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2020/4/30,2020/4/30,压力容器事故,2020/4/30,6.1蒸汽锅炉的安全运行和管理事故1：2004年8月19日21时40，太原市119指挥中心接到报警，位于太原市晋源区吴家堡村的晋阳华龙造纸有限公司锅炉发生爆炸，造成建筑物倒塌约600余平方米，工作人员及附近居民共14人被倒塌建筑物埋压，太原市公安消防支队接到报警后，迅速调集13部消防车，120名消防官员赶赴现场救援，经过近40分钟的全力搜寻抢救，成功搜寻到被困人员14名，其中两人当场死亡，一名送往医院后经抢救无效死亡，另外有11名不同程度受伤。,2020/4/30,事故2：2006年7月30晚上9时许，温州市鹿城区仰义乡沿江工业区107号泰豪制革厂突发锅炉爆炸事故，爆炸产生的气浪导致部分厂房和厂区围墙外小店倒塌，造成9名店员伤亡，其中5人死亡，2人伤势较重，2人轻伤。,2020/4/30,事故3：2001年怡泉浴室的业主黄永彬，上海华云炉具制造有限公司销售部的经理马德荣和该公司法人代表张国华使用倒闭工厂积压的常压锅炉内胆，拼装热水锅炉，此后又私自将其改造成承压锅炉。2003年5月，黄永彬为了逃避检查，把锅炉违章移到女浴室的旁边，12月3号下午，上海市虹口区瑞虹路的怡泉浴室的这个锅炉发生爆炸，酿成7人死亡，7人受伤的惨剧。,2020/4/30,锅炉压力容器事故率高原因：1.承受压力及温度：锅炉的汽水系统在密闭的容器和管道中工作，承受着介质压力和火焰加热。锅炉压力容器内的压力可能因操作失误或反应异常而迅速升高，从而导致承压部件超压破裂。2.接触腐蚀性介质：锅炉外侧要接触烟气、灰尘，内侧要接触水或蒸汽，常会造成腐蚀或磨损。3.较为复杂的局部应力：锅炉压力容器通常都有开孔接管及其他的不连续结构，在这些区域内存在着较高的应力，在不利的使用环境或载荷条件下，会导致承压部件破裂。,2020/4/30,4.连续运转不易检验：锅炉压力容器大多是钢制焊接结构，在焊缝部位常隐含着漏检缺陷或标准允许的细微缺陷。在使用中，锅炉及很多压力容器必须连续运行，不便停用检查，常因缺陷扩展而导致破裂。在上述因素共同影响下，即使是设计、制造质量符合标准的锅炉压力容器，在正常操作条件下也会发生各种事故，更不用说带有设计、制造缺陷的设备和操作失当的设备了。,2020/4/30,事故造成严重伤害的主要因素有：1.冲击波伤害：锅炉压力容器内的介质一般是具有一定压力的气体、液化气体或高温液体，承压部件一旦破裂，介质即泄压膨胀或瞬时汽化，瞬间释放出大量的能量。其中大约85%的能量用以产生冲击波，向周围快速传播，破坏设备、建筑并危害人身安全。2.设备碎片伤害：锅炉压力容器破裂时，有些壳体可能会断裂成碎片并高速飞出，击穿、撞坏相遇的设备或建筑，有时直接伤人。3.介质伤害：锅炉压力容器破裂时介质外泄，常常造成人员烫伤、中毒、现场燃烧及二次爆炸，产生连锁反应。总之，锅炉压力容器爆炸，常造成大面积的、立体性的破坏和群体伤害，给事发单位和社会造成严重损失。,2020/4/30,一、锅炉分类及其参数系列1锅炉型号（SHL10-13/350-W-1）完整的锅炉型号由三部分组成。第一部分包括锅炉本体型式和燃烧方式的汉语拼音代号及蒸发量(th-1)；第二部分包括工作压力(MPa)和过热蒸汽温度()；第三部分包括燃料品种的汉语拼音代号及设计序号。SHL10-13/350-W-1表示双锅筒横置式链条炉排，蒸发量为10t/h，出口蒸汽压为13（1275kPa），出口过热蒸汽温度为350，适用于无烟煤，经过第一次修改设计制造的锅炉。,2020/4/30,原机械工业部标准JB1626,2020/4/30,2锅炉分类1)按用途分：电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉、船舶锅炉、生活锅炉；2)按压力分：低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉；3)按装置方式分：固定式锅炉、移动式锅炉；4）按锅炉结构分：火管锅炉、水管锅炉和水火管组合锅炉。,2020/4/30,二、锅炉运行安全锅炉上水、点火、升压、运行和停炉要严格按照有关操作规程进行。1点火和升压在做好点火前的一切准备工作后进行锅炉点火。锅炉点火后，受热面被加热，水冷壁和对流管束中不断产生蒸汽，由于主蒸汽阀门关闭，压力不断升高，此即为升压过程。为使锅炉各部件冷热均匀，胀缩一致，进水、点火、升压都要缓慢进行。,2020/4/30,2并炉和送气当两台或两台以上锅炉共用一条蒸汽母管或接入同一分汽缸时，点火升压锅炉与母管或分汽缸联通称为并炉。并炉前要进行暖管，即用蒸汽将冷的蒸汽管道、阀门等均匀加热，并把蒸汽凝成的水排掉。并炉应在锅炉汽压与蒸汽母管汽压相差0.050.1MPa时进行。