第三章特种设备安全技术第一节特种设备安全基础知识
一、特种设备的基本概念
特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器(含气瓶下同)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施等。
二、承压类特种设备
(一)锅炉
1.锅炉的基础知识
锅炉是指将燃料的化学能转化为热能,又将热能传递给水、汽、导热油等工质,从而产生蒸汽、热气或通过导热工质输出热量的设备。
2.锅炉的工作原理及工作特性
1)工作原理
锅炉由“锅”和“炉”以及相配套的附件、自控装置、附属设备组成。“锅”是指锅炉接受热量,并将热量传给水的受热面系统,是锅炉中储存或输送锅水或蒸汽的密闭受压部分。“锅”主要包括:锅筒(或锅壳)、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、对流管束及集箱等。“炉”是指燃料燃烧产生高温烟气,将化学能转化为热能的空间和烟气流通的通道——炉膛和烟道。“炉”主要包括:燃烧设备和炉墙等。
2)工作特性
(1)爆炸的危害性。锅炉具有爆炸性。锅炉在使用中发生破裂,使内部压力瞬时降至等于外界大气压的现象叫爆炸。
(2)易于损坏性。锅炉由于长周期运行在高温高压的恶劣工况下,因而经常受到局部损坏,如不能及时发现处理,会进一步导致重要部件和整个系统的全面受损。
(3)使用的广泛性。由于锅炉为整个社会生产、生活提供能源和动力,因而其应用范围极其广泛。
(4)可靠的连续运行性。锅炉一旦投用,一般要求连续运行,不能任意停用;否则,会影响一条生产线、一个厂,甚至一个地区的生活和生产,其间接经济损失巨大,有时还会造成恶劣的后果。
3)锅炉的分类
(1)按用途分为:电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉、机车锅炉,船舶锅炉等。
(2)按锅炉产生的蒸汽压力和蒸发量分为:高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉及大型、中型、小型锅炉。工业锅炉一般是小型低压锅炉,电站锅炉一般为大中型、中高压锅炉。
(3)按载热介质分为:蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉。
(4)按热能来源分为:燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、废热锅炉。
(5)按锅炉结构分为:锅壳式锅炉、水管锅炉。
(6)在燃煤锅炉中按燃烧方式分为:层燃炉、沸腾炉、煤粉炉(室燃炉)。层燃炉又分手烧炉、链条炉、往复炉、抛煤机炉、振动炉、排炉。
(7)按蒸发段工质循环动力分为:自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉。
3.锅炉安全附件
1)安全阀
安全阀是锅炉上的重要安全附件之一,它对锅炉内部压力极限值的控制及对锅炉的安全保护起着重要的作用。安全阀应按规定配置,合理安装;安全阀应结构完整,灵敏、可靠。应每年对其检验、定压一次并铅封完好,每月自动排放试验一次,每周手动排放试验一次,并做好记录及签名。
2)压力表
压力表用于准确地测量锅炉上所需测量部分压力的大小。
(1)锅炉必须装有与锅筒(锅壳)、蒸汽空间直接相连接的压力表。
(2)根据工作压力选用压力表的量程范围,一般应在工作压力的1.5~3倍。
(3)表盘直径不应小于100 mm,表的刻盘上应划有最高工作压力红线标志。
(4)压力表装置齐全(压力表、存水弯管、三通旋塞)、,每半年校验一次,并铅封完好。
3)水位计
水位计用于显示锅炉内水位的高低。水位计应安装合理,便于观察,且灵敏可靠。每台锅炉至少应装2只独立的水位表。额定蒸发量小于等于0.2t/h的锅炉可只装1只水位表。水位表应设置放水管并接至安全地点。玻璃管式水位表应有防护装置。
4)温度测量装置
温度是锅炉热力系统的重要参数之一,为了掌握锅炉的运行状况,做到锅炉安全、经济运行,需依靠温度测量装置测量锅炉的给水、蒸汽、烟气等介质的温度对锅炉热力系统进行监测。
5)保护装置
(1)超温报警和连锁保护装置。超温报警装置安装在热水锅炉的出口处,当锅炉的水温超过规定的水温时,自动报警,提醒司炉人员采取措施减弱燃烧。超温报警和联锁保护装置连锁后,还能在超温报警的同时,自动切断燃料的供应和停止鼓、引风,以防止热水锅炉发生超温而导致锅炉损坏或爆炸。
(2)高低水位警报和低水位连锁保护装置。当锅炉内的水位高于最高安全水位或低于最低安全水位时,水位警报器就自动发出警报,提醒司炉人员采取措施防止事故发生。
(3)锅炉熄火保护装置。当锅炉炉膛熄火时,锅炉熄火保护装置起作用,切断燃料供应,并发出相应信号。
6)排污阀或放水装置
排污阀或放水装置的作用是排放锅水蒸发而残留下的水垢、泥渣及其他有害物质,使锅水的水质控制在允许的范围内,使受热面保持清洁,以确保锅炉的安全、经济运行。
7)防爆门
为了防止炉膛和尾部烟道再次燃烧造成破坏,常在炉膛和烟道易爆处装设防爆门。
8)锅炉自动控制装置
通过工业自动化仪表对温度、压力、流量、成分等参数的测量和调节,达到监视、控制、调节生产的目的,使锅炉在最安全、经济的条件下运行。
(二)压力容器
压力容器,泛指在工业生产中用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程,并能承受压力的密闭容器。它被广泛用于石油、化工、能源、冶金、机械、轻纺、医药、国防等工业领域。
1.压力容器基础知识
1)压力容器的操作条件
(1)压力。压力容器的压力可以来自两个方面,一是压力是容器外产生(增大)的,二是压力是容器内产生(增大)的。
最高工作压力,多指在正常操作情况下,容器顶部可能出现的最高压力。
设计压力,系是指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度的压力,亦即标注在铭牌上的容器设计压力,压力容器的设计压力值不得低于最高工作压力;当容器各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到5%设计压力时,则应取设计压力和液柱静压力之和进行该部位或元件的设计计算;装有安全阀的压力容器,其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破压力。容器的设计压力确定应按GB150的相应规定。
(2)温度。
