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《压力容器管理人员和操作人员考核大纲》

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移动式压力容器操作人员理论知识

D1 基础知识

D1.1 危险品分类。

危险货物的危险性按照GB6944-2005《危险货物分类和品名编号》分为9类。有些类别再分成项别,这些类别和项别分别如下,判据见GB 6944《危险货物分类和品名编号》。

第1类:爆炸品

第1.1项:有整体爆炸危险的物质和物品;

第1.2项:有进射危险,但无整体爆炸的物质和物品;

第1.3项:有燃烧危险并有局部爆炸危险或局部迸射危险或这两种危险都有,但无整体爆炸危险的物质和物品;

第1.4项:不呈现重大危险的物质和物品;

第1.5项:有整体爆炸危险的非常不敏感物质;

第1.6项:无整体爆炸危险的极端不敏感物品。

第2类:气体

第2.1项:易燃气体;

第2.2项:非易燃无毒气体;

第2.3项:毒性气体。

第3类:易燃液体

第4类:易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃气体的物质

第4.1项:易燃固体;

第4.2项:易于自燃的物质;

第4.3项:遇水放出易燃气体的物质。

第5类:氧化性物质和有机过氧化物

第5.1项:氧化性物质;

第5.2项:有机过氧化物。

第6类:毒物质和感染性物质

第6.1项:毒性物质;

第6.2项:感染性物质。

第7类:放射性物质

第8类:腐蚀性物质

第9类:杂项危险物质和物品

D1.2 容器内介质特性。

压力容器的工作介质是指容器所盛装的,或在容器中参与反应的物质。工作介质是液体的压力容器,由于液体的压缩性很小,因此在卸压时介质的膨胀很小,容器爆炸时所释放的能量也很小。而工作介质是气体的压力容器,因为气体有很大的压缩性,因此在容器爆破时气体瞬时卸压膨胀所释放的能量也就很大。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。例如,一个容积为10m3、工作压力为1.1MPa(绝对)的容器,如果介质是空气,它爆破时所释放的能量(气体绝热膨胀所做的功)约为1.36ⅹ107J;如果介质是水,则其爆破时所释放的能量仅为2.2ⅹ103J。前者为后者的6200倍。由此可见,容器内的介质若为液体,即使容器爆破,其破坏性也是较小的。不过应该注意的是,这里所说的液体,是指常温下的液体,而不包括高于其标准沸点(在标准大气压下的沸点)的饱和液体(如锅炉中汽包的高温饱和水)和沸点低于常温(包括有可能达到的最高使用温度或周围环境温度)的液化气体。因为这些介质在容器内只是由于压力较高才呈现液态(实际在容器内是气液并存的饱和状态),如果容器破裂,容器内的压力下降,这些饱和液体即呈现过热状态,并立即蒸发所化,体积急剧膨胀,发生“蒸气爆炸”(暴沸),其所释放的能量要比同体积、同压力的饱和蒸汽大得多(相当于瞬间不断地产生饱和蒸汽)。所以从物质的集性状态方面考虑,压力容器的工作介质应该包括压缩气体、水蒸气、液化气体和工作温度高于其标准沸点的饱和液体。

D1.3 气体的危险特性。

1.气体的危险特性包括:燃烧性、毒性、状态、腐蚀性。

(1)燃烧性——根据燃烧的潜在危险性,分为不燃、助燃(氧化性)、可燃(甲类、乙类)、自燃、强氧化性、分解或聚合六个类型。

(2)毒性——根据接触毒性的途径和毒性大小,按急性毒性(一次染毒)吸入1h,半数致死量浓度LC50分为无毒、毒、剧毒三个等级。

(3)状态——根据瓶内充装气体的状态和在20℃环境温度时及瓶内压力的大小分为七个类型。

(4)腐蚀性——根据气体不同的腐蚀性,分为无腐蚀、酸性腐蚀(卤氢酸腐蚀和非卤氢酸腐蚀)、碱性腐蚀四个类型。

2.燃烧、爆炸的定义

2.1燃烧:当氧化过程迅速进行时,产生的热量使物质和周围空气的温度急剧升高,并且产生光亮和火焰,这种剧烈的氧化现象便是燃烧。

2.2爆炸:当可燃物质与空气(氧化)的混合物在一定条件下瞬间燃烧时,发生

火光和高温,燃烧生成的气体受高温作用,温度急剧上升,体积猛烈膨胀,造成压力波冲击器壁,可使容器破裂,产生强大的冲击波,掀飞屋顶,推倒墙壁,破坏建筑,发出轰然巨响,这种现象就是爆炸。

爆炸又分为化学性爆炸和物理性爆炸。由于工作介质产生化学反应而放出强大能量的现象称化学性爆炸;由于盛装容器(气瓶)本身承受不了容器(气瓶)内压力而破裂的物理现象称为物理爆炸。

2.3燃烧与爆炸的异同点

(1)燃烧与爆炸的区别在于氧化速度的不同。

(2)决定氧化速度的因素是在点火前可燃物质与助燃剂的混合均匀程度。

(3)同一种物质,在一种条件下可以燃烧,在另一种条件下可以爆炸。

(4)物质与氧起化学反应(氧化)的结果是生成新的物质并产生热量,这种热量叫燃烧热。例如乙炔的燃烧热值为1 261.5kJ/mol;丙烷的燃烧热值为2220kJ/mol (5)可燃物质的燃烧过程:可燃物与氧气先吸热而离解出自由基(热离子)或活性原子,所吸收的那份热量称为活化能,处于高温活化状态的自由基和活性原子猛烈碰撞后结合成新的分子,并将燃烧热释放出来。