送汽时应该先缓开主汽门(有旁路的应先开旁通门)，等汽管中听不到汽流声时，才能大开主汽门。主汽门全开后回旋一圈，再关旁通门。,2020/4/30,3正常运行维护锅炉正常运行时，主要是对锅炉的水位、汽压、汽水质量和燃烧情况进行监视和控制。锅炉水位波动应在正常水位范围内。水位过高，蒸汽带水，蒸汽品质恶化，易造成过热器结垢，影响汽机的安全；水位过低，下降管易产生汽柱或汽塞，恶化自然循环，易造成水冷壁管过热变形或爆破。在锅炉运行中要保持汽压的稳定。对蒸汽加热设备，汽压过低，汽温也低，影响传热效果；汽压过高，轻者使安全阀动作，浪费能源，并带来噪声；重者则易超压爆炸。此外，汽压变化应力求平缓，汽压陡升、陡降都会恶化自然循环，造成水冷壁管损坏。,2020/4/30,4停炉保养锅炉停炉有正常停炉和事故停炉两种情况。正常停炉，应按锅炉安全操作规程的规定进行。首先停止供给燃料、停止送风、减低引风，随负荷逐渐降低减少上水。停止供汽后开启过热器出口联箱疏水门和排汽门，冷却过热器以避免锅内压力继续升高。锅筒内水温降至70以下时，方可放水。随着炉温的降低，应及时除灰和清理受热面上的积灰。事故停炉也称作紧急停炉。停炉步骤是：首先停止供给燃料、停止送风、减低引风，接着熄灭和清除炉膛内的燃料，然后打开炉门、灰门、烟风道闸门等以冷却锅炉，最后切断锅炉同蒸汽总管的联系。为了加速锅炉冷却，除严重缺水事故外，可向锅炉进水、放水。,2020/4/30,锅炉停炉后，为防止腐蚀必须进行保养。常用的方法有干法、湿法和热法三种。(1)干法保养干法保养只用于长期停用的锅炉。正常停炉后，水放净，清除锅炉受热面及锅筒内外的水垢、铁锈和烟灰，用微火将锅炉烘干，放入干燥剂，而后关闭所有的门、孔，保持严密。一月之后打开人孔、手孔检查，若干燥剂成粉状、失去吸潮能力，则更换新干燥剂。视检查情况决定缩短或延长下次检查时间。若停用时间超过三个月，则在内外部清扫后，受热面内部涂以防锈漆，锅炉附件也应维修检查，涂油保护，再按上述方法保养。,2020/4/30,(2)湿法保养湿法保养也适用于长期停用的锅炉。停用后清扫内外表面，然后进水(最好是软水)，将适量氢氧化钠或磷酸钠溶于水后加入锅炉，生小火加热使锅炉外壁面干燥，内部由于对流使各部位碱浓度均匀，锅内水温达80100时即可熄火。每隔5天对锅内水化验一次，控制其碱度在512mgL-1范围。气候寒冷的地方不可湿保护法，以免冻损锅炉。(3)热法保养停用时间在10天左右宜用热法保养。停炉后关闭所有风、烟道闸门，使炉温缓慢下降，保持锅炉汽压在大气压以上(即水温在100以上)即可。若汽压保持不住，可生小火或用运行锅炉的蒸汽加热。,2020/4/30,软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水（softwater）。软水不易与肥皂产生浮渣，而硬水相反。天然软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为1.050毫克升后得到的软化水。在日常生活中，我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成，这是因为在我们取用的水中含有不少无机盐类物质，如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现，一旦它们加温煮沸，便有不少钙、镁盐以碳酸盐形式沉淀出来，它们紧贴壶壁就形成水垢。我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水，高于17度的称为硬水，介于817度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水，泉水、深井水、海水都是硬水。,2020/4/30,三、锅炉常见事故及处理1水位异常锅炉中容水是指蒸汽锅炉运行中，锅筒（锅壳）内容纳和维持一定的水量，可使蒸汽压力和锅炉水位相对稳定，也有利于锅炉自然循环和汽水分离，是锅炉安全运行的基本条件。锅炉中容水有以下特点：,1)锅炉中容水多少是相对于锅炉蒸发量而言的。比如锅炉中容纳有1吨水而中断供水，若锅炉蒸发量为1吨，则锅炉中的水1小时可蒸干；若锅炉蒸发量为10吨小时，则锅炉中的水110小时即可蒸干。锅炉蒸发量越大对供水可靠性的要求越高。,2020/4/30,2)锅炉是在密闭承压条件下容水的。锅炉水位不便显示，用水位表显示有时不十分可靠；容水系统的任何破裂或泄漏都会影响水位的维持。(1)缺水（50）缺水事故是最常见的锅炉事故。当锅炉水位低于最低许可水位时称作缺水。严重缺水时水位表内看不到水位；低水位警报装置发出低水位报警声响；有过热器的锅炉，过热蒸汽温度升高；给水流量不正常地小于蒸汽流量。严重缺水会使锅炉蒸发受热面管子过热变形甚至被烧塌；管子胀口渗漏以致胀管脱落；受热面钢材过热或过烧，降低或丧失承载能力，管子爆破；炉墙损坏。