金属温度,系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。任何情况下,元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度。
设计温度,系指容器在正常操作情况下,在相应设计压力下,壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。当壳壁或元件金属的温度低于—20℃,按最低温度确定设计温度;除此之外,设计温度一律按最高温度选取。设计温度值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度;对于0℃以下的金属温度,则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度。容器设计温度(即标注在容器铭牌上的设计介质温度)是指壳体的设计温度。
(3)介质。生产过程所涉及的介质品种繁多,分类方法也有多种。按物质状态分类,有气体、液体、液化气体、单质和混合物等;按化学特性分类,则有可燃、易燃、惰性和助燃四种;按它们对人类毒害程度,又可分为极度危害(I)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、轻度危害(Ⅳ)四级。
易燃介质:是指与空气混合的爆炸下限小于10%,或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的气体,如一甲胺、乙烷、乙烯等。
毒性介质:《压力容器安全技术监察规程》(以下简称《容规》)对介质毒性程度的划分参照GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》分为四级。其最高容许浓度分别为:极度危害(I级)<0.1mg/m3;高度危害(Ⅱ级)0. 1 ~<1.0mg/m3;中度危害(Ⅲ级)1.0 ~<10mg/m3;轻度危害(1V级)≥10 mg/m3。
压力容器中的介质为混合物质时,应以介质的组成并按毒性程度或易燃介质的划分原则,由设计单位的工艺设计部门或使用单位的生产技术部门决定介质毒性程度或是否属于易燃介质。
腐蚀性介质,石油化工介质对压力容器用材具有耐腐蚀性要求。有时是因介质中有杂质,使腐蚀性加剧。腐蚀介质的种类和性质各不相同,加上工艺条件不同,介质的腐蚀性也不相同。这就要求压力容器在选用材料时,除了应满足使用条件下的力学性能要求外,还要具备足够的耐腐蚀性,必要时还要采取一定的防腐措施。
2)压力容器的分类
压力容器分类方法很多,为利于安全技术监察和管理,《容规》将压力容器划分为3类。
(1)第三类压力容器:高压容器;中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且pV大于等于l0MPa·m3);中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且pV大于等于0. 5MPa·m3);低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害的介质,且pV大于等于0. 2MPa·m3);高压、中压管壳式余热锅炉;中压搪玻璃压力容器;使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa)的材料制造的压力容器;移动式压力容器,包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等;球形储罐(容积大于等于50m3);低温液体储存容器(容积大于5m3)。
(2)第二类压力容器:中压容器;低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质);低压管壳式余热锅炉;低压搪玻璃压力容器。
(3)低压容器为第一类压力容器(第三类和第二类规定的除外)。
2.安全附件
1)安全阀
安全阀是一种由进口静压开启的自动泄压阀门。它依靠介质自身的压力排出一定数量的流体,以防止容器或系统内的压力超过预定的安全值;当容器内的压力恢复正常后,阀门自行关闭,并阻止介质继续排出。安全阀分全启式安全阀和微启式安全阀。根据安全阀的整体结构和加载方式可以分为静重式、杠杆式、弹簧式和先导式等4种。
2)爆破片
爆破片装置是一种非重闭式泄压装置,由进口静压使爆破片受压爆破而泄放出介质,以防止容器或系统内的压力超过预定的安全值。
爆破片又称为爆破膜或防爆膜,是一种断裂型安全泄放装置。与安全阀相比,它具有结构简单,泄压反应快,密封性能好,适应性强等特点。
3)安全阀与爆破片装置的组合
安全阀与爆破片装置并联组合时,爆破片的标定爆破压力不得超过容器的设计压力。安全阀的开启压力应略低于爆破片的标定爆破压力。
当安全阀进口和容器之间串联安装爆破片装置时,应满足下列条件:①安全阀和爆破片装置组合的泄放能力应满足要求;②爆破片破裂后的泄放面积应不小于安全阀进口面积,同时应保证使得爆破片破裂的碎片不影响安全阀的正常动作;③爆破片装置与安全阀之间应装设压力表、旋塞、排气孔或报警指示器,以检查爆破片是否破裂或渗漏。
当安全阀出口侧串联安装爆破片装置时,应满足下列条件:①容器内的介质应是洁净的,不含有胶着物质或阻塞物质;②安全阀的泄放能力应满足要求;③当安全阀与爆破片之间存在背压时,安全阀仍能在开启压力下准确开启;④爆破片的泄放面积不得小于安全阀的进口面积;⑤安全阀与爆破片装置之间应设置放空管或排污管,以防止该空间的压力累积。
4)爆破帽
爆破帽为一端封闭,中间具有一薄弱断面的厚壁短管,爆破压力误差较小,泄放面积较小,多用于超高压容器。超压时其薄弱面上的拉伸应力达到材料的强度极限发生断裂。由于其工作时通常还有温度影响,因此,一般均选用热处理性能稳定,且随温度变化较小的高强度钢材料(如34CrNi3Mo等)制造,其破爆压力与材料强度之比一般为0.2~0.5。
5)易熔塞
易熔塞属于“熔化型”(“温度型”)安全泄放装置,它的动作取决于容器壁的温度,主要用于中、低压的小型压力容器,在盛装液化气体的钢瓶中应用更为广泛。
6)紧急切断阀
紧急切断阀是一种特殊结构和特殊用途的阀门,它通常与截止阀串联安装在紧靠容器的介质出口管道上,其作用是在管道发生大量泄漏时紧急止漏;一般还具有过流闭止及超温闭止的性能,并能在近程和远程独立进行操作。紧急切断阀按操纵方式的不同,可分为机械(或手动)牵引式、油压操纵式、气压操纵式和电动操纵式等多种,前两种目前在液化石油气槽车上应用非常广泛。
7)减压阀
减压阀的工作原理是利用膜片、弹簧、活塞等敏感元件改变阀瓣与阀座之间的间隙,当介质通过时产生节流,压力下降而使其减压的阀门。