3.毒性与腐蚀性

3.1中毒的定义

凡作用于人体产生有毒作用的物质,统称为毒物。

毒物侵入人体后,与人体组织发生化学或物理化学作用,并在一定条件下,破坏人体的正常生理机能,或引起某些器官和系统发生暂时性或永久性病变的现象叫做中毒。

3.2腐蚀性的定义

容器盛装的介质的腐蚀性,主要是指容器内的介质在一定条件下,对容器内壁的侵蚀作用,使容器的壁厚减薄或产生裂纹,造成容器的强度下降以致发生爆炸事故。

D1.4 常用介质的主要特性、用途及危害与防护。

1.基本概念

1.1分子与原子

分子是能够独立存在并保持原物资性质(化学性质)的最小微粒。组成分子的更小的微粒,称为原子。

1.2压强(压力)

物体单位面积上所受的垂直作用力称为压强。

压强的单位是帕斯卡,符号:Pa。

1.3温度

温度是表示物体冷热程度的物理量。

温度,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标(°F)、摄氏温标(°C)、热力学温标(K)和国际实用温标。从分子运动论观点看,温度是物体分子平均平动动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现,含有统计意义。对于个别分子来说,温度是没有意义的。

1.4质量与重量

质量:通常指该物体所含物质的量,是度量物体惯性大小的物理量。

质量的国际单位是千克,其它常用单位有吨、克、毫克等。

重量是物体受到重力的大小。

重力的大小是随地点的变化而变化的,而质量是不随地点的变化而变化的。

1.5体积

体积是指物质或物体所占空间的大小,占据一特定容积的物质的量。

常用的体积单位:立方米、立方分米、立方厘米。

1.6比容和密度

比容:单位质量的物质所占有的容积称为比容,其数值是密度的倒数。

密度:是指在规定温度下,单位体积内所含物质的质量数,以kg/m3(读作千克每立方米)或g/cm3(读作克每立方厘米)表示。

2.物质的状态

2.1物质状态的变化

自然界中物质所呈现的聚集状态(或称形态)通常有气态、液态和固态三种。在三态转变过程中存在着几种不同的物理变化过程。

2.1.1气化:物质从液态变成气态的过程称为气化。

a)蒸发:液体表面的气化现象称为蒸发。

b)沸腾:液体从内部和表面同时气化的现象称为沸腾。

沸点:液体开始沸腾时的温度;特指液体的蒸汽压等于外部压力时的温度,因此,沸点随压力的减少而降低。

2.1.2液化

物质从气态变成液态的过程称为液化。

2.1.3凝固

进行相反动作(即由液态转为固态)的温度,称之为凝固点。与沸点不同的是,熔点受压力的影响很小。而大多数情况下一个物体的熔点就等于凝固点。

2.1.4升华

物质从固态不经液态直接变为气态的过程称为升华。

2.1.5溶化

物质从固态转变(熔化)为液态的过程称为熔化,开始熔化时的温度称为熔点。

2.2相平衡

物质形态的改变称为相变。在相变过程中,物质要通过两相之间的界面,从一个相迁移到另一个相中去,当宏观上物质的迁移停止时,就称为相平衡。

物质的相平衡状态取决于温度和压力,若有一个条件发生变化,则与其对应的相平衡遭到破坏,同时发生相变过程,从而建立新的相平衡关系,直到达到新的平衡。

2.3临界状态

2.3.1临界温度:使物质由气相变为液相的最高温度叫临界温度。每种物质都有一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样增大压强,气态物质不会液化,这个温度就是临界温度。

2.3.2临界压力:物质处于临界状态时的压力(压强)。就是在临界温度时使气体液化所需要的最小压力。也就是液体在临界温度时的饱和蒸气压。

3. 常用介质的主要特性、用途及危害与防护

3.1压缩气体,是指在-50℃下加压时完全是气态的气体,包括临界温度低于或者等于-50℃的气体。如:氧、氮、氢、天然气、氩、氦、氖、氪、氙、氡等。

例如:氧气

(1)主要特性:

氧气是一种无色、无味、无臭的气体,液化后呈淡蓝色,透明且易于流动。氧气具有强烈的助燃特性。它是一种强氧化剂。氧气与可燃气体按一定比例混合,即形成爆鸣性气体。这些爆炸性的混合物,一旦达到其燃点或有引火的条件下,就会发生威力巨大的化学性爆炸。

分子式O2

分子量31.999

熔点-218.79℃

沸点(101.323kPa)-182.98℃

临界温度-118.57℃

临界压力5.04MPa

液体密度((101.323kPa,-182.98℃)1140kg/m3

气体密度(101.323kPa,21.1℃)1.325 kg/m3

(2)用途

a)氧气在钢铁工业的主要用途是强化冶炼过程,是钢铁企业不可缺少的原料,用于吹氧炼钢、炼铁、炼铜。

b)氧在化肥工业中主要是作重油或煤粉的氧化剂,易于实现加压氧化。

c)氧在化学工业中的应用主要是强化生产,如:在合成氨的生产中氧用于原料气的氧化。

d)氧气在机械工业中应用也十分广泛。如:用于金属的切割和焊接。

氧气不但是工业生产所必需的气体,也是地球上有生命的机体赖以生存的物质。

(3)危害与防护

氧气虽是人类赖以生存的物质,但当人长时间在高浓度氧环境中吸入纯氧时,会引起“氧酸性中毒”,得富氧病。

液氧属于不燃介质,但助燃性好,液氧遇可燃物时,会引起燃烧和爆炸。

用于液氧的灭火剂为雾状水和二氧化碳。

当液氧装置的绝热层遇到破坏时,液氧装置会引起爆炸,此时消防人员应撤到安全距离以外。

液氧接触皮肤会引起严重冻伤,对细胞组织有严重破坏作用。急救处理方法是将冻伤面轻轻浸泡温水中解冻,不要摩擦其表面,立即请医生诊治。

当温度高于沸点时,液氧急剧蒸发,蒸气体积约为液体体积的800倍。如容器受体积限制,则容器压力急剧增加。

液氧泄漏的处理方法是关闭火源,切断泄漏源并通知消防队。液氧会很快蒸发。进入泄漏场地以后,由于该区域在长时间内处于富氧状态,因此应避免产生火花,以免发生危险。

3.2高(低)压液化气体,是指在温度高于-50℃下加压时部分是液态的气体,包括临界温度在-50℃和+65℃之间的高压液化气体和临界温度高于+65℃的低压液化气体(以下通称为液化气体)。如:二氧化碳、氨、氯、液化石油气等。