,2020/4/30,缺水原因：违规脱岗、工作疏忽、判断错误或误操作；水位测量或警报系统失灵；自动给水控制设备故障；排污不当或排污设施故障，加热面损坏；负荷骤变；炉水含盐量过大。补充原因：1)水位表汽、水连管堵塞，旋塞渗漏或其他原因形成虚假水位；2)锅炉水冷壁、对流管束、省煤器管子或烟管爆破泄放水汽。锅炉缺水的判断和处理对容水量较大的小型锅炉，发现缺水时，可通过冲洗水位表“叫水”，判断是轻微缺水还是严重缺水。,2020/4/30,“叫水”操作的步骤如下：1)开启水位表放水旋塞；2)关闭水位表汽旋塞；3)关闭水位表放水旋塞。此时水位表内如有水位出现，则锅炉为轻微缺水，否则即为严重缺水。锅炉轻微缺水时，可首先开启水位表汽旋塞，恢复水位表的正常运行，并减少燃料和送风，减弱燃烧，缓慢向锅炉上水，同时迅速查明锅炉缺水的原因。待锅炉水位逐渐恢复到最低安全水位线以上时，再增加燃料和送风，恢复锅炉正常燃烧。锅炉严重缺水时，不得给锅炉上水，因为此时锅炉有可能已干锅，锅炉金属可能处于过热或烧红状态，一旦加水就有爆炸危险。锅炉严重缺水时应按规定程序立即紧急停炉。,2020/4/30,缺水事故的防范：严密监视水位，定期校对水位计和水位警报器，发现缺陷及时消除；注意缺水现象的观察，缺水时水位计玻璃管(板)呈白色；严重缺水时严禁向锅炉内给水；注意监视和调整给水压力和给水流量，与蒸汽流量相适应；排污应按规程规定，每开一次排污阀，时间不超过30s，排污后关紧阀门。并检查排污是否泄漏；监视汽水品质，控制炉水含量。补充：1)锅炉运行人员持证上岗，严格执行“锅炉运行操作规程”和“岗位责任制”；2)新装、改造或检修后的锅炉，应检查水位表安装的位置是否正确，防止锅炉出现虚假水位。,2020/4/30,(2)满水满水事故是锅炉水位超过了最高许可水位。满水事故会引起蒸汽管道发生水击，易把锅炉本体、蒸汽管道和阀门震坏；满水时蒸汽携带大量炉水，使蒸汽品质恶化。满水原因：操作人员疏忽大意，违章操作或误操作；水位计缺陷及水连管堵塞；自动给水控制设备故障或自动给水调节器失灵；锅炉负荷降低，未及时减少给水量。处理措施：如果是轻微满水，应关小鼓风机和引风机的调节门，使燃烧减弱；停止给水，开启排污阀门放水；直到水位正常，关闭所有放水阀，恢复正常运行。如果是严重满水，首先应按紧急停炉程序停炉；停止给水，开启排污阀门放水；开启蒸汽母管及过热器疏水阀门，迅速疏水；水位正常后，关闭排污阀门和疏水阀门，再生火运行。,2020/4/30,2汽水共腾汽水共腾是锅炉内水位波动幅度超出正常情况，水面翻腾程度异常剧烈的一种现象。其后果是蒸汽大量带水，使蒸汽品质下降；易发生水冲击，使过热器管壁上积附盐垢，影响传热而使过热器超温，严重时会烧坏过热器而引发爆管事故。汽水共腾原因：锅炉水质没有达到标推；没有及时排污或排污不够，造成锅水中盐碱含量过高；锅水中油污或悬浮物过多；负荷突然增加。处理措施；降低负荷，减少蒸发量；开启表面连续排污阀，降低锅水含盐量；适当增加下部排污量，增加给水，使锅水不断调换新水。,2020/4/30,3燃烧异常燃烧异常主要表现在烟道尾部发生二次燃烧和烟气爆炸。多发生在燃油锅炉和煤粉锅炉内。这是由于没有燃尽的可燃物，附着在受热面上，在一定的条件下，重新着火燃烧。尾部燃烧常将省煤器、空气预热器、甚至引风机烧坏。处理措施：立即停止供给燃料，实行紧急停炉，严密关闭烟道、风挡板及各门孔，防止漏风，严禁开引风机；尾部投入灭火装置或用蒸汽吹灭器进行灭火；加强锅炉的结水和排水，保证省煤器不被烧坏；待灭火后方可打开门孔进行检查。确认可以继续运行，先开启引风机1015min后再重新点火。,2020/4/30,4承压部件损坏(1)锅管爆破：一般是水质不符合要求，管壁结垢或管壁受腐蚀或受飞灰磨损变薄；升火过猛，停炉过快，使锅管受热不均匀，造成焊口破裂；泥垢未排除，阻塞锅管水循环，锅管得不到冷却而过热爆破。(2)过热器管道：一般是水质不良，或水位经常偏高，或汽水共腾，以致过热器结垢；引风量过大，使炉膛出口烟温升高，过热器长期超温使用；也可能烟气偏流使过热器局部超温；检修不良，使焊口损坏或水压试验后，管内积水。(3)省煤器管道：给水质量差，水中溶有氧和二氧化碳发生内腐蚀；经常积灰，潮湿而发生外腐蚀；给水温度变化大，引起管道裂缝；管道材质不好。,2020/4/30,四、锅炉给水安全水是锅炉的主要工质之一，水质优劣直接影响锅炉设备的安全经济运行。1水中杂质危害及水处理天然水中含有大量杂质，未经处理的水应用于锅炉，就容易形成水垢、腐蚀锅炉、恶化蒸汽质量等。杂质主要危害有：(1)氧：存在于水中的氧对金属具有腐蚀作用，水温在6080之间，还不足以把氧从水中驱出，而氧腐蚀速率却大大增加。水的pH值对氧腐蚀有很大影响，PH值7，促进溶解氧的腐蚀；PH值l0，氧腐蚀基本停止，但会引起汽水共腾，并在高应力部位发生苛性脆化。水中溶解氧是锅炉腐蚀的主要原因。