当调节螺栓向下旋紧时,弹簧被压缩,将膜片向下推,顶开脉冲阀阀瓣,高压侧的一部分介质就经高压通道进入,经脉冲阀阀瓣与阀座间的间隙流入环形通道而进入气缸,向下推动活塞并打开主阀阀瓣,这时高压侧的介质便从主阀阀瓣与阀座之间的间隙流过而被节流减压。同时,低压侧的一部分介质经低压通道进入膜片下方空间,当其压力由于高压侧的介质压力升高而升高到足以抵消弹簧的弹力时,膜片向上推动脉冲阀阀瓣逐渐闭合,使进入气缸的介质减少,活塞和主阀阀瓣向上移动,主阀关小,从而减少流向低压侧的介质量,使低压侧的压力不致因高压侧压力升高而升高,从而达到自动调节压力的目的。
7)压力表、温度计、液位计
(1)压力表。压力表是指示容器内介质压力的仪表,是压力容器的重要安全装置。按其结构和作用原理,压力表可分为液柱式、弹性元件式、活塞式和电量式四大类。活塞式压力计通常用作校验用的标准仪表,液柱式压力计一般只用于测量很低的压力,压力容器广泛采用的是各种类型的弹性元件式压力计。
(2)液位计。液位计又称液面计,是用来观察和测量容器内液位位置变化情况的仪表。特别是对于盛装液化气体的容器,液位计是一个必不可少的安全装置。
(3)温度计。温度计是用来测量物质冷热程度的仪表,可用来测量压力容器介质的温度,对于需要控制壁温的容器,还必须装设测试壁温的温度计。
【例题】:对于压力容器,以下说法正确的是:___。()、
A.压力容器的最高工作压力大于压力容器的设计压力
B.压力容器的设计压力小于安全阀的开启压力
C.压力容器受压元件金属表面温度不得超过钢材的允许使用温度
D. 压力容器设计温度应低于元件金属可能达到的最高金属温度
【答案】: C
三、机电类特种设备 (一)电梯电梯是指动力驱动,利用沿刚性轨道运动的箱体或者沿固定线路运行的梯级(踏步),进行升降或平行运送人、货物的机电设备,包括载人(货)电梯、自动扶梯、自动人行道等。
电梯可能发生的危险一般有:人员被挤压、撞击和发生坠落、剪切;人员被电击、轿厢超越极限行程发生撞击;轿厢超速或因断绳造成坠落;由于材料失效、强度丧失而造成结构破坏等。
保证电梯的安全性,除了充分考虑在结构的合理性、可靠性,电气控制和拖动的可靠性方面外,还应针对各种可能发生的危险,设置专门的安全装置。
1.防超越行程的保护
为防止电梯由于控制方面的故障,轿厢超越顶层或底层端站继续运行,必须设置保护装置以防止发生严重的后果和结构损坏。
防止越程的保护装置一般是由设在井道内上下端站附近的强迫换速开关、限位开关和极限开关组成。这些开关或碰轮都安装在固定于导轨的支架上,由安装在轿厢上的打板(撞杆)触动而动作。
2.防电梯超速和断绳的保护
当电梯由于控制失灵,曳引力不足,制动器失灵或制动力不足,以及超载拖动绳断裂等原因,都会造成轿厢超速和坠落,因此,必须有可靠的保护措施。
防超速和断绳的保护装置是安全钳一限速器系统。安全钳是一种使轿厢(或对重)停止向下运动的机械装置,凡是由钢丝绳或链条悬挂的电梯轿厢均应设置安全钳。当地坑下有人能进入的空间时,对重也可设安全钳。安全钳一般都安装在轿架的底梁上,成对地同时作用在导轨上。
限速器是限制电梯运行速度的装置,一般安装在机房。当轿厢上行或下行超速时,通过电气触点使电梯停止运行,当下行超速,电气触点动作仍不能使电梯停止,速度达到一定值后,限速器机械动作,拉动安全钳夹住导轨将轿厢制停;当断绳造成轿厢(或对重)坠落时,也由限速的机械动作拉动安全钳,使轿厢制停在导轨上。安全钳和限速器动作后,必须将轿厢(或对重)提起,并经称职人员调整后方能恢复使用。
3.防人员剪切和坠落的保护
在电梯事故中人员被运动的轿厢剪切或坠入井道的事故占的比例较大,而且这些事故后果都十分严重,所以防止人员剪切和坠落的保护十分重要。防人员坠落和剪切的保护主要由门、门锁和门的电气安全触点联合承担,标准要求:
(1)当轿门和层门中任一门扇未关好和门锁未啮合7 mm以上时,电梯不能启动。
(2)当电梯运行时轿门和层门中任一门扇被打开,电梯应立即停止运行。
(3)当轿厢不在层站时,在站层门外不能将层门打开。
(4)紧急开锁的钥匙只能交给一个负责人员,只有紧急情况才能由专业人员使用。
4.缓冲装置
电梯由于控制失灵、曳引力不足或制动失灵等发生轿厢或对重蹲底时,缓冲器将吸收轿厢或对重的动能,提供最后的保护,以保证人员和电梯的安全。
缓冲器分蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器。前者主要以弹簧和聚氨酯材料等为缓冲元件,后者主要是油压缓冲器。
5.报警和救援装置
电梯发生人员被困在轿厢内时,通过报警或通信装置应能将情况及时通知管理人员并通过救援装置将人员安全救出轿厢。
(1)报警装置。电梯必须安装应急照明和报警装置,并由应急电源供电。
(2)救援装置。电梯困人的救援以往主要采用自救的方法,即轿厢内的操纵人员从上部安全窗爬上轿顶将层门打开。随着电梯的发展,无人员操纵电梯的广泛使用,再采用自救的方法不但十分危险而且几乎不可能。因为作为公共交通工具的电梯,乘员十分复杂,电梯故障时乘员不可能从安全窗爬出,就是爬上了轿顶也打不开层门,反而会发生其他事故。因此现在电梯从设计上就决定了救援必须从外部进行。
6.停止开关和检修运行装置
(1)停止开关一般称急停开关,按要求在轿顶、底坑和滑轮间必须装设停止开关。停止开关应符合电气安全触点的要求,应是双稳态非自动复位的、误动作不能使其释放。停止开关要求是红色的,并标有“停止”和“运行”的位置;若是刀闸式或拨杆式开关,应以把手或拨杆朝下为停止位置。
(2)检修运行是为便于检修和维护而设置的运行状态,由安装在轿顶或其他地方的检修运行装置进行控制。
检修运行装置包括一个运行状态转换开关、操纵运行的方向按钮和停止开关。该装置也可以与能防止误动作的特殊开关一起从轿顶控制门机构的动作。
7.消防功能
发生火灾时井道往往是烟气和火焰蔓延的通道,而且一般层门在70℃以上时也不能正常工作。为了乘员的安全,在火灾发生时必须使所有电梯停止应答召唤信号,直接返回撤离层站,即具有火灾自动返基站功能。
8.防机械伤害的防护
电梯很多运动部分在人接近时可能会产生撞击、挤压、绞碾等危险,在工作场地由于地面的高低差也可能会产生摔跌等危险,所以必须采取防护。
人在操作、维护中可以接近的旋转部件,尤其是传动轴上突出的锁销和螺钉,钢带、链条、皮带,齿轮、链轮,电动机的外伸轴,甩球式限速器等,必须有安全网罩或栅栏,以防无意中触及。曳引轮、盘车手轮、飞轮等光滑圆形部件可不加防护,但应部分或全部涂成黄色以示提醒。
轿顶和对重的反绳轮,必须安装防护罩。防护罩要能防止人员的肢体或衣服被绞入,还要能防止异物落入和钢丝绳脱出。
在底坑中对重运行的区域和装有多台电梯的井道中不同电梯的运动部件之间均应设隔障。
