实验室安全：压力容器与气瓶.pptx

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1、01,压力容器,压力容器事故与危害,03,压力容器的安全附件,02,目 录,压力容器安全措施,04,05,气瓶,气瓶的安全使用与管理,07,瓶装气体的基本常识,06,压力容器,01,压力容器 容器器壁两边存在一定压力差的所有密闭容器,日常生活 压力锅、煤气罐、保温瓶,工业生产 储罐、槽车、潜艇、飞机、导弹,这里所说的压力容器，主要是指那些容易发生事故，而且事故的危害性较大，须由专门机构进行监督，并按规定的技术管理规范进行制造和使用的压力容器。,我国压力容器的界限范围,我国规定，同时具备以下三个条件的容器才属于压力容器安全技术监察规程的管制范围:,最高工作压力大于等于0.1MPa(不包括液体静压

2、力，下同),内直径(非圆形截面指其最大尺寸)不小于0.15m，且容积大于等于0.025m,盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于和等于标准沸点的液体,压力容器的分类,按压力分类,低压容器(L) 0.1 MPa p1.6MPa,中压容器(M) 1.6MPa p10Mpa,超高压容器(U) p100MPa,高压容器(H) 10MPa p100Mpa,压力容器的分类,按实际应用分类,反应压力容器(R) 反应釜、合成塔等,换热压力容器(E) 余热锅炉、热交换器等,贮存压力容器(C、B) 各种贮罐,分离压力容器(S) 分离器、过滤器等,压力容器的分类,国家劳动部根据压力容器的压力高低，介质的危害程度

3、以及在生产中的重要作用将压力容器分为三类,第一类：,第二类：,中压容器 盛装易燃、有毒介质的低压容器 高温使用的低压容器,普通低压容器,压力容器的分类,国家劳动部根据压力容器的压力高低，介质的危害程度以及在生产中的重要作用将压力容器分为三类,第三类： 高压容器 毒性极度和高度危害的中压容器 PV0.2MPa.M3的低压容器 毒性中等且PV0.5MPa.M3的中压容器 PV10MPa.M3的中压贮存容器,压力容器的潜在危害性,压力容器的压差，使容器具备了能量随时释放的可能性和危险性(泄漏和爆炸),工作介质,工作压力,容积,液,液体的压缩性极小，容器发生爆炸时其膨胀功及释放的能量很小，危害也小,气

4、体具有很大的压缩性，容器发生爆炸时瞬时卸压膨胀所释放的能量大，危害性也很大,承载压力和容积相同的压力容器，工作介质为气体的要比介质为液体的爆破能量大数百倍至数万倍。,气,这里所说的液体，是指常温下的液体，不包括最高工作温度高于其标准沸点(即标准大气压下的沸点)的液体和液化气体。,工作介质,工作压力,容积,承载压力和容积相同的压力容器，工作介质为气体的要比介质为液体的爆破能量大数百倍至数万倍。,压力容器的潜在危害性,压力容器的压差，使容器具备了能量随时释放的可能性和危险性(泄漏和爆炸),压力容器的工作压力是指容器在正常使用过程中，所承受的最高压力载荷 一般来说工作压力越高，或者容器的容积越大，则

5、容器爆炸时气体膨胀所释放的能量也越大，事故的危害性越严重,盛装介质毒性越大越危险 工作环境越恶劣(化学反应、高温)越危险,工作介质,工作压力,容积,压力容器的潜在危害性,压力容器的压差，使容器具备了能量随时释放的可能性和危险性(泄漏和爆炸),实验室常用高温、高压设备和容器,高压反应釜,实验室常用高温、高压设备和容器,多功能气氛压力烧结炉,实验室常用高温、高压设备和容器,冷等静压成形机,实验室常用高温、高压设备和容器,热等静压烧结炉,实验室常用高温、高压设备和容器,高温自蔓延反应炉,各种气瓶,实验室常用高温、高压设备和容器,压力容器的安全附件,02,1.安全阀,安全阀是压力容器上最常用的安全泄压

6、装置 通过阀的自动开启排出介质来降低容器内的过高压力,1.安全阀,只排出压力容器内的高于规定值的部分压力 当容器内的压力降到正常压力值时则自动关闭 使压力容器和安全阀重新工作 从而不会使压力容器一旦超压就得把全部介质排出而造成浪费和生产中断 安全阀的结构特点使其安装和调整比较容易,优点,1.安全阀,缺点,密封性较差 即使比较好的安全阀在其正常工作的工作压力作用下也难免会轻微的泄漏 由于弹簧等惯性作用，阀门的开启有滞后现象，因而泄压反应较慢，当介质不洁净时，阀芯和阀座会粘连，使安全阀达到开启压力而打不开或使安全阀不严密，没达到开启压力就已泄漏。 同时，安全阀对压力容器的介质有选择性 它适用于比较