3.3冷冻液化气体,是指在运输过程中由于温度低而部分呈液态的气体(临界温度一般低于或者等于-50 ℃)。如:液氧、液氮、液氩。

D2 专业知识

D2.1 压力容器安全监察范围。

1.移动式压力容器定义(《移动容规》P1)

移动式压力容器是指由压力容器罐体与走行装置或者框架采用永久性连接组成的罐式运输装备,包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱(含管束式集装箱)等。

2.移动式压力容器范围的界定(《移动容规》P2)

《移动式压力容器安全技术监察规程》适用的移动式压力容器,其范围包括罐体、

管路、安全附件、装卸附件等。

2.1罐体(《移动容规》P2)

移动式压力容器的罐体(以下简称罐体)界定在下述范围内:

(1)罐体与管路焊接连接的第一道环向接头的坡口面、螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面;

(2)罐体开孔部分的承压盖及其紧固件;

(3)非受压元件与罐体的连接焊缝。

罐体中的主要受压元件包括筒体、封头以及公称直径大于或者等于DN50的接管、凸缘、法兰和法兰盖板等。

2.2管路(《移动容规》P2)

移动式压力容器的管路包括所有与罐体相连接的管与管件。

2.3安全附件(《移动容规》P2)

移动式压力容器的安全附件包括安全泄放装置、紧急切断装置、压力测量装置、液位测量装置、温度测量装置、真空绝热罐体的外壳爆破装置(以下简称外壳爆破装置)、阻火器、导静电装置等。

2.4 装卸附件(《移动容规》P2)

移动式压力容器的装卸附件包括装卸阀门、装卸软管和快速装卸接头等。

3.监督管理(《移动容规》P3)

3.1移动式压力容器的设计、制造、改造、维修、使用、充装、检验检测和监督管理等,应当严格执行《移动式压力容器安全技术监察规程》的规定,同时还应当遵守国务院有关部门的其他相应规定;

3.2移动式压力容器设计、制造、改造、维修、使用、充装单位和和特种设备检验检测机构(以下简称检验机构)等,应当按照特种设备信息管理的有关规定,及时将所要求的数据输入特种设备信息化管理系统;

3.3国家质检总局和各地质量技术监督部门在职责范围内负责移动式压力容器安全监察工作,监督《移动式压力容器安全技术监察规程》的执行。

D2.2 移动式压力容器典型结构、主要受压元件、基本参数。

1.典型结构:罐体(大型钢制无缝气瓶)、安全附件和运输车辆。

2.主要受压元件: 罐体、管路、安全附件、装卸附件等。

3.基本参数:压力、温度、公称直径、罐体壁厚。

D2.3 移动式压力容器安全附件。(《移动容规》P2)

移动式压力容器的安全附件包括安全泄放装置、紧急切断装置、压力测量装置、液位测量装置、温度测量装置、真空绝热罐体的外壳爆破装置(以下简称外壳爆破装置)、阻火器、导静电装置等。

D2.4 移动式压力容器管路和装卸附件。(《移动容规》P2)

1.管路:包括所有与罐体相连接的管与管件。

2.装卸附件:包括装卸阀门、装卸软管和快速装卸接头等。

D2.5 移动式压力容器装卸用主要设备、计量器具与仪器仪表和主要设施。

1.主要设备:压缩机和泵等。

2.主要计量器具和仪器仪表:计量衡器、流量计、压力表、温度计、可燃和有毒气体检测报警装置等。

3.主要设施:紧急切断装置、装卸用管和电子记录卡管理系统等。

D2.6 移动式压力容器常用装卸工艺流程。

1.压缩气体长管拖车(管束式集装箱)装卸工艺流程。

氢气从压缩机和/或纯化系统通过止回阀(1)和主截止阀(2)、遥控切断阀门(3)进入总管。总管可以分成若干支管,供给散瓶、集装格、氢气长管拖车等不同充装区,每个支管均应设截止阀(6)。遥控切断阀门(3)是在充装地点发生危险时可以通过就地的紧急按钮(4)切断气源。遥控按钮也可以设置为压缩机停车。如果压缩机/纯化系统不提供分析,可以在总管上安装一个氧分析仪(5)。充装区的总支管中氢气通过止回阀( 10)进入各充装排。总支管上应设置压力表(8) ,也可增加一个压力报警(9)或压力记录仪。止回阀(10)的设置是确保在其他某个充装区发生破裂事故时不会产生倒流。长管拖车充装。充装期间检查氢气长管拖车阀和接头是否泄漏。

2.液化气体罐车(罐式集装箱)装卸工艺流程。

3.冷冻液化气体罐车(罐式集装箱)装卸工艺流程。

D3 安全管理和安全操作知识

D3.1 压力容器使用单位安全管理体系。

1.安全管理体系

包括组织机构、各级人员岗位职责、管理制度、操作规程和事故应急救援预案以及相应的工作记录等应当符合《移动式压力容器充装许可规则》的有关要求。

2.安全管理工作主要内容

2.1移动式压力容器使用单位的安全管理工作主要包括以下内容:(《移动容规》

P36)

(1)贯彻执行《移动式压力容器安全监察规程》和移动式压力容器有关的安全技术规范;