机房地面高差大于0.5m时,在高处应设栏杆并安设梯子。
在轿顶边缘与井道壁水平距离超过0.2 m时,应在轿顶设护栏,护栏的安设应不影响人员安全和方便地通过入口进入轿顶。
9.电气安全保护
对电梯的电气装置和线路必须采取安全保护措施,以防止发生人员触电和设备损毁事故。按GB7588—1995的要求,电梯应采取以下电气安全保护措施:
(1)直接触电的防护。绝缘是防止发生直接触电和电气短路的基本措施。
(2)间接触电的防护。在电源中性点直接接地的供电系统中,防止间接触电最常用的防护措施是将故障时可能带电的电气设备外露可导电部分与供电变压器的中性点进行电气连接。
(3)电气故障防护。按规定交流电梯应有电源相序保护。当电源断相或错相时,应停止电梯运行。在变频调速电梯中,由于变频装置是先将交流整流成直流再进行变频调制,所以错相对其不会发生影响。
直接与电源相连的电动机和照明电路应有短路保护,短路保护一般用自动空气断路器或熔断器。与电源直接相连的电动机还应有过载保护。
(4)电气安全装置。电气安全装置包括:直接切断驱动主机电源接触器或中间继电器的安全触点;不直接切断上述接触器或中间继电器的安全触点和不满足安全触点要求的触点。但当电梯电气设备出现故障,如无电压或低电压、导线中断、绝缘损坏、元件短路或断路、继电器和接触器不释放或不吸合、触头不断开或不闭合、断相错相等时,电气安全装置应能防止电梯出现危险。
【例题】:电梯的停止开关一般称急停开关,按要求在___必须装设停止开关。
A.轿门B.轿顶C. 底坑D.机房 E. 滑轮间
【答案】: BCE
(二)起重机械
起重机械,是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备。其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机,额定起重量大于或等于1t,且提升高度大于或等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦。
1.起重机械工作特点
综合起重机械的工作特点,可概括为以下7点。
(1)起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构,能完成一次起升运动、一次或几次水平运动。
(2)所吊运的重物多种多样,载荷是变化的。
(3)大多数起重机械,需要在较大的范围内运行,活动空间较大。
(4)有些起重机械,需要直接载运人员在导轨、平台或钢丝绳上做升降运动(如电梯、升降平台等),其可靠性直接影响人身安全。
(5)暴露的、活动的零部件较多,且常与吊运作业人员直接接触(如吊钩、钢丝绳等),潜在许多偶发的危险因素。
(6)作业环境复杂。
(7)作业中常常需要多人配合,共同进行一个操作。
上述诸多危险因素的存在,决定了起重伤害事故较多。
2.起重机安全正常工作的条件
为了保证起重机的安全正常工作,起重机设计时应满足下列3个基本条件。
(1)金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚性和抗屈曲能力。
(2)整机必须具有必要的抗倾覆稳定性。
(3)原动机具有满足作业性能要求的功率,制动装置提供必需的制动力矩。
3.起重机安全装置
1)位置限制与调整装置
(1)上升极限位置限制器。《起重机械安全规程》规定,凡是动力驱动的起重机,其起升机构(包括主副起升机构),均应装设上升极限位置限制器。
(2)运行极限位置限制器。凡是动力驱动的起重机,其运行极限位置都应装设运行极限位置限制器。
(3)偏斜调整和显示装置。起重机械安全规程要求:跨度等于或超过40 m的装卸桥和门式起重机,应装偏斜调整和显示装置。
(4)缓冲器。起重机械安全规程要求,桥式、门式起重机、装卸桥,以及门座起重机或升降机等都要装设缓冲器。
2)防风防爬装置
《起重机械安全规程》规定,在露天工作于轨道上运行的起重机,如门式起重机、装卸桥、塔式起重机和门座起重机,均应装设防风防爬装置。
此外,在露天跨工作的桥式起重机因环境因素的影响,可能出现地形风。它的持续时间较短,但风力很强,足以吹动起重机作较长距离的滑行,并可能撞毁轨道端部止挡,造成脱轨或跌落。所以《起重机械安全规程》规定,在露天跨工作的桥式起重机也宜装设防风夹轨器和锚定装置或铁鞋。
起重机防风防爬装置主要有3类,即夹轨器、锚定装置和铁鞋。按照防风装置的作用方式不同,可分为自动作用与非自动作用两类。
3)安全钩、防后倾装置和回转锁定装置
(1)安全钩。单主梁起重机,由于起吊重物是在主梁的一侧进行,重物等对小车产生一个倾翻力矩,由垂直反轨轮或水平反轨轮产生的抗倾翻力矩使小车保持平衡,不能倾翻。但是,只靠这种方式不能保证在风灾、意外冲击、车轮破碎、检修等情况时的安全。因此,这种类型的起重机应安装安全钩。安全钩根据小车和轨轮形式的不同,也设计成不同的结构。
(2)防后倾装置。用柔性钢丝绳牵引吊臂进行变幅的起重机,当遇到突然卸载等情况时,会产生使吊臂后倾的力,从而造成吊臂超过最小幅度,发生吊臂后倾的事故。因此,这类起重机安装防后倾装置。吊臂后倾主要由几种原因造成:起升用的吊具、索具或起升用钢丝绳存在缺陷,在起吊过程中突然断裂,使重物下落;或者由于起重工绑挂不当,起吊过程中重物散落。这些情况都会形成突然卸载,造成吊臂反弹后倾事故。为了防止这类事故,在我国《起重机械安全规程》中明确规定,流动式起重机和动臂式塔式起重机上应安装防后倾装置(液压变幅除外)。
(3)回转锁定装置。回转锁定装置,是指臂架起重机处于运输、行驶或非工作状态时,锁住回转部分,使之不能转动的装置。
回转锁定器常见型式有机械锁定器和液压锁定器两种。其结构比较简单,通常是用锁销插入方法,压板顶压方法或螺栓紧定方式等。液压式锁定器通常用双作用活塞式油缸对转台进行锁定。回转锁定装置的原理基本相同。
4)起重量限制器
(1)形式和功能:超载保护装置按其功能的不同,可分为自动停止型和综合型两种。按结构型式分,有电气型和机械型两种。
超载保护装置应具有动载抑制功能、自动工作功能、自动保险功能。
(2)工作原理。起重量限制器,主要用于桥架型起重机,其主导产品为电气型。电气型产品一般由载荷传感器和二次仪表两部分组成。
载荷传感器使用电阻应变式或压磁式传感器,根据安装位置配置专用安装附件。传感器的结构形式,主要有压式、拉式和剪切梁式3种。
5)力矩限制器
(1)动臂变幅的塔式起重机力矩限制器。动臂变幅的塔式起重机,一般使用机械型力矩限制器。
(2)小车变幅式起重机超载保护装置。小车变幅式起重机一般使用起重量限制器和起重力矩限制器来共同实施超载保护。