7、洁净的介质，如空气、水蒸气、水等 不宜用于有毒性介质，更不适用于可能发生剧烈反应而使容器内压力急剧上升的介质,类型,1.安全阀,结构简单、调整容易且比较准确、动作与性能不受高温的影响 但结构较笨重，阀的密封性对震动较敏感，回座压力比较低,结构紧凑、灵敏度比较高、安置方位不受限制，对震动不敏感 但其所加载荷会随着阀的开启而变化，阀上的弹簧会由于长期受高温的影响而弹力降低,重锤杠杆式安全阀,弹簧式安全阀,1.安全阀,对安全阀的要求,1.安全阀应选用经省级以上(含省级)安全监察机构批准的企业的合格产品。 2.安全阀的选用必须符合压力容器的设计需要。 3.对易燃介质或毒性程度为极度、高度或中度危害的介

8、质的压力容器，应在安全阀的排出口装设导管，将排放介质引到安全地点，并进行妥善处理，不得直接排入大气。,2.爆破片,爆破片又称防爆膜、防爆片，是一种断裂型的泄压装置,利用膜片的断裂来泄压，泄压后爆破片不能继续有效使用，压力容器也被迫停止运行。,2.爆破片,特点,适用于浆状、有粘性、腐蚀性工艺介质，这种情况下安全阀不可靠 惯性小，可对急剧升高的压力迅速做出反应 在发生火灾或其它意外时，在主泄压装置打开后，可用爆破片作为附加泄压装置 严密无泄漏，适用于盛装昂贵或有毒介质的压力容器 便于维护、更换,2.爆破片,局限性：,当爆破片爆破时，工艺介质损失较大，所以常与安全阀串联使用以减少工艺介质的损失 不宜

9、用于经常超压的场合 爆破特性受温度及腐蚀介质的影响,2.爆破片,对爆破片的要求：,爆破片应选用持有国家质量技术监督局颁发的制造许可证的单位生产的合格产品；,爆破片应定期更换，对于超过最大设计爆破压力而未爆破的爆破片应立即更换；在苛刻条件下使用的爆破片装置应每年更换，一般爆破片应在23年内更换。,爆破片选用必须符合压力容器的设计需要；,对易燃介质或毒性程度为极度、高度或中度危害的介质的压力容器应在爆破片的排出口装设导管，将排放介质引到安全地点，并进行安全处理，不得直接排入大气；,3.压力表,压力表是一种测量压力大小的仪表,可用来测量容器内的实际压力值 操作人员可以根据压力表指示的压力对容器进行操

10、作，将压力控制在允许的范围内,3.压力表,A. 压力表的选用,选用的压力表必须与压力容器内的介质相适应 低压容器使用的压力表的精度不得低于2.5级 中压及高压容器使用的压力表的精度不得低于1.5级 压力表刻度极限值应为最高工作压力的1.5-3.0倍，表盘直径不应小于100mm,3.压力表,B. 压力表的检验,压力表在安装前应进行校验，在刻度盘上应划出指示最高工作压力的红线，注明下次校验的日期 压力表校验后应加铅封,3.压力表,C. 压力表的安装,安装位置便于观察清晰，且避免受到热辐射、冰冻或震动 压力表与压力容器之间应装设三通旋塞或针形阀 用于水蒸气介质的压力表应装设存水管 用于腐蚀性或高粘度

11、介质的压力表应装设能隔离介质的缓冲装置,3.压力表,D. 压力表的维护,在压力表的运行中应加强对压力表的维护 压力表应保持清洁 压力表的连接管定期吹洗，以免堵塞；要经常检查压力表指针的转动与波动是否正常，检查连接管上的旋塞是否处于全开状态 压力表必须定期校验,3.压力表,E. 压力表的维护,有限止钉的压力表，在无压力时，指针不能回到限止针处；无限止针的压力表，在无压力时，指针距零位置的数值超过压力表允许的误差。 表盘封面玻璃破裂或表盘刻度不清。 封印损坏或超过校验有效期限。 表内弹簧管泄漏或压力表指针松动。 指针断裂或外壳腐蚀严重。 其他影响压力表准确指示的缺陷。,压力表有下列情况之一时，需更

12、换:,压力容器事故与危害,03,压力容器事故,恶性事故 设备破坏 波及周围设备和建筑 烫伤、烧伤 大面积中毒 严重的火灾 人员伤亡,诱发,压力容器是一种具有潜在爆炸危险的特殊设备。 压力容器发生事故不仅设备本身遭到破坏，容器内的介质卸压膨胀，瞬间释放出很大的能量。 受经济利益驱使，全国因违章制造、购置、使用压力容器，发生爆炸、中毒事故事常发生。,容器内的介质的物理变化(如液化气体超装及温度升高引起体积增大) 引起超压和容器材料机械性能不足,化学爆炸,压力容器爆炸事故的类型,容器内的介质起剧烈的燃烧氧化反应或聚合放热反应 反应能量来不及释放引起容器破坏,物理爆炸,压力容器爆炸事故的主要原因,震动

