安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程液化氣體汽車罐車安全監(jiān)察規(guī)程氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程溶解乙炔氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程32二.安全技術(shù)要求檢驗規(guī)則主要內(nèi)容包括：檢驗要求，檢驗項目，檢驗方法，安全狀況等級評定，檢驗周期，檢驗報告等等鍋爐壓力容器產(chǎn)品安全性能監(jiān)督檢驗規(guī)則壓力管道元件制造監(jiān)督檢驗規(guī)則鍋爐安裝監(jiān)督檢驗規(guī)則壓力管道安裝安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗規(guī)則鍋爐定期檢驗規(guī)則壓力容器定期檢驗規(guī)則在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程(試行)33二.安全技術(shù)要求人員考核特種設備無損檢測人員考核與監(jiān)督管理規(guī)則特種設備作業(yè)人員監(jiān)督管理規(guī)定特種設備作業(yè)人員考核規(guī)則鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則壓力管道安全管理人員和操作人員考核大綱醫(yī)用氧艙維護