(3)流动式起重机超载保护装置。流动式起重机一般使用力矩限制器进行超载保护。
6)防碰装置
防碰装置的结构型式主要有两种。
(1)反射型。由发射器、接收器、控制器和反射板组成。
(2)直射型。检测波不经过反射板反射的产品统称为直射型。
7)危险电压报警器
臂架型起重机在输电线附近作业时,由于操作不当,臂架、钢丝绳等过于接近甚至碰触电线,都会造成感电或触电事故。为了防止这类事故,东欧、日本等国从70年代起研制危险电压报警器,目前已进入系列化生产阶段。
(三)大型游乐设施
游乐设施是指用于经营目的,在封闭的区域内运行、承载游客游乐的设施。游艺机及设施大致可以分为:回转运动类、轨道运动类、戏水游戏类、场地运动类、电子娱乐类、梦幻仿真类、充气弹跳类、体育竞技类、体闲娱乐类等。
目前纳入质量技术监督部门安全监察的游乐设施范围为:转马类、滑行类、观缆车类、自控飞机类、陀螺类、飞行塔类、架空游览车类、赛车类、小火车类、碰碰车类、电池车类、水上游乐类(水上摩托、快艇和游船除外),滑道、滑索、蹦极和其他无动力类游乐设施(儿童用组合游乐设施除外),其运行的最大线速度不小于5km/h或运行高度距地面2 m以上的游乐设施。
(四)客运索道
索道是利用架空绳索、支承和牵引客车(或货车)等运送乘客(或货运)的一种运输设备。其包括客运架空索道、客运缆车和拖牵索道等。
客运索道按其运行方式可以分为往复式和循环式两大类。往复式索道又可分为承重与牵引分开的往复式单客厢索道,承重和牵引分开的车组往复式索道,以及承重和牵引合一的单线车组往复式索道3种。循环式索道中又可分为连续循环式、间歇循环式(运行——停止——运行)及脉动循环式(快速运行——慢速运行——快速运行)3种。其中连续循环式应用最广泛,其次是脉动循环式,而间歇循环式较少采用。客运索道还可按照使用的抱索器形式和运载工具的型式进行分类。按使用的抱索器型式分,有固定抱索器客运索道和脱挂式抱索器客运索道;按所用的运载工具型式分,有吊厢式、吊椅式、吊篮式和拖牵式等。
【例题】: 以下说法不符合《起重机械安全规程》规定的是___。()、
A.凡是动力驱动的起重机,其起升机构均应装设上升极限位置限制器
B.凡是动力驱动的起重机,其运行极限位置都应装设运行极限位置限制器。
C. 跨度等于或超过40m的塔式和门式起重机,应装偏斜调整和显示装置
D.桥式、门式起重机、装卸桥,以及门座起重机或升降机等都要装设缓冲器。
【答案】: C
四、特种设备检测技术
特种设备的种类、结构、类型繁多,其设计参数和使用条件各不相同,承压设备所盛装的介质可能具有不同程度的腐蚀或磨损的性质,因此,对它们进行检验时,必须采用各种不同的检验方法,才能对特种设备的安全使用性能作出全面、正确的评价。
(一)、宏观检查
直观检查和量具检查通常称为宏观检查。宏观检查是对在用承压类特种设备进行内、外部检验常用的检验方法。宏观检查的方法简单易行,可以直接发现和检验容器内、外表面比较明显的缺陷,为进一步利用其他方法作详细的检验提供线索和依据。
1.直观检查
直观检查是承压类特种设备最基本的检验方法,通常在采用其他检验方法之前进行,是进一步检验的基础。它主要是凭借检验人员的感觉器官,对容器的内、外表面进行检查,以判别其是否有缺陷。
1)、检查内容
直观检查,要求检查容器的本体和受压元件的结构是否合理,承压类特种设备的连接部位、焊缝、胀口、衬里等部位是否存在渗漏,承压类特种设备表面是否存在腐蚀的深坑或斑点、明显的裂纹、重皮折叠、磨损的沟槽、凹陷、鼓包等局部变形和过热的痕迹,焊缝是否有表面气孔、弧坑、咬边等缺陷,容器内、外壁的防腐层、保温层、耐火隔热层或衬里等是否完好等。
2)、检查工具
用于直观检查的检查工具有手电筒、5—10倍放大镜、反光镜、内窥镜、约0.5 kg的尖头手锤等。
3)、检查方法
(1)、通常采用肉眼检查。肉眼能够迅速扫视大面积范围,并且能够察觉细微的颜色和结构的变化。
(2)、当被检查的部位比较狭窄(例如长度较长的管壳式容器,以及气瓶等)、,无法直接观察时,可以利用反光镜或内窥镜伸入容器内进行检查。
(3)、当怀疑设备表面有裂纹时,可用砂布将被检部位打磨干净,然后用浓度为10%的硝酸酒精溶液将其浸湿,擦净后用放大镜观察。
(4)、对具有手孔或较大接管而人又无法进到内部用肉眼检查的小型设备,可将手从手孔或接管口伸入,触摸内表面,检查内壁是否光滑,有无凹坑、鼓包。
(5)、用约0.5kg的尖头手锤进行锤击检查是过去检查锅炉、压力容器的一种常用的方法。当容器表面有防腐层、保温层、耐火隔热层、衬里或夹套等妨碍检查时,如果需要应部分或全部拆除再进行直观检查。直观检查时,往往会在容器表面发现各种形态的缺陷,检验人员应予以综合判断,并分别予以适当的处置。
2.量具检查
采用简单的工具和量具对直观检查所发现的缺陷进行测量,以确定缺陷的严重程度,是直观检查的补充手段。
1)、检查内容
用量具检查主要是检查设备表面腐蚀的面积和深度,变形程度,沟槽和裂纹的长度,以及设备本体和受压元件的结构尺寸(如容器的平直度、管板的不平度等)、是否符合要求等。
2)、检查工具
直尺、样板、游标卡尺、塞尺等。
3)、检查方法
(1)、用拉线或量具检查设备的结构尺寸。例如:用钢卷尺围出筒体的周长,用计算圆周长的公式和筒体的实际壁厚值算出筒体的平均内直径,以求得筒体的内径偏差;测量筒体同一断面的不圆度等。
(2)、用平直尺紧靠设备、管板等的表面,用游标卡尺或塞尺检查设备的平直度,腐蚀、磨损、鼓包的深度(高度)、,管板的不平度等。
(3)、用预先按受压元件的某部分做成的样板紧靠其表面,检查它们的形状、尺寸是否符合设计要求(例如角焊缝的焊脚高度、封头的曲率尺寸等)、,或测量其变形、腐蚀的程度。
(4)、在器壁发生均匀腐蚀、片状腐蚀或密集斑点腐蚀的部位,目前通常采用超声波测厚仪测量容器的剩余壁厚。
(二)、无损检测
在承压类特种设备构件的内部,常常存在着不易发现的缺陷;如焊缝中的未熔合、未焊透、夹渣、气孔、裂纹等。要想知道这些缺陷的位置、大小、性质,对每一台设备进行破坏性检查是不可能的,为此出现了无损探伤法,它是在不损伤被检工件的情况下,利用材料和材料中缺陷所具有的物理特性探查其内部是否存在缺陷的方法。
应用无损检测技术通常是为了达到4个目的:保证产品质量、保障安全使用、改进制造工艺、降低生产成本。
1.射线检测
(1)、射线检测原理。射线照射在工件上,透射后的射线强度根据物质的种类、厚度和密度而变化,利用射线的照相作用、荧光作用等特性,将这个变化记录在胶片上,经显影后形成底片的黑度变化,根据底片黑度的变化可了解工件内部结构状态,达到检查出缺陷的目的。