13、,碎片,冲击波,毒害,二次燃爆,加强对生产、使用的检查和管理,违章,采取必要的 技术安全措施,压力容器安全措施,04,1.建立完整的压力容器技术档案(随设备),安装技术说明书和安全装置的检验或更换记录资料。,设计文件、强度计算书、产品质量证书、 安装质量监督检验证书和安装使用说明书等。,1.建立完整的压力容器技术档案(随设备),检验或修理日期、检验中所发现的缺陷及缺陷消除情况和检验结论；容器耐压试验情况及试验评定结论；容器受压元件的修理或更换情况等。,开始使用日期、每次开车、停车日期；实际操作压力、操作温度及其波动范围和次数。操作条件变更时，应记下变更日期及变更后的实际操作条件。还应存入有关事

14、故的记录资料和处理报告。,2.压力容器使用记录,压力容器的使用单位，在压力容器投入使用前，应按要求到安全监察机构或授权的部门逐台办理登记手续，取得使用证，才能将容器投入运行。,压力容器使用登记管理规则,3.压力容器的安全使用管理,容器管理责任制 容器操作责任制 容器管理规章制度 容器安全操作规程,4.压力容器的操作与维护,压力容器的安全操作,操作的一般要求、运行操作、运行期间的检查,压力容器的维护保养,运行期间的维护保养、停用期间的维护保养,5.压力容器的定期检验,在容器的设计使用期限内，每隔一定的时间，即采用适当有效的方法，对它的承压部件和安全装置进行检查或作必要的检验。,气瓶,05,气瓶是

15、一种移动式的特殊压力容器,一种专作运输气体的贮装容器,因此，防漏、防爆非常重要，一旦出现事故，损失惨重。,特点 流通范围广，使用条件多变，难于掌握 瓶装气体种类繁多：易燃易爆、毒害性、腐蚀性、化学反应危险性等,通常 在环境温度(-4060)下使用 公称压力1.0-30Mpa 公称容积0.4-3000L 盛装永久性气体、液化气体或混合气体 无缝、焊接密闭容器,高校实验室涉及N2、O2、H2、Ar、Ne、CH4、Kr、SF、SF6、F(5)、4.55%NO+N、CO、CO2、SO2等种类繁多的气体，很多危险气体,高校实验室设计种类繁多的气体，其中也包含很多危险气体,振动样品磁强计,磁控溅射真空镀膜

16、机,真空压力烧结炉,高校实验室设计种类繁多的气体，其中也包含很多危险气体,非自耗真空冶炼炉,管式气氛炉,真空手套箱,瓶装气体的基本常识,06,临界温度,若气体临界温度高于气瓶环境温度，则在一定压力下气体可能液化；反之，则无论压力加多高，气体也不会液化。,气瓶的公称压力和水压试验压力,气瓶公称工作压力： 永久性气瓶指在20时，气体的限定充装压力 液化气瓶指温度为60时瓶内气体的压力限定值,45、30、22.5、18.8、12 公称工作压力的1.5倍,30、20、15、12.5、8,5、3、2、1.6、1,7.5、4.5、3、2.4、1.5,瓶装气体,永久气体,液化气体,溶解气体,自然合成,人工配

17、制,电子气体,标准气体,指临界温度小于-10 总是呈现气态,临界温度大于或等于-10 高压液化气体和低压液化气体两种,溶解于气瓶内的溶剂中的气体 我国的溶解气体只有溶解乙炔,集成电路制造 高纯、超高纯特种气体,高度均匀，有良好的稳定性 和量值准确的测量标准,单一气体 工业纯气,混合气体,特种气体 稀有气体,瓶装气体的分类,凹形底和带底座凸形底 气瓶结构示意图,无缝气瓶 瓶体无接缝的气瓶,焊接气瓶 瓶体有焊缝的气瓶,液化石油气钢瓶结构示意图,焊接气瓶结构示意图,常用气瓶的结构,气瓶安全附件,保护瓶阀用的帽罩式安全附件 避免气瓶在搬运和使用过程中由于碰撞而损伤瓶阀，从而引起 漏气、燃烧、爆炸等事故