(2)建立健全移动式压力容器安全管理制度,制定移动式压力容器安全操作规程;

(3)办理移动式压力容器使用登记,建立移动式压力容器技术档案;

(4)负责移动式压力容器的设计、采购、使用、装卸、改造、维修、报废等全过程管理;

(5)组织开展移动式压力容器安全检查,定期进行自行检查,并且作出记录;

(6)制定移动式压力容器的定期检验计划,督促安排落实移动式压力容器定期检验和事故隐患的整治;

(7)向负责办理使用登记的机关和主管部门报送当年移动式压力容器数量及变更情况的统计报告、定期检验实施情况报告、存在的主要问题及处理情况报告等;

(8)按照规定报告移动式压力容器事故,组织、参加移动式压力容器事故的应急救援、事故调查和善后处理;

(9)组织开展移动式压力容器作业人员的教育培训;

(10)制定事故应急救援专项预案并且组织演练。

2.2充装单位的安全管理要求(《移动容规》P36)

充装单位应当对充装作业过程的安全负责,使质量保证体系有效实施,并且按照以下要求实施各项制度:

(1)根据所充装介质的危害性为操作人员配备必要的防护用具和用品,进入易燃、易爆介质充装区域的人员,必须穿戴防静电与阻燃的工作服和防静电鞋;

(2)易燃、易爆、有毒介质(注6-1)的充装系统应当具有充装前置换介质的处理措施及其充装后密闭回收介质的设施,并且符合相关规范和标准的要求;

(3)在通风不良并且有可能发生窒息、中毒等危险场所内的操作或者处理故障、维修等活动,必须由2名以上(含2名)的操作人员进行作业,配置自给式空气呼吸器,并且采取监护措施;

(4)在指定部位设置安全警示标志和报警电话;

(5)制订应急预案,配备应急救援器材、设备和防护用品。

注6-1:本规程所指有毒介质的判定按照GB6944《危险货物分类和品名编号》的规定,以下同。

2.3卸载单位的安全管理要求(《移动容规》P37)

(1)卸载单位应当对卸载作业过程的安全负责,按照相关法律、法规和安全技术规范的规定建立健全安全管理制度,制定安全操作规程,并且确保各项管理制度和操作规程的实施;

(2)卸载单位的安全管理人员应当按照《压力容器安全管理人员和操作人员考核

大纲》的规定,取得压力容器安全管理人员证书;

(3)卸载单位的移动式压力容器操作人员应当按照《压力容器安全管理人员和操作人员考核大纲》的规定,取得移动式压力容器操作人员证书;

(4)卸载单位应当按照卸载介质的危害性为操作人员配备必要的防护用具和用品;

(5)易燃、易爆、有毒介质的卸载系统应当具有卸载前置换介质的处理措施及其卸载后密闭回收介质的设施,并且符合有关规范和相应标准的要求;

(6)在通风不良并且有可能发生窒息、中毒等危险场所内的操作或者故障处理、维修等活动,必须由2名以上(含2名)的操作人员进行作业,配置自给式空气呼吸器,并且采取监护措施;

(7)卸载单位应当制订应急预案,配备应急救援设备、器材和防护用品。

D3.2 移动式压力容器使用登记要求。(《移动容规》P30)

1.使用登记

移动式压力容器的使用单位,在移动式压力容器投入使用前,应当按要求到直辖市或者省级质量技术监督部门(以下统称使用登记机关)逐台办理《移动式压力容器使用登记证》及电子记录卡,登记标志的放置位置应当符合有关规定;

2.变更登记

移动式压力容器长期停用或者过户的,使用单位应当向使用登记机关申请变更登记;

3.报废注销

移动式压力容器报废时,使用单位应当向使用登记机关办理注销手续,并且将《移动式压力容器使用登记证》及电子记录卡交回使用登记机关。

D3.3 移动式压力容器年度检查、定期检验要求。(《移动容规》P41-42)

按《移动式压力容器安全技术监察规程》和TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》执行。

定期检验是指移动式压力容器停运时由检验机构进行的检验和安全状况等级评定,其中汽车罐车、铁路罐车和罐式集装箱的定期检验分为年度检查和全面检验。

1.报检

使用单位应当于移动式压力容器定期检验有效期届满前1个月向检验机构提出定期检验要求。

移动式压力容器走行装置的定期检验按国务院有关部门的规定执行。

2.定期检验周期

2.1汽车罐车、铁路罐车和罐式集装箱的定期检验周期

年度检查每年至少一次;首次全面检验应当于投用后1年内进行,下次全面检验周期,由检验机构根据移动式压力容器的安全状况等级,按照表1全面检验周期要求确定。符合《移动式压力容器安全技术监察规程》相应附件A、附件B、附件C要求的超设计使用年限的罐体,其全面检验周期参照安全状况等级3级执行。

表1 汽车罐车、铁路罐车和罐式集装箱全面检验周期

罐体安全状况等级

(注1)

定期检验周期(年)

汽车罐车铁路罐车罐式集装箱

1级~2级5年4年5年3级3年2年 2.5年注1:罐体安全状况等级的评定按《压力容器定期检验规则》的规定。

2.2 长管拖车、管束式集装箱的定期检验周期

按照所充装介质不同,定期检验周期见表2。对于已经达到设计使用年限的长管拖车和管束式集装箱瓶式容器,或者未规定设计使用年限,但是使用超过瓶式容器规定使用年限的,如果要继续使用,充装A组中介质时其定期检验周期为3年,充装B 组中介质时其定期检验周期为4年。

表2 长管拖车、管束式集装箱定期检验周期

介质组别(注2) 充装介质

定期检验周期(年)