(2)、射线检测的特点。可以获得缺陷直观图像,定性准确,对长度、宽度尺寸的定量也较准确;检测结果有直接记录,可以长期保存;对体积型缺陷(气孔、夹渣类)、检出率高,对面积性缺陷(裂纹、未熔合类)、如果照相角度不适当容易漏检;适宜检验厚度较薄的工件,不适宜检验较厚的工件;适宜检验对接焊缝,不适宜检验角焊缝以及板材、棒材和锻件等;对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)、的确定较困难;检测成本高、速度慢;射线对人体有害。
(3)、射线的安全防护。射线的安全防护主要是采用时间防护、距离防护和屏蔽防护三大技术。
时间防护即为尽量缩短人体与射线接触的时间。如果到射线源的距离增大2倍,射线的强度会降低3/4。利用这一原理,可以采用机械手、远距射线源操作等方法进行距离防护。还可在人体与射线源之间隔上一层屏蔽物,以阻挡射线,即进行屏蔽防护。
2.超声波检测
(1)、超声波检测原理。超声波是一种超出人听觉范围的高频率机械振动波。超声波可以分为纵波、横波、表面波等多种波型。当介质中质点的位移与波传播的方向一致时为纵波;质点的位移与波传播的方向垂直时为横波;而表面波只能在工件表面传播。在固体中,各类声波都可以传播;在液体和气体中,只有纵波才可以传播。超声波在同一均匀介质中传播时速度不变,传播方向也不变,如果传播过程中遇到另一种介质,就会发生反射、折射或绕射的现象。制造容器使用的钢材可视为均匀介质,如果内部存在缺陷,则缺陷会使超声波产生反射现象,根据反射波幅的大小、方位,就能判定和测出缺陷的存在。
(2)、超声波检测特点。超声波检测对面积性缺陷的检出率较高,而对体积型缺陷检出率较低;适宜检验厚度较大的工件;适用于检测各种试件,包括检测对接焊缝、角焊缝,板材、管材、棒材、锻件以及复合材料等;检验成本低、速度快,检测仪器体积小、重量轻,现场使用方便;检测结果无直接见证记录;对缺陷在工件厚度方向上定位较准确;材质、晶粒度对检测有影响。
3.磁粉检测
(1)、磁粉检测原理。铁磁性材料被磁化后,其内部产生很强的磁感应强度,磁力线密度增大几百倍到几千倍,如果材料中存在不连续,磁力线会发生畸变,部分磁力线有可能逸出材料表面,从空间穿过,形成漏磁场。因空气的磁导率远低于零件的磁导率,使磁力线受阻,一部分磁力线挤到缺陷的底部,一部分穿过裂纹,一部分排挤出工件的表面后再进入工件。这后两部分磁力线形成磁性较强的漏磁场。如果这时在工件上撒上磁粉,漏磁场就会吸附磁粉,形成与缺陷形状相近的磁粉堆积(称这种堆积为磁痕)、,从而显示缺陷。当裂纹方向平行于磁力线的传播方向时,磁力线的传播不会受到影响,这时缺陷也不可能检出。
(2)、磁粉检测特点。适宜铁磁材料探伤,不能用于非铁磁材料;可以检出表面和近表面缺陷,不能用于检测内部缺陷;检测灵敏度很高,可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷;检测成本很低,速度快;工件的形状和尺寸有时因难以磁化而对探伤有影响。
4.渗透检测
(1)、渗透检测原理。零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后,在毛细管作用下,经过一定的时间,渗透液可以渗进表面开口的缺陷中;除去零件表面多余渗透液后,再在零件表面施涂显像剂,同样在毛细管的作用下,显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液,渗透液渗到显像剂中,在一定的光源下,缺陷中的渗透液痕迹被显示,从而探出缺陷的形貌及分布状态。
(2)、渗透检测特点。除了疏松多孔性材料外任何种类的材料,如钢铁材料、有色金属、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷都可用渗透检测;形状复杂的部件也可用渗透检测,并一次操作就可大致做到全面检测;同时存在几个方向的缺陷时,用一次操作就可完成检测;形状复杂的缺陷也可容易地观察显示的痕迹;不需大型设备,携带式喷灌着色渗透检测不需水、电,十分方便现场检测;试件表面粗糙度对检测结果影响大,探伤结果往往易受操作人员技术水平影响;可以检出表面张口的缺陷,但对埋藏缺陷或闭口型的表面缺陷无法检出;检测程序多,速度慢,检测灵敏度较磁粉低;材料较贵,成本高,有些材料易燃、有毒。
5.涡流检测
(1)、涡流检测原理。在工件中的涡流方向与给试件加交流电磁场的线圈(称为初级线圈或激励线圈)、的电流方向相反;而涡流产生的交流磁场又使得激励线圈中的电流增加,假如涡流变化,这个增加的部分(反作用电流)、也变化,测定这个变化,可得到工件表面的信息。
(2)、涡流检测的特点。检测时与工件不接触,所以检测速度很快,易于实现自动化检测;涡流检测不仅可以探伤,而且可以揭示工件尺寸变化和材料特性,例如电导率和磁导率的变化,利用这个特点可综合评价容器消除应力热处理的效果,检测材料的质量以及测量尺寸;受集肤效应的限制,很难发现工件深处的缺陷;缺陷的类型、位置、形状不易估计,需辅以其他无损检测的方法来进行缺陷的定位和定性;不能用于绝缘材料的检测。
6.声发射探伤法
(1)声发射探伤法原理。声发射技术是根据容器受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。
(2)声发射探伤特点。它与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于声发射技术是一种动态无损检测方法。它能连续监视容器内部缺陷发展的全过程。
7.磁记忆检测
磁记忆检测原理是处于地磁环境下的铁制工件受工作载荷的作用,其内部会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆转的重新取向,并在应力与变形集中区形成最大的漏磁场的变化。这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后继续保留。从而通过漏磁场法向分量的测定,可以准确地推断工件的应力集中区。
(三)、测厚
厚度测量是承压类特种设备检验中常见的检测项目。由于容器是闭合的壳体,测厚只能从一面进行,所以需要采用特殊的物理方法,最常用的是超声波。
(四)、化学成分分析
钢铁材料元素分析的方法有原子发射光谱分析法和化学分析法两种。在用锅炉压力容器检验中进行化学成分分析的目的,主要在于复核和验证材料的元素含量是否符合材料的技术标准,或者在焊接或返修补焊时借此制定焊接工艺,或者用于鉴定在用锅炉压力容器壳体材质在运行一段时间后是否发生变化。
(五)、金相检验
金相检验的目的主要是为了检查设备运行后受温度、介质和应力等因素的影响,其材质的金相组织是否发生了变化,是否存在裂纹、锅烧、疏松、夹渣、气孔、未焊透等缺陷。