(2)二氧化碳：水中二氧化碳含量较高时则呈酸性反应，对金属有强烈的腐蚀作用。另外还是使氧腐蚀加剧的催化剂。,（如给水中溶解氧量超过0.03mg/l时，在较短的时间内汽水系统设备就会出现腐蚀，引起泄漏或爆管，缩短锅炉的运行周期。以前对除氧器水温要求较低，基本控制在102104，除氧效果相当差。目前已将除氧器水温控制在105110运行，溶解氧量明显下降。）,2020/4/30,(3)硫化氢：水中的硫化氢会引起锅炉的严重腐蚀。(4)氯离子：炉水中氯根超过8001200mg/L时，可造成锅炉腐蚀。(5)钙、镁：水中的钙、镁一般以碳酸氢盐、盐酸盐、硫酸盐的形式存在，是造成锅炉受热面结垢的主要原因。(6)二氧化硅：二氧化硅能和钙、镁离于形成非常坚硬、不易清除的水垢。(7)硫酸根：给水中的硫酸根进入锅炉后与钙、镁结合，在受热面上生成石膏质水垢。（8)其他杂质：碳酸钠、碳酸氢钠进入锅炉后，受热分解，产生氢氧化钠使炉水碱度增加，分解产物中的二氧化碳又是一种腐蚀性气体。,2020/4/30,水处理包括锅炉外水处理和锅炉内水处理两个步骤。(1)锅炉外水处理：天然水中的悬浮物质、胶体物质以及溶解的高分子物质，可通过凝聚、沉淀、过滤处理；水中溶解的气体可通过脱气的方法去除；水中溶解的盐类常用离子交换法和加药法等进行处理。(2)锅炉内水处理：向锅炉用水中投入软水药剂，把水中杂质变成可以在排污时排掉的泥垢，防止水中杂质引起结垢。此法对低压锅炉，防垢效率可达80以上；但对压力稍高的锅炉，效果不大，仅可作为辅助处理方法。,2020/4/30,软化水的方法有：1）石灰-苏打法。先测定水的硬度，然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠，硬水中的钙、镁离子便沉淀析出。Ca(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO32H2O2）磷酸盐软水法。对于锅炉用水，可以加入亚磷酸钠（NaPO3)作为软水剂，它与钙、镁离子形成络合物，在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出，从而不会形成水垢。此法不适合于饮用水的软化。Mg(HCO3)22Ca(OH)2=Mg(OH)22CaCO32H2O,2020/4/30,3）离子交换法。沸石和离子交换剂虽然都不溶于水，但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应，使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用，故此法是既经济又先进的软水法。CaSO4Na2CO3=CaCO3Na2SO4,2020/4/30,4）加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广；但水量较大时运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。,2020/4/30,5）电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业(如中央空调等)循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理(同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实)。,2020/4/30,6）膜分离法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是，效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。一般较少用,多用于专门的软化处理。7）家庭中可以用“加热煮沸”法。,2020/4/30,软水使用好处：软水使您头发光滑，皮肤细腻；软水预防结石病发病率，维护健康；软水洗衣物，节省各种洗涤剂5080；软水降低衣物的磨损，使衣物洗后松软，使衣物色泽保持更长久；软水减小热水器维修维护，提高热效率；软水降低管道的维修维护；软水减少洁具污垢的产生。,2020/4/30,2水垢的危害及清除锅炉水垢按其主要组分可分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢和混合水垢。碳酸盐水垢主要沉积在温度和蒸发率不高的部位及省煤器、给水加热器、给水管道中；硫酸盐水垢(石膏质水垢)主要积结在温度和蒸发率最高的受热面上；硅酸盐水垢主要沉积在受热强度较大的受热面上。硅酸盐水垢十分坚硬，难清除，导热系数很小，对锅炉危害最大。由硫酸钙、碳酸钙、硅酸钙和碳酸镁、硅酸镁、铁的氧化物等组成的水垢称混合水垢，根据其组分不同，性质差异很大。