首次定期检验定期检验

A 天然气(煤层气)、氢气

3 5

B 氮气、氦气、氩气、氖气、空气 6

注2:除表2(B)中的介质和其他惰性气体和无腐蚀性气体外,其他介质均为A组。

D3.4 移动式压力容器安全附件和装卸附件安全使用与定期校验。

1.安全附件

1.1综述

罐车的安全附件是专指为了承压罐体能够安全运行而装设在罐体上的一种附属装置,这些同时也是罐车经济运行所必需的构成部分。按其使用性能或用途可以分为以下三在类型。

(1)泄放装置

罐车罐体超压时能自动排放压力的装置,如全启式安全阀、爆破片装置、安全阀与爆破片组合安全泄放装置等。

(2)联锁装置

为了防止操作失误而设置的控制机构,如紧急切断阀等。

(3)计量装置

能自动显示罐车运行中与安全有关的工艺参数的仪器,如压力表、温度计、液位计等。

罐车装卸人员、驾驶人员或押运人员通过对这些附件和仪表的监视和操作来实现和控制罐车的安全运行。如果这些附件或仪表不齐全、不灵敏,就会直接影响罐车的安全运行。合格的操作人员要会正确地操作和监视这些装置,了解它们的结构、工作原理及其使用管理方面的知识。

1.2安全附件的选用、安装、使用维护要求与定期校验

1.2.1安全阀

安全阀是为了保证罐车安全运行,防止超压的一种装置,它是罐车应用最为普遍的重要安全附件之一。

(1)安全阀的功能:当罐车罐体在正常的工作压力下运行时,保持严密不漏;当罐车罐内的压力超过某一规定值时,就能自动开启、迅速排放罐车罐内的介质,使罐体内的压力始终保持在最高许用压力范围内,并发出声响警告操作人员采取降压措施;当压力回复到最高许用压力值后,安全阀又会自动关闭,使罐车罐体内压力始终低于最高许用压力范围的上限,不致因超压而酿成爆炸事故。

(2)安全阀结构:安全阀按其整体结构及加载机构和形式可以分为杠杆式、弹簧式两种。

(3)罐车用安全阀的基本要求

1)基本要求

安全阀必须灵敏可靠,当压力达到开启压力时,阀瓣能自动地迅速跳开,顺利地排出气体;在排放压力下,阀瓣应达到全开位置,并能排放出规定的气量;密封性能良好,不但在正常工作压力下应保持不漏,而且要求在开启排气并降低压力后能及时关闭,关闭后继续保持密封。

对于一个优良的安全阀,除应符合动作的灵敏可靠和密封性能良好等基本要求外,还应具备有结构紧凑、调节方便等性能。

2)结构要求

罐车应满足运输的要求,安全阀的选用应考虑罐车的总体高度,一般选用内置全启式弹簧安全阀。安全阀排气方向应在罐体上方。

(4)罐车用安全阀的选用

安全阀的选用应符合下述原则。

1)安全阀的制造单位必须是国家定点的厂家和取得相应类别的制造许可证的单位。产品应符合相应产品标准的规定,且出厂时有产品质量证明书或产品质量合格证。

2)安全阀上应有标牌,标牌上应标明主要技术参数,例如排放量、开启压力、回座压力(密封压力)等。

3)安全阀的选用应根据罐车罐体的工艺条件和工作介质的特性,从罐体的安全泄放量、介质的物理化学性质以及工作压力范围等方面考虑。

4)安全阀的排放量是选用安全阀的关键问题,安全阀的排放量必须大于或者等于罐体需要的最小安全泄放量。因为只有这样,才能保证罐体在超压时,安全阀能及时开启,把超压介质排出,从而避免罐体内压力继续升高。

5)罐车用安全阀,必须选用全启式安全阀或全启式安全阀与爆破片的组合装置。因为同样的排量,全启式安全阀的直径比微启式安全阀的直径要小得多,采用全启式安全阀可以减少罐体开孔尺寸。

6)安全阀的整定压力(开启压力)应当为罐体设计压力的1.05倍至1.10倍,额定排放压力(全启压力)不得大于罐体设计压力的1.20倍,回座压力(密封压力)不得小于整定压力的0.90倍。

7)为了防止罐车运行时安全阀的机械碰撞损坏或超高,液化气体罐车安全阀要装于罐体顶部气相空间内,并要求阀体外露于罐体顶部尺寸不得超过150mm。因此,必须采用内装式安全阀。

(5)安全阀的安装要求

1)安全阀应当铅直安装在罐体液面以上气相空间部分,或者装设在与罐体气相空间相连的管路上,安全泄放装置气体入口截面应当设置在罐体容积2%液面以上的气相空间,并且尽量靠近罐体纵向中心;

2)罐体与安全阀之间的连接管和管件的通孔,其截面积不得小于安全阀的进口截面积,其接管应当尽量短而直;

3)罐体一个连接口上装设两个或者两个以上的安全阀时,该连接口入口的截面积,应当至少等于这些安全阀的进口截面积总和;

4)安全阀与罐体之间一般不宜装设过渡连接阀门;对于充装毒性程度为极度或者高度危害类介质的移动式压力容器,为便于安全阀的清洗与更换,经过使用单位主管压力容器安全技术负责人批准,并且采取可靠的防范措施,方可在安全阀与罐体之间装设过渡连接阀门;在移动式压力容器正常使用、装卸和运行期间,过渡连接阀门必须保证全开(加铅封或者锁定),过渡连接阀门的结构和通径不得妨碍安全阀的安全泄放;

5)安全阀应当设计成能够防止外部杂质的进入和液体的渗透,每个安全阀的出口应当设置一个保护装置,用以防止灰尘杂质、雨水的进入和堆积,这个装置不能阻碍泄放气体的流通;

6)真空绝热罐体的内容器用安全阀,应当安装在介质冷冻效应不影响阀门有效动

作的地方;