18、,是气瓶的主要附件，其作用是控制气体的进出 可燃性气体瓶阀出口螺纹是左旋 非可燃性气体的是右旋,瓶帽,瓶阀,爆破片、易熔合金塞、弹簧泄放装置、复合式泄放装置等 作用 当气瓶的压力超出一定的范围时，安全装置可自动爆破或开启，使瓶内的气体泄放出，从而降低气瓶内气体的压力，防止气瓶爆炸,剧毒介质气瓶禁止装设安全泄压装置； 液化石油气瓶一般不设安全泄压装置； 其它气瓶均应设置相应的安全泄压装置； 永久气体的爆破片可以装配在瓶阀上。,气瓶安全附件,气瓶安全附件,爆破片、易熔合金塞、弹簧泄放装置、复合式泄放装置等,所属单位名称,整体漆色,防震胶圈,1/3H,H,*,*厂,制造钢印,气体名称,瓶帽,检验钢印

19、,色环,气瓶标记与漆色,GB 7144气瓶颜色标志,图中标记的含义: 0制造厂检验标记 1一钢瓶制造厂代号或商标 2钢瓶编号 3水压试验压力MPa 4一公称工作压力MPa 5一实测重量kg 6实测容积L 7瓶体设计壁厚mm 8一制造年月 9一安全监察部门的监检标记,无缝气瓶制造钢印标志,钢瓶钢印标记(示意),气瓶的充装要求 气体纯度要高 固体杂质易带电引爆，含水易加速钢瓶腐蚀 充气前必须把瓶内空气抽掉，或用干氮置换 严禁混装、错装 对有聚合倾向的气体，要严格控制氧含量 液化气瓶避免低温充装与过量充装 充装前检查、充装量检查、充装后检查运输储存,实验室使用气瓶一定要到正规的气站换气！,气瓶的安全

20、使用与管理,07,1.采购和使用有制造许可证的企业的合格产品，不使用超期未检的气瓶 2.必须到已办理充装注册的单位或经销注册的单位购气 注意气体的纯度，特别是氢和氧的含量 3.使用前应进行安全状况检查。确认气体，禁止使用不符合安全技术要求的气瓶存,瓶阀漏气、阀杆受损、接嘴螺纹旋向及是否受损、是否装瓶帽、防震圈、是否有检验合格证等 有问题的气瓶不得接受,4.气瓶放置地点不得靠近热源和明火，应保证瓶体干燥 距明火10米之外；严禁用温度超过40的热源对气瓶加热 5.气瓶立放时，应采取防止倾倒的措施 严禁敲击、碰撞气瓶 6.夏季应防止气瓶暴晒，露天作业应有遮挡措施,9.开启瓶阀时只能用手或专用扳手，以

21、防损伤阀杆；开关要缓慢，防止产生摩擦热和静电火花。,7.瓶内气体不得用尽，必须留有剩余压力。 永久气体瓶0.05MPa，氧气瓶0.5MPa 液化气体瓶规定充装量0.5-1的剩余气体 防止空气吸入引发事故和影响气体纯度,8.不得擅自更改气瓶的钢印和颜色标记；防止错装、混装引发重大事故。,13.毒性或可燃性气体应放如气瓶柜，气瓶柜应有强制换气设备，保持气瓶柜内处于负压状态,10.使用氧气瓶时，手及工具要禁油污，防止着火；接头、管道、阀门等应使用铜基合金或专用管,11.用完的空瓶应标上“空瓶”字样；已经用部分气体的气瓶应把剩余压力写在瓶身上,12.发现气瓶漏气，首先应根据气体性质做好相应的人体防护，

22、在保证安全的前提下，关闭瓶阀。瓶阀失控必须采取紧急措施,检查材料系实验室的安全隐患 各组做好记录，如果有条件也可用数码相机拍照 汇总检查出的问题并提出整改意见,安全检查主要内容 一、规章制度是否健全 1.实验室安全规定 2.特种设备如高压容器、加热设备安全操作规程 3.有关安全规定,如剧毒物品管理规程。,检查材料系实验室的安全隐患 各组做好记录，如果有条件也可用数码相机拍照 汇总检查出的问题并提出整改意见,安全检查主要内容 二、防火、用电、化学品、压力容器等方面存在的安全隐患 1.是否乱拉临时线、电闸箱、灯泡、灯管下乱堆杂物； 2.消防设施、设备是否完好有效（灭火器是否过期，有无压力，消防栓、水带、水枪是否完好）、消防设施是否有遮挡、挪用（如消防器材、应急照明、疏散标致、报警探头是否有遮挡，灭火器是否挪用）等。,检查材料系实验室的安全隐患 各组做好记录，如果有条件也可用数码相机拍照 汇总检查出的问题并提出整改意见,安全检查主要内容 二、防火、用电、化学品、压力容器等方面存在的安全隐患 3.压力气瓶的使用、存放是否符合安全要求，安全附件是否完好等 4.化学药品存放、使用是否合理等 5.电源插座是否符合要求。,谢 谢,