,2020/4/30,因为无论采用哪种水处理方法，都不能绝对清除水中的杂质在运行锅炉中不可避免地有一个水垢生成过程。因此，除采用合理的水处理方法外，还要及时清除锅炉内产生的水垢。目前，清除水垢有手工除垢、机械除垢、化学除垢三种方法。(1)手工除垢采用特制的刮刀、铲刀及钢丝刷等专用工具清除水垢。这种方法只适用于清除面积小、结构不紧凑的锅炉结垢，对于水管锅炉和结构紧凑的火管锅炉管束上的结垢，则不易清除。,2020/4/30,(2)机械除垢主要采用电动洗管器和风动除垢器。电动洗管器主要用于清除管内水垢，风动除垢器常用的是空气锤和压缩空气枪。(3)化学除垢化学除垢常称为水垢的“化学清洗”，是目前比较经济、有效、迅速的除垢方法。化学清洗是利用化学反应将水垢溶解除去的方法。清洗过程是水垢与化学清洗剂反应，不断溶解，不断用水带走的过程。由于所加的化学清洗剂及其反应性质不同，故有不同的化学清洗方法。主要有盐法、酸法、碱法、氧化法、还原法、转化法等。目前用得较多的是酸法和碱法。,2020/4/30,6.2压力容器的操作、维护和安全状况评定一、（非燃火）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（功能：反应、换热、分离、贮运；设计压力：低压、中压、高压、超高压；设计压力P容积V：第一、二、三类）（2）操作条件复杂、安全要求高（1001000；真空100MPa；易燃、易爆、有毒、腐蚀；各种静、动载荷或交变载荷）2、压力容器安全管理（使用前登记并领使用证、安装要验收、定期检查来决定：继续、监控、修复、判废）,2020/4/30,二、压力容器的异常情况处理为了确保安全，压力容器在运行中，发现下列情况之一时必须克服侥幸心理，并立即停止压力容器的运行。(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。,2020/4/30,三、压力容器破坏形式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而完全失去或不能良好地实现原定的功能或在继续使用中失去可靠性和安全性，因而需要立即停用进行修理或掉换，这就称为压力容器或其承压部件的失效。压力容器的破裂失效通常分为以下几种型式，即：(1)韧性破裂；(2)脆性破裂；(3)疲劳破裂；(4)腐蚀破裂；(5)蠕变破裂。,2020/4/30,1、韧(延)性破裂主要原因：容器超压（泡泡糖）；或者设计中的材料选择不当或结构不合理，降低了容器的承载能力。特征：容器发生显著的塑性变形，主要表现在容器的周长明显伸长或容积明显增大、中间部分有鼓胀和壁厚的明显减薄。破裂时一般不会产生碎块，而是沿容器轴向撕开较长裂缝。对于韧性越好、壁厚越薄的容器，破裂的断口宏观特征为无金属光泽、暗灰色的纤维状。,2020/4/30,2、脆性破裂原因：既有外部原因（应力状态、加载速率、环境条件等），又有内部因素（材料自身的韧性（铁钢；1862年的伦敦世博会工程师贝西默）：受显微组织、晶粒度、夹杂物及有害元素等影响；容器结构和材料内存在的超标缺陷等），例如材料脆性、容器材料或其结构部件存在严重缺陷、容器存在较高的附加应力。特征：断口的宏观特征为断口平齐，呈金属光泽的结晶状，断口与最大主应力垂直。微观特征主要表现为解理断口，即裂纹沿某一结晶结构的结晶平面发生的断裂。预防措施（从设计入手）：采取低应力场设计方法，或限制容器运行在高于材料温度之上，或采用综合考虑材料性能、缺陷的几何尺寸和应力场影响的断裂力学设计方法，是设计抗脆性破裂容器的有效方法。,2020/4/30,3、疲劳破裂产生原因：存在交变载荷，如开停车或间隙操作容器、周期性加压和卸压、操作过程中较大的压力或温度波动等；另外，发生疲劳破坏的局部区域存在很大的应力变化幅。特征：容器没有明显的塑性变形；疲劳破裂的断口形貌有裂纹萌生区、裂纹扩展区和最终断裂三个区。预防：关键要严格容器的制造和检验，减少附加的应力集中，避免焊接或安装过程中的先天或后天性裂纹或缺陷；其次，减少频繁开停车、压力或湿度波动、外加强迫振动、周期性外载荷等，维持设备的稳定运行，以抑制或延续裂纹扩展破裂。,2020/4/30,4、应力腐蚀破裂（下一章）5、蠕变破裂在高温下工作的压力容器，当操作温度超过一定极限，材料在应力的作用下发生缓慢的塑性变形，这种塑性交形经过长期的累积后，最终会导致材料破裂。特征：蠕变破裂有明显的塑性变形和蠕变小裂纹，断口无金属光泽，呈粗糙颗粒状，表面有高温氧化层或腐蚀物。当材料由于高温作用发生金相组织变化，由此引起的蠕变破裂有明显的脆性断口特征。高温容器若再通有交变载荷，则产生另一类容器破裂问题，即畸变疲劳破裂。,2020/4/30,四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。可进行修复前提：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。