7)新安全阀校验合格后才能安装使用。

(6)罐车用安全阀的使用维护

要使安全阀动作灵敏可靠和密封性能良好,必须加强日常维护检查。必须在罐车的运行过程中加强维护和检查。

1)安全阀应经常保持清洁,防止阀体弹簧被油污脏物所粘满或锈蚀,防止安全阀被油污脏物堵塞。

2)经常检查安全阀的铅封是否完好。

3)当温度过低时应检查有无冻结的可能性,检查安全阀是否有泄漏。

4)发现安全阀有渗漏现象时,要及时更换或检修。

(7)安全阀的定期校验

安全阀的定期校验应由取得资格的特种设备检验检测机构按照TSG ZF001《安全阀安全技术监察规程》的规定进行校验。

《安全阀安全技术监察规程》规定,安全阀要定期校验,每年至少校验一次。定期校验项目包括整定压力和密封性能,有条件时可以校验回座压力,整定压力试验不得少于3次,每次都必须达到《安全阀安全技术监察规程》及相应标准的合格要求;整定压力和密封试验压力,需要考虑到背压的影响和校验时的介质、温度与设备运行的差异,并且予以必要的修正;检修后的安全阀,需要按照《安全阀安全技术监察规程》和产品合格证、铭牌、相应标准、使用条件进行整定压力的试验。

1.2.2爆破片装置

(1)基本要求

1)爆破片装置应符合GB 567《爆破片与爆破片装置》的要求。爆破片的设计爆破压力、爆破片材料应满足GB 150《钢制压力容器》附录B的规定。

2)爆破片装置的截面积,应保证爆破片爆破时能迅速释放罐体或低温罐车外套内产生的气体。

3)爆破片不应使用脆性材料制作,破裂后不应产生碎片和脱落,用于易燃易爆介质的爆破片破裂时不应产生火花。

4)除图样有特殊要求外,一般不应单独使用爆破片作为安全泄放装置。

5)爆破片按有关规定,按期更换。

(2)安全阀与爆破片组合安全泄放装置

1)贮运下列介质的液化气体运输车应设置安全阀与爆破片串联组合安全泄放装置:

a)贮运毒性程度为极度、高度危害的介质;

b)贮运易燃、易爆的介质;

c)贮运强腐蚀性的介质。

2)安全阀与爆破片串联组合装置应符合下列要求。

a)安全阀与爆破片串联组合装置应与罐体气相相通,且设置在罐体上方。罐车内介质在超压排放时应直接通向大气,排放口方向朝上,以防排放的气体冲击罐体和操作人员。

b)组合装置的排放能力应大于等于罐体的安全泄放量。

c)爆破片的爆破压力应高于安全阀开启压力,且不应超过安全阀开启压力的10%。

d)爆破片应与安全阀串联组合,且在非泄放状态下与介质接触的是爆破片。

e)组合装置中爆破片面积应大于安全阀喉径截面积。

f)安全阀与爆破片之间的腔体应设置排气阀、压力表或其他合适的指示器等,用以检查爆破片是否渗漏或破裂,并及时排放腔体内蓄积的压力,避免因背压而影响爆破片的爆破压力。

1.2.3紧急切断阀

紧急切断阀是一种通常装设在罐车的气、液相出口管道上的安全装置。当管道及其附件发生破裂及误操作或罐车附近发生火灾事故时,为了防止事故蔓延扩大,需立即紧急关闭阀门停止装卸,以迅速切断气源,杜绝事故的继续发展,因此,在罐车上安装紧急切断阀是非常必要的。

紧急切断装置按作用原理可分为油压式、机械式、气压式和电动式等。

(1)基本要求

1)充装易燃、易爆介质以及毒性程度为中度危害(含中度危害)以上类介质的移动式压力容器,其罐体的液相管、气相管接口处应当分别装设一套紧急切断装置,并且其设置应当尽可能靠近罐体;

2)紧急切断装置一般由紧急切断阀、远程控制系统、过流控制阀以及易熔合金塞自动切断装置组成,紧急切断装置应当动作灵活、性能可靠、便于检修,紧急切断阀阀体不得采用铸铁或者非金属材料制造;

3)紧急切断阀与罐体液相管、气相管的接口,应当采用螺纹或者法兰的连接方式;

4)紧急切断装置应当具有能够提供独立的开启或者闭止切断阀瓣的动力源装置(手动,液压或者气动),其阀门和罐体之间的密封部件必须内置于罐体内部或者距离罐体焊接法兰(凸缘)外表面的25mm处,碰撞受损的紧急切断阀不能影响阀体内部的密封性;

5)所有内置于罐体或者罐体焊接法兰(凸缘)内部的零件的材质应当与罐体内介质相容;

6)当连接紧急切断阀的管路破裂,流体通过紧急切断阀的流量达到或者超过允许的额定流量时,装卸管路或者紧急切断阀上的过流保护装置应当关闭。

(2)对紧急切断装置性能的要求

1)应有足够的强度

紧急切断阀在制成或检修后,应在1.5倍的罐车罐体设计压力下进行水压试验合格;用于推动紧急切断阀动作的油缸或汽缸,也应在其最高工作压力的1.5倍下进行耐压试验合格。

2)应有良好的致密性能

良好的致密性能,即应保证紧急切断阀在工作期间不发生液态气体外漏。外漏是十分危险的,因此紧急切断阀在制成或检修后,应在98.1kPa的低压和罐体的设计压力下分别进行气密性试验合格,阀体和连接处均不得泄漏(可浸入水中检验)。

3)应有良好的密封(严密)性能

紧急切断阀关闭时,阀瓣与阀座应严密接触、密封良好,其允许泄漏量(称内漏)不得超过设计要求,以保证截流、止漏的效果。对于靠油压(或气压)操纵的紧急切断阀,还要求油(或气)压系统的密封性能良好,在工作压力下油(或气)压系统的压力降要符合要求,以确保罐车在连续装卸作业过程中不至于因油(或气)压系统的超量泄漏、降压而使紧急切断阀自行关闭,中断装卸作业。为此紧急切断阀在制成或检修后,应进行内漏量测定和油(或气)压系统密封性能检验合格。