金相检验分为宏观金相和微观金相,折断面检查是宏观金相检验方法之一。
金相检验可以观察到设备的局部金相组织。对于材料的金相检验,根据有关标准,可以判定钢材脱碳层深度,测定低碳钢的游离渗碳体,亚共析钢的带状组织和魏式组织,以及晶粒度等。对于在用压力容器金相检验结果的判定,目前尚无标准可循,通常可采用与典型缺陷金相图谱对比的方法来进行判定。在用压力容器的断口金相检验,还可以帮助我们判定腐蚀、断裂的类型,分析造成容器失效的原因。
(六)、硬度测试
材料硬度值与强度存在一定的比例关系,材料化学成分中,大多数合金元素都会使材料的硬度升高,其中碳的影响最直接,材料中含碳量越大,其硬度越高,因此硬度测试有时用来判断材料强度等级或鉴别材质;材料中不同金属组织具有不同的硬度,故通过硬度值可大致了解材料的金相组织,以及材料在加工过程中的组织变化和热处理效果;加工残余应力和焊接残余应力的存在对材料的硬度也会产生影响,加工残余应力和焊接残余应力值越大,硬度越高。
(七)、断口分析
断口分析是指人们通过肉眼或使用仪器观察与分析金属材料或金属构件损坏后的断裂截面,来探讨与材料或构件损坏有关的各种问题的一种技术。
断口是构件破坏后两个偶合断裂截面的通称。人们通过对断口形态的观察、研究和分析,去寻求断裂的起因、断裂方式、断裂性质、断裂机制、断裂韧性以及裂纹扩展速率等各种断裂基本问题,以使人们正确地判断引起断裂的真实原因究竟是起源于材料质量、构件的制造工艺、构件使用的环境因素影响,还是构件使用的操作因素等等。
断口分析技术的发展概括起来经历了3个阶段:用肉眼、低倍率放大镜或光学显微镜直接观察阶段,用透射电子显微镜(简称“透射电镜”)、观察断口复型的间接阶段;用扫描电子显微镜(简称“扫描电镜”)、直接观察阶段。通常人们把第一阶段称为宏观断口分析,而把后两个阶段称为微观断口分析,有时又称作“电子断口学分析”或“电子显微断口学分析”。
(八)、耐压试验
承压类特种设备的耐压试验即通常所说的液压试验(水压试验)、和气压试验,是一种验证性的综合检验,它不仅是产品竣工验收时必须进行的试验项目,也是定期进行容器全面检验的主要检验项目。耐压试验主要用于检验压力容器承受静压强度的能力。
(九)、气密试验
气密试验又称为致密性试验或泄漏试验,当介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器,必须进行气密试验。气密性试验应在液压试验合格后进行。对碳素钢和低合金钢制压力容器,其试验用气体的温度应不低于5C°,其他材料制压力容器按设计图样规定。气密性试验所用气体,应符合气压试验的规定。压力容器进行气密性试验时,安全附件应安装齐全。
容器致密性的检查方法:在被检查的部位涂(喷)、刷肥皂水,检查肥皂水是否鼓泡;检查试验系统和容器上装设的压力表,其指示是否下降;在试验介质中加人体积分数为1%的氨气,将被检查部位表面用5%硝酸汞溶液浸过的纸带覆盖,如果有不致密的地方,氨气就会透过而使纸带的相应部位形成黑色的痕迹。用此法检查容器致密性较为灵敏、方便;在试验介质中充入氦气,如果有不致密的地方,就可利用氦气检漏仪在被检查部位表面检测出氦气。目前的氦气检漏仪可以发现气体中含有千万分之一的氦气存在,相当于在标准状态下漏氦气率为1cm3/a,因此,其灵敏度较高;小型容器可浸入水中检查,被检部位在水面下约20—40mm深处,检查是否有气泡逸出。
(十)、爆破试验
爆破试验是对压力容器的设计与制造质量,以及其安全性和经济性进行综合考核的一项破坏性验证试验,通常气瓶在制造过程中按批进行爆破试验。
(十一)、力学性能试验
力学性能试验的目的是检测材料及焊接接头的力学性能。检测方法有拉力试验、弯曲试验、常温和低温冲击试验、压扁试验等。检测的力学性能有比例极限σp、弹性极限σe、屈服极限σs、抗拉强度σb、伸长率δ5、断面收缩率Ψ、弯曲、冲击功Akv等。
(十二)、应力应变测试
应力应变测试目的是测出构件受载后表面的或内部各点的真实应力状态。实验应力应变测试的方法主要有电阻应变测量法(简称“电测法”)、、光弹性方法、应变脆性涂层法和密栅云纹法等,每种测试方法都有各自的特点和适用范围。
电测法是将作为传感元件的电阻应变片粘贴或安装在被测的承压设备表面上,然后将其接入测量电路,当设备受载变形时,应变片的敏感栅相应变形并将应变转换成电阻改变量,再通过电阻应变仪直接得到所测量的应变值。根据应力与应变关系的物理方程,即可将测得的应变值换算成被测点的实际应力值。用电测法可以进行大规模的多点应变测量,准确测定承压设备构件表面上任一点的静态到500kHz的动态应变,还可测得平面应力状态下某些点的主应力大小和方向。但是,此法只能测试承压设备表面的应力,不能显示容器表面整体应力场中应力梯度的情况。
(十三)、应力分析
应力分析是指分析构件在载荷的作用下,各应力分量。如分析一次总体薄膜应力、一次局部薄膜应力、一次弯曲应力、二次应力、峰值应力等。
(十四)、断裂力学分析
断裂力学分析是应用断裂理论,对含缺陷构件的剩余强度和寿命进行分析的方法。断裂力学的观点认为,带裂纹的构件,只要裂纹扩展未达到临界尺寸,仍可使用。
(十五)、风险评估
风险评价技术就是将设备发生事故的可能性(概率)、和事故造成的危害程度(经济损失)、进行综合考虑,将设备划分成不同的风险等级。
【例题】:以下有关无损检测的说法正确的是:___。()、
A.射线检测的特点,对面积性缺陷的检出率较高,而对体积型缺陷检出率较低;适宜检验厚度较大的工件;适用于检测各种试件,检验成本低、速度快。
B.超声波检测特点,对体积型缺陷(气孔、夹渣类)、检出率高,对面积性缺陷(裂纹、未熔合类)、容易漏检;适宜检验厚度较薄的工件。
C.磁粉检测特点,适宜铁磁材料探伤,不能用于非铁磁材料;可以检出表面和近表面缺陷,不能用于检测内部缺陷;检测灵敏度很高;检测成本很低,速度快。
D.渗透检测特点,可以检出表面张口的缺陷,但对埋藏缺陷或闭口型的表面缺陷无法检出;检测程序多,速度慢,检测灵敏度较低;材料较贵,成本高,有些材料易燃、有毒。
E.涡流检测的特点,不仅可以探伤,而且可以揭示工件尺寸变化和材料特性,检测速度很快,很难发现工件深处的缺陷。
【答案】:CDE
五、特种设备用钢材及焊接基础知识
(一)承压类特种设备用钢
无论是锅炉,还是压力容器,或是压力管道,钢材是制造承压类特种设备的主要材料。钢材的质量及性能的好坏对于承压类特种设备安全运行,有着重要的影响和作用。
1.按钢中所含化学成分分类
按钢中所含化学成分可以将钢分成碳素钢和合金钢两大类:
2.按冶炼方法分类
按冶炼方法分类,有两种形式,一种是按冶炼设备分为平炉钢、电炉钢、转炉钢;另一种是按脱氧程度分为镇静钢、沸腾钢、半镇静钢。