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,2020/4/30,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。根据上述缺陷处理原则，可采用以下方法修复。(1)打磨法（点状或小面积缺陷指形砂轮、条状角形）(2)补焊和堆焊（超深缺陷：打磨破口补焊；大面积堆焊：是在工件的表面或边缘进行熔敷一层耐磨、耐蚀、耐热等性能金属层的焊接工艺；用较多的焊料焊接在一起）(3)局部挖补或部分更换法（腐蚀超深；损伤严重）(4)层板包扎加固法（腐蚀严重、可焊性差）(5)堵孔（腐蚀严重、孔径小）,2020/4/30,五、常规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，进行材质、结构和缺陷的评定，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。评定等级分为5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1、2级可以投用；在用压力容器按规定1、2、3级可继续使用；4级应控制使用，但液化气体罐车、槽车不允许继续使用；5级应报废。,2020/4/30,6.3高压工艺管道的安全技术管理高压工艺管道较为突出的危险因素是超温、超压、腐蚀、磨蚀和振动。管道的超温、超压与反应容器的操作失误或反应异常过载有关；腐蚀、磨蚀与工艺介质中腐蚀物质或杂质的含量和流体流速等有关。振动和转动机械动平衡不良或基础设计不符合有关规定，但更主要的是管道中流体流速高，转弯过多，截面突变等形成的激振力气流脉动。腐蚀、磨蚀会逐渐削弱管道和管件的结构强度；振动易造成管道连接件的松动泄漏和疲劳断裂。,2020/4/30,一、高压管道的设计、制造和安装1设计：设计单位要有三类压力容器设计资格；必须严格遵守工艺管道有关的国家标准和规范。2制造：必须由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安装：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。,2020/4/30,二、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。,2020/4/30,三、高压管道技术检验技术检验是掌握管道技术现状、消除缺陷、防范事故的主要手段，技术检验工作由企业锅炉压力容器检验部门或外委有检验资格的单位进行，并对其检验结论负责。技术检验分外部检查、探查检验和全面检验。1外部检查(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况；(4)管道的连接法兰、接头、阀门填料、焊经有无泄漏；(5)检查管道内有无异物撞击或摩擦声。,2020/4/30,2.探查测厚(1)定点测厚测点应有足够的代表性：1）管内壁的易腐蚀部位；2）流体转向的易冲刷部位；3）制造时易拉薄的部位；4）使用时受力大的部位；5）根据实践经验选点。将确定的测定位置标记在绘制的主体管段简图上，按图进行定点测厚并记录。定期分析对比测定数据并根据分析结果决定扩大或缩小测定范围和调整测定周期。根据已获得的实测数据，研究分析高压管段在特定条件下的腐蚀、磨蚀规律，判断管道的结构强度，制定防范和改进措施。高压工艺管道定点测厚周期应根据腐蚀、磨蚀年速率确定速率小于0.10mma-1，每四年测厚一次；0.10-0.25mma-1，每两年测厚一次；大于0.25mma-1，每半年测厚一次。,2020/4/30,(2)解体抽查解体抽查主要是根据管到输送的工作介质的腐蚀性能、热学环境、流体流动方式，以及管道的结构特性和振动状况等，选择可拆部位进行解体检查，并把选定部位标记在主体管道简图上。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，每年选检一部分。3.全面检验全面检验是结合机械和设备单体大修或年度停车大修时对高压工艺管道进行鉴定性的停机检验，以决定管道系统继续使用、限制使用、局部更换或判废。全面检验的周期为10-12年至少一次，但不得超过设计寿命之末。,2020/4/30,6.4动机械安全技术动机械：在化学工业中，具有运动或运转机构的统称，如常用的传送机、粉碎机、研磨机、压滤机、离心机、压缩机、泵等等。动机械的伤害事故是由人的不安全行为和机械本身的不安全状态造成的。一、人的不安全行为人的不安全行为表现是多方面的大致可以分为操作失误和误入危区两种情况。1操作失误人的素质有差异；人的情绪易受环境因素、社会因素和家庭因素的影响，从而导致操作失误。