油(气)压系统的密封性能要求,规定为在油(气)压系统的工作压力时,紧急切断阀在全开状态下连续放置48h,不得自行闭止。在实际检验时,为节省时间,在已有大量试验数据的基础上也可以根据所积累的时间-油(气)压曲线,以一定时间内的最大压降值为验收依据。

4)启闭动作应灵敏、迅速

即要求发出指令后,紧急切断阀应能在最短时间内完成启闭动作,通径小于DN50㎜的应在5s内完全闭止,通径不小于DN50㎜的应在10s内完全闭止,达到紧急快速截流止漏的目的。为此,紧急切断装置在装配或检修后,以及在充装作业前,都应进行启闭动作检验。

5)应有良好的过流关闭性能

对于带过流阀结构的紧急切断阀,还要求其过流关闭性能良好。即当罐车在正常的流速下进行装卸作业时,紧急切断阀应始终处于常开状态,不能无故自行关闭;而当罐车的装卸流速超过设计允许的最大流速时,应能自动迅速闭上、截流,而不能滞后动作。为此,紧急切断阀在制成或检修更换弹簧后,应进行过流关闭性能检验,因目前国内尚无控制流速大小的具体指标规定,一般可参照国外的要求。日本对液化石油气槽车用紧急切断阀的最大流速检验要求如表5-6所示。

6)在火灾情况下应能自动关闭、截流、止漏

紧急切断阀的这一性能,是靠一个低熔点金属塞在火焰的烘烤下自行熔化来实现

的。易熔塞的熔化温度规定为(70±5)℃,即相当于其周围环境气温为 110℃左右。在发生火灾时,易熔塞即在高温下自行熔化。此时,对于油(气)压操纵的紧急切断阀则立即自行卸除油(气)压力,对于牵引操纵的紧急切断阀则立即自行卸除牵引力,紧急切断阀即迅速关闭。为了确保紧急切断阀这一性能,要求对每批易熔金属塞的熔化温度应进行抽样试验,满足规定要求;同时,易熔塞的设置应位于罐车最容易发生泄漏起火的附近,且有一表面暴露在环境中。

7)应有良好的抗振性能

因为紧急切断阀是在作为运输工作的罐车上使用的,它经常承受着剧烈的振动,故必须具有良好的抗振能力。为此,紧急切断阀至少应在产品技术鉴定时经过振动试验,证明经振动后的各项性能指仍能完全符合要求。因国内目前对紧急切断阀的振动试验(包括方法、振幅、频率、试验时间等)仍尚无相应标准,一般可参照汽车零部件的试验规定进行。

8)应经久耐用、性能稳定

罐车每次装卸始末,紧急切断阀都要作启闭动作。作为一种事故时的紧急止漏安全装置,在长期反复动作后能否仍保持良好的性能,就显得十分重要了。为此,规定紧急切断阀还应在制成后按批或定期抽样进行反复动作试验。在空载下经20000次反复启闭动作,各项性能应符合要求,各个零部件不得损伤。

1.2.4液位计

液位计是用来测量罐车液位和装量的一种计量仪表。罐车都需要装设液位计。罐车的作业人员根据其指示的液位高低来调节或控制充装量,从而保证罐体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的事故。

(1)液位计的选用

1)根据罐体充装介质、设计压力和设计温度等设计参数正确选用液位计,液位计应当符合相应国家标准或者行业标准的规定,并且灵敏准确、结构牢固、观察使用方便,液位计的精度等级不得低于2.5级;

2)移动式压力容器不得设置玻璃板(管)式液面计。

(2)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,液位指示明显醒目,操作维修方便。

罐车几乎每天都要进行装卸作业,操作比较频繁。控制一定的充装量是保证罐车安全运输的主要手段,任何超装都可能引起罐车罐体升压,甚至因此而出现重大事故,在日温差较大的环境下,低温充装时造成超压的危险性就更大;另一方面,少装也会给企业带来经济损失。这就要求液位计必须灵敏、准确、具有足够的精确度,并且方便观察和使用,使作业人员能够比较容易直观地、准确地观测到液位的高低和容积的

多少,再根据介质的密度或充装系数,迅速地计算出充装量。像玻璃板(管)式液位计有时会出现虹吸的假液面现象,这是比较危险的,因此不应使用。

2)耐压和密封性能良好。

罐车压力随温度的变化而变化,其压力波动较大,体积膨胀性能也较大,溶胀性能也较强。液位计的泄漏以至损坏,常常可能引起事故。这就对罐车用液位计的耐压和密封性提出了较高的要求,要求在介质的温度剧烈变动和介质长时间的溶胀作用下,也能保持密封不漏,确保安全可靠。因此,在安装使用前,应进行耐压试验,试验压力不应低于罐体设计压力的1.3倍。

对用于易燃、毒性程度为极高、高度危害介质的罐车上的液位计,应有防止泄漏的保护装置;对易燃介质,还应采用防爆型液位计。

3)结构牢固、经得起振动和撞击。

罐车在行驶速度经常变化及路面复杂的情况下,不可避免地给罐车带来激烈的振动、颠簸和冲击,甚至不可避免地会受到机械碰撞。因此,罐车上采用的液位计必须能够适应于这一恶劣的使用条件。这就要求液位计的结构要牢固可靠,经得起激烈的振动、颠簸和冲击。此外,液位计与安全阀的要求一样,尽可能将液位计置于罐车罐体内部或减少外露尺寸。