,2020/4/30,2误入危区(1)动机械危区危区：是指动机械在一定的条件下，有可能发生能量逆流或傍流造成人员伤害的部位或区域。危区部位一般都有一定的危区范围，如果人的某个部位进入动机械危区范围，就有可能发生人身伤害事故。(2)误入危区的原因在人机系统中，人的自由度比动机械大得多，而每个人的素质和心理状态千差万别，所以误入危区的可能性是存在的。机械操作状况的变化使工人改变已熟练掌握的原来的操作方法，会产生较大的心理负担，如不及时加强培训和教育，就很可能产生误入危区的不安全行为。,2020/4/30,“图省事、走捷径”是人们的共同心理。对于已经熟悉了的机械，人们往往会下意识地进行操作，而无需有意思维，也不必选择更安全的操作方法，因而会有意省掉某些操作环节，而且一次成功就会重复照干，这也是误入危区的常见原因。条件反射是人和动物的本能，但由于一时条件反射会忘记置身于危区。如某工人在机床上全神贯注地工作，这时后面有人与之打招呼，条件反射使其下意识地转身，忘记了身处危区，把手无意中伸入卡盘，发生伤害事故。疲劳使操作者体力下降、大脑产生麻木感，有可能出现某些不安全行为而误入危区。,2020/4/30,由于操作者身体状况不佳或操作条件影响，造成没看到或看错、没听到或听错信号，产生不安全行为而误入危区。人们有时会忘记某件事而出现思维错误，而错误的思维和记忆会使人做出不安全的行为，有可能使人体某个部位误入危区。（取钱忘取卡：朋友、我）不熟悉业务的指挥者指挥不当；多人多机系统的联络失误；以及紧急状态下人的紧张慌乱，都有可能产生不安全行为，导致误人危区。二、动机械的不安全状态1动机械危险源：旋转（绞头发）、接触、往复运动等2动机械不安全状态原因：设计、制造、安装、使用,2020/4/30,三、动机械安全防护动机械安全防护的重要环节是防止出现人的不安全行为和动机械的不安全状态。在动机械运行系统中，要有预防人身伤害的防护装置。1防止人的不安全行为人在操作动机械的整个过程中，从信息输入、储存、分析、判断、处理到操作动作的完成，每个环节都有可能产生不安全行为而造成伤害事故。因此，必须采取各种措施避免人的不安全行为，提高人操作的安全可靠性。,2020/4/30,2提高动机械的安全可靠性(1)零部件安全：合理选择、定期更换(2)控制系统安全：警声光报警、自动联锁(3)操纵器安全：采取保护措施(4)操作人员安全防护：配置安全走板等,2020/4/30,3预防人身伤害的防护装置或设施人员易触及的可动军部件，应尽可能密封，以免在运转时与其接触。动机械运行时，操作者需要接近的可动零部件，必须有安全防护装置。为防止动机械运行中运动的零部件超过极限位置，应配置可靠的限位装置。若可动零部件所具有的动能或势能会引起危险时，则应配置限速、防坠落或助逆转装置。动机械运行过程中，为避免工具、工件、连接件、紧固件等甩出伤人，应有防松脆措施和配置防护罩或防护网等措施。,2020/4/30,6.5电气设备危险与防护人体电阻不是一个固定的数值。电压越高电阻值降低越快。人体出汗、身体有损伤、环境潮湿、接触带有能导电的化学物质、精神状态不良等情况都会使皮肤的电阻值显著下降。一般认为干燥的皮肤在低电压下具有相当高的电阻，约10万欧。当电压在5001000伏时，这一电阻便下降为1000欧。一般情况下，人体电阻可按10002000欧考虑。对于电阻值较小的人，几十伏电压也会有生命危险。对大多数人来说，触及100300伏的电压，将具有生命危险。,2020/4/30,一、电气危险触电事故依照其作用方式可分为电击和电伤两种类型。人遭电击后会引起胸肌收缩、神经中枢麻痹、心跳暂停、出血等症状。电击是全身伤害，但一般不在身体表面留下大面积明显伤痕。电伤是电能转变为热能、化学能、机械能等其他形式的能，对人体造成伤害。电伤多属局部性伤害，在人体表面留有明显伤痕。,2020/4/30,低压电气系统的触电事故大多数是电击造成的。1）单线电击是指人立于地面，手或其他部位触及带电导体造成的电击。这种触电事故危险性较大，易造成死亡。2）双线电击是指人体不同部位同时触及三相电网中任意两相带电导体，电流从一相通过人体流入另一相，构成一闭合回路而造成的电击。双线电击的危险性要比单线电击的大。3）跨步电压电击是指人的两脚处在对地电压不同的两点造成的电击。跨步电压电击危险的大小取决于人在电场中的位置和跨步距离。,2020/4/30,电击按照电气设备和线路的运行状况：1）直接接触电击：电气设备和线路正常运行时，人体触及带电体造成的电击；2）间接接触电击：电气设备和线路发生故障时，人体触及正常时不带电而故障时意外带电的导体造成的电击。在大多数有关电的工业事故中，电流都是从手经靠近心脏处流向脚。,2020/4/30,二、电流对人体的作用人体在电流作用下，会有麻木、针刺、打击、疼痛、呼吸困难、血压升高、心跳紊乱、心室颤动等症状。引起上述各种症状的电流并非某一确定值，而是某一确定的范围。感知阈值：能引起人体感觉的最小电流值。