4)液位计安装完毕并经调校合格后,应在刻度表盘上用红色油漆标明最高、最低液位的警告红线,以便使作业人员及时掌握充装情况。同时应保持液位计的清洁,谨防泄漏,特别在冬季,要防止液位计冻堵和产生假液位。排放液位计内的有毒、剧毒、易燃易爆介质时,要将介质排放至安全地带妥善处理。

1.2.5压力表

罐车上安装压力表是为了测量罐内介质的压力,作业人员可以根据压力表所指示的压力进行操作,并将压力控制在允许的范围内。如果压力表不准或者失灵,安全阀也同时失灵,则罐车将发生事故。因此,压力表的准确与否直接关系到罐车的安全,未装设压力表或压力表损坏的罐车是不准运行的。

压力表有液柱式、弹性元件式、活塞式和电量式四大类。

罐体至少装设一套压力测量装置,用以显示罐体内的压力范围。

(1)压力表的选用要求

1)选用的压力表,应当与罐体内的介质相适应;

2)应当选用符合相应国家标准或者行业标准要求的抗震压力表;

3)压力表精度不得低于1.6级;

4)压力表盘刻度极限值应当为工作压力的倍1.5~3.0倍。

(2)压力表的校验

压力表的校验和维护应当符合国家计量部门的有关规定,压力表安装前应当进行

校验,在刻度盘上划出指示最高工作压力的红线,注明下次校验日期。压力表校验后应当加铅封。

(3)压力表的安装要求

1)装设位置应当便于操作人员观察和清洗,并且应当避免受到辐射热、冻结或者震动的不利影响;

2)压力表与罐体之间,应当装设三通旋塞或者针形阀(三通旋塞或者针形阀上应当有开启标记和锁紧装置);

3)用于具有腐蚀性或者高粘度介质的压力表,在压力表与罐体之间应当装设能隔离介质的缓冲装置;

4)压力表的安装应当采用可靠的固定结构,防止压力表在运输中发生相对运动。

(4)压力表的使用维护

罐车在充装与运输中,应加强对压力表的及时维护和检查。罐车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,表盘上的玻璃要明亮清晰,使表盘内指针指示的压力值能清楚易见,表盘玻璃破碎或表盘刻度模糊不清的压力表应停止使用。

2)压力表连接管要定期吹洗,以免堵塞,特别是对于较多的油垢或其他黏性物质的气体压力表连接管。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。

(5)压力表的检定

压力表必须定期检验,每年至少经计量部门检定一次。检定完毕后认真填写校验记录和校验合格证并加以铅封,如果罐车在正常运行中发现压力表指示不正常或有其他可疑迹象时应立即送计量部门重新检定。

1.2.6温度计

罐车在装卸和运输过程中,对温度的控制一般都比压力控制更严格,尤其常温罐车,可防止超温过量装载。这是因为温度对罐内的压力升降具有决定作用。罐车作业人员应根据测温仪表所反映的数据来对罐车罐体工况进行调整。

温度测量装置的设置应当符合设计图样的规定,测温仪表(或者温度计)的测量范围应当与充装介质的工作温度相适应。

常温罐车罐体装设的温度计,其测量范围为了-50~60℃,并应在50℃处涂以红色警戒标记。罐车用温度计,应选用表盘式压力指示温度计,以防止受振损坏。温度计的感温部分应与罐内液体相通,以测量液相温度,并应能耐罐体水压试验压力。同时,温度计必须经计量部门校验合格,每年至少校验一次,并打上铅封。对失灵或损坏的温度计,不得继续使用。

1.2.7导静电装置

罐车在装卸过程中,由于流速过大和介质黏度大,会因液体或气体与管壁的摩擦而产生静电,如不及时导出,则静电积聚将会产生高达数千伏甚至上万伏的危险电压,如果不及时消除,就会可能产生静电火花,进而引起火灾。

基本要求:

(1)充装易燃、易爆介质的移动式压力容器(铁路罐车除外),必须装设可靠的导静电接地装置;

(2)移动式压力容器在停车和装卸作业时,必须接地良好,严禁使用铁链、铁线等金属替代接地装置;

(3)罐体与接地导线末端之间的电阻值应当符合引用标准的规定。

2.装卸附件

(1)通用要求(《移动容规》P37)

1)移动式压力容器与装卸用管有可靠的连接方式;

2)有防止装卸用管拉脱的联锁安全保护装置;

3)所选用装卸用管的材料与充装介质相容,接触液氧等氧化性介质的装卸用管内表面需要进行脱脂处理合和防止油脂污染措施;

4)冷冻液化气体介质的装卸用管的材料能够满足低温性能要求;

5)装卸用管和快速装卸接头的公称压力不得小于装卸系统工作压力的2倍,并且在承受4倍的公称压力时不得破裂;

6)充装单位或者使用单位对装卸用管必须每半年进行1次耐压试验,试验压力为1.5倍的公称压力,试验结果要有记录和试验人员的签字;

7)装卸用管必须标识开始使用日期,其使用年限严格按照有关规定执行。

(2)装卸阀门

1)装卸阀门的公称压力应当高于或者等于罐体的设计压力,阀体的耐压试验压力为阀体公称压力的1.5倍,阀门的气密性试验压力为阀体公称压力,阀门应当在全开和全闭工作状态下进行气密性试验合格;

2)阀体不得选用铸铁或者非金属材料制造;

3)手动阀门应当在阀门承受气密性试验压力下全开、全闭操作自如,并且不得感到有异常阻力、空转等;

4)装卸阀门出厂时应当随产品提供质量证明文件,并且在产品的明显部位装设牢固的金属铭牌。

(3)装卸软管和快速装卸接头

1)装卸软管和快速装卸接头的设置应当符合设计图样和引用标准的规定;

2)装卸软管和快速装卸接头与充装介质接触部分应当有良好的耐腐蚀性能;

3)装卸软管在承受4倍公称压力时不得破裂,快速装卸接头的密封结构应当可

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