男性平均感知阈值约为11mA，女性约为07mA。摆脱阈值：人能自主摆脱带电导体的最大电流值。男性平均摆脱阈值约为16mA，女性约为105mA。室颤阈值：是引起心室颤动的最小电流值。由于心室颤动极易使人致命，可以认为室颤阈值是最小致命电流值。数十毫安的电流通过人体即可引起心室颤动。,2020/4/30,电流流经人体造成伤害的严重程度与触电持续的时间、电流的种类、电流流过的途径等有关。通电时间越长，电击的伤害越大。工频电流对人体的伤害大于直流电流和高频电流。电流流经心脏者，电击危险性很大。左手至前胸（心脏位置）、左手和右手间、手和脚间的电流途径都是很危险的。双脚间和局部肢体的电流途径的危险性则较小，但遭电击后，由于失去自我控制能力，可能会出现新的电流途径。,2020/4/30,三、触电防护技术和措施为了有效地防止触电事故，可采用绝缘、屏护、安全间距、保护接地或接零、漏电保护等措施。1绝缘：绝缘是用绝缘物把带电体封闭起来。绝缘物会击穿、损伤、老化会失去或降低绝缘性能，导致电流泄漏发生。击穿：绝缘物在强电场等因素作用下完全失去绝缘性能。损伤：是指绝缘物由于腐蚀性气体、蒸汽、潮气、粉尘及机械等因素而受到损伤，降低甚至失去绝缘性能。老化：是指绝缘物在电、热等因素作用下，电气性能和机械性能逐渐恶化。,2020/4/30,2屏护和间距屏护是借助屏障物防止触及带电体。屏护装置包括护栏和障碍，可以防止触电，也可以防止电弧烧伤和弧光短路等事故。间距是将带电体置于人和设备所及范围之外的安全措施。间距可以用来防止人体、车辆或其他物体触及或过分接近带电体，间距还有利于检修安全和防止电气火灾及短路等各类事故。应该根据电压高低、设备类型、环境条件及安装方式等决定间距大小。,2020/4/30,3保护接地或接零保护接地或接零是防止间接接触电击的安全措施。保护接地适用于各种不接地电网，从而避免由于绝缘损坏或其他原因可能使正常不带电的金属部分呈现危险电压。保护接零是把设备外壳与电网保护零线紧密连接起来。当设备带电部分碰连其外壳时，即形成相线对零线的单相回路，短路电流将使线路上的过流速断保护装置迅速启动，断开故障部分的电源，消除触电危险。保护接零适用于低压中性点直接接地的380V或220V的三相四线制电网。,2020/4/30,4漏电保护漏电保护装置除用于防止直接接触电击和间接接触电击以外，还可用于防止漏电火灾、监测一相接地、绝缘损坏等事故。,2020/4/30,四、触电急救1急救原则(1)坚定急救意识人体触电后，通常会出现神经麻痹，严重者会出现呼吸中断、心脏停比跳动等症状。从外表看，触电者似乎已经死亡，实际上是处于假死的昏迷状态。所以，在发现触电者后，决不可以认为已经死亡而放弃急救，要有坚定的急救意识。应立即采取有效的急救措施，进行耐心、持久的抢救。资料记载有触电者经过4h乃至更长时间抢救复苏的病例。（英国星期日快报报道，美国18岁女孩莎拉斯坎特林1985年不幸遇车祸变成植物人。在昏迷了整整20年之后，2005年她竟然奇迹般地苏醒，并再度开口说话。）,2020/4/30,(2)抓紧抢救时机统计资料表明，从触电后1min开始救治者，有90效果良好；从触电后6min开始救治者，有10效果良好；从触电后12min开始救治者，救活的可能性很小。因此，抓紧抢救时机，争分夺秒地急救，是触电急救成功的关键。2迅速脱离电源人体触电后，如果通过人体的电流超过了摆脱电流，人就会产生痉挛或失去知觉，这样，触电者就不能自行摆脱电源。所以发现有人触电后，应迅速使触电者脱离电源，这是触电急救的首要措施。只有在触电者脱离了电源后，才能对触电者施救。,2020/4/30,3现场急救措施(1)触电者伤害不严重如果只是四肢麻木，全身无力，而神志还清醒，或者虽一度昏迷但没失去知觉者，可使其就地休息12h，并严密观察。(2)触电者伤害较严重心脏虽跳动，但无知觉无呼吸者，应立即进行人工呼吸；如有呼吸而心脏停止跳动者，应立即采用人工体外挤压法进行救治。,2020/4/30,(3)触电者伤害很严重心脏和呼吸都已停止，瞳孔放大，此时必须同时采取口对口的人工呼吸和人工体外挤压两种方法救治，而且要有充分耐心，尽可能坚持抢救6h以上。直到救活或确诊已经死亡为止。(4)触电者有外伤采用食盐水或温开水冲洗伤口并用酒精消毒后包扎，防止创伤面受细菌感染。如伤口出血，要设法止血。在抢救触电者时，严禁注射强心针。人体触电时心脏在电流作用下出现颤动和收缩，脉搏跳动微弱，血液传播混乱。这时注射强心针只会加剧对心脏的刺激。尽管精神上可能呈现瞬间好转，但很快就会转向恶化，造成心力衰竭死亡。,2020/4/30,作业题1、简述完整锅炉型号的组成以及锅炉按压力可分为哪几类。2、简述锅炉停炉后可采取哪三种方法进行保养。3、简述锅炉常见的事故有哪些。4、简述什么是韧性破裂及其特征。,
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