3. 按金相组织分类
钢材经正火处理后所得金相组织不同,可分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢、铁索体钢。
(二)金属的机械性能
所谓金属的机械性能是指在一定的温度条件和外力作用下,抵抗变形和断裂的能力,如强度、硬度、塑性、韧性等,也称力学性能。
以低碳钢为例,金属材料受拉伸外力作用引起的变形过程可分3个阶段,即弹性变形、塑性变形、断裂变形阶段。由拉伸试验可获得强度和塑性指标。
1.强度
金属强度是指在外力作用下,抵抗变形和破坏的能力。应用最普遍的是强度指标。强度指标主要是屈服极限(σs或σ0.2)和抗拉强度极限(σb)。
2.塑性
金属的塑性是指在外力作用下,能引起永久变形而不发生破裂,并在外力取消后,仍能保持变形后形状的能力。材料的塑性值也可通过拉伸试验测得,通常用伸长率δ(延伸率)和断面收缩率Ψ来表示。
3.冲击韧性
金属的冲击韧性即为在冲击力作用下,抑制变形和断裂的能力。它还是金属材料在塑性变形范围内吸收能量的能力,因此,也可按冲击值的大小来衡量材料的塑性。目前国内外广泛采用一次摆锤弯曲试验,缺口型式有夏比(U)和夏比(V)两种。表示冲击韧性的参数也有两种,一种是以冲断试样消耗的冲击功Ak,单位是焦耳(J);另一种是以单位缺口处断面所耗的冲击功ak,单位是焦耳/厘米2(J/cm2)表示。目前压力容器钢板全部改为用夏比(V)冲击功(即Akv)作为冲击韧性验收标准。只有少数压力容器锻件还用夏比(U)冲击值(即akU)作为冲击验收标准。
钢中气体含量较高或晶粒粗大,则韧性差。根据冲击后断裂的形式,可以判断材料的质量及晶粒大小。冲击韧性试验还能测定金属材料由韧性状态向脆性状态过渡的转变温度。
4.硬度
硬度是指金属材料抵抗更硬异物压入的能力。硬度表明材料的耐磨性和切削加工的可能性。一般说来,硬度较高,材料的耐磨性较好。常用的硬度有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)3种。
5.冷弯
冷弯性能是材料抵抗弯曲断裂能力的标志,它间接反映了材料的塑性。这个试验既可检查钢的塑性好坏,也可以考核其加工工艺性能,也能暴露钢板受试面缺陷以及焊接接头的焊接缺陷。
6.断裂韧性
断裂韧性是反映材料对裂纹扩展的抵制能力。对于中低强度钢的断裂韧性,目前较普遍采用临界裂纹张开位移(COD)值δc表示;对于高强钢的脆断问题,则应用材料的平面应变断裂韧性值Kic表示。
7.金属材料高温机械性能
炼油化工设备相当数量是在中等温度(<350℃)和高温下使用。中、高温压力容器通常以350℃分界。
第二节特种设备安全技术(一)锅炉、压力容器使用安全管理
1. 安全管理要点
1)、使用定点厂家合格产品
国家对锅炉压力容器的设计制造有严格的要求,实行定点生产制度。锅炉压力容器的制造单位,必须具备保证产品质量所必需的加工设备、技术力量、检验手段和管理水平。购置、选用的锅炉压力容器应是定点厂家的合格产品,并有齐全的技术文件、质量证明书和产品竣工图。
2)、登记建档
锅炉压力容器在正式使用前,必须到当地特种设备安全监察机构登记,经审查批准入户建档、取得使用证方可使用。在使用单位也应建立锅炉压力容器的设备档案,保存设备的设计、制造、安装、使用、修理、改造和检验等过程的技术资料。
3)、专责管理
使用锅炉压力容器的单位,应对设备进行专责管理,即设置专门机构、责成专门的领导和技术人员管理设备。
4)、持证上岗
锅炉司炉、水质化验人员及压力容器操作人员,应分别接受专业安全技术培训并考试合格,持证上岗。
5)、照章运行
锅炉压力容器必须严格依照操作规程及其他法规操作运行,任何人在任何情况下不得违章作业。
6)、定期检验
定期检验是指在设备的设计使用期限内,每隔一定的时间对其承压部件和安全装置进行检查,或作必要的试验。
实行定期检验是及早发现缺陷、消除隐患、保证设备安全运行的一项行之有效的措施。
锅炉、压力容器定期检验分为外部检验、内部检验和耐压试验。实施特种设备法定检验的单位须取得国家质量监督检验检疫总局的核准资格。
7)、监控水质
水中杂质使锅炉结垢、腐蚀及产生汽水共腾,降低锅炉效率、寿命及供汽质量。必须严格监督、控制锅炉给水及锅水水质,使之符合锅炉水质标准的规定。
8)、报告事故
锅炉压力容器在运行中发生事故,除紧急妥善处理外,应按规定及时、如实上报主管部门及当地特种设备安全监察部门。
2.锅炉启动、运行与停炉
1)、锅炉启动步骤
(1)、检查准备。对新装、迁装和检修后的锅炉,启动之前要进行全面检查。主要内容有:检查受热面、承压部件的内外部,看其是否处于可投入运行的良好状态;检查燃烧系统各个环节是否处于完好状态;检查各类门孔、挡板是否正常,使之处于启动所要求的位置;检查安全附件和测量仪表是否齐全、完好并使之处于启动所要求的状态;检查锅炉架、楼梯、平台等钢结构部分是否完好;检查各种辅机特别是转动机械是否完好。
(2)、上水。从防止产生过大热应力出发,上水温度最高不超过90℃,水温与筒壁温差不超过50℃。对水管锅炉,全部上水时间在夏季不小于lh。在冬季不小于2 h。冷炉上水至最低安全水位时应停止上水,以防止受热膨胀后水位过高。
(3)、烘炉。对新装、迁装、大修或长期停用的锅炉,其炉膛和烟道的墙壁非常潮湿,一旦骤然接触高温烟气,将会产生裂纹、变形,甚至发生倒塌事故。为防止此种情况发生,此种锅炉在上水后,启动前要进行烘炉。
(4)、煮炉。对新装、迁装、大修或长期停用的锅炉,在正式启动前必须煮炉。煮炉的目的是清除蒸发受热面中的铁锈、油污和其他污物,减少受热面腐蚀,提高锅水和蒸汽品质。
(5)、点火升压。一般锅炉上水后即可点火升压。点火方法应燃烧方式和燃烧设备而异。层燃炉一般用木材引火,严禁用挥发性强烈的油类或易燃物引火,以免造成爆炸事故。
对于自然循环锅炉来说,起升压过程与日常的压力锅升压相似,即锅内压力是由烧火加热产生的,升压过程与受热过程紧紧地联系在一起。
(6)、暖管与并汽。暖管,即用蒸汽慢慢加热管道、阀门、法兰等部件,使其温度缓慢上升,避免向冷态或较低温度的管道突然供入蒸汽,以防止热应力过大而损坏管道、阀门等部件;同时将管道中的冷凝水驱出,防止在供汽时发生水击。并汽,也叫并炉、并列,即新投入运行锅炉向共用的蒸汽母管供汽。并汽前应减弱燃烧,打开蒸汽管道上的所有疏水阀,充分疏水以防水击;冲洗水位表,并使水位维持在正常水位线以下;使锅炉的蒸汽压力稍低于蒸汽母管内气压,缓慢打开主汽阀及隔绝阀,使新启动锅炉与蒸汽母管连通。
2)、点火升压阶段的安全注意事项
(1)、防止炉膛爆炸。锅炉点火时需防止炉膛爆炸。锅炉点火前,锅炉炉膛中可能残存有可燃气体或其他可燃物,也可能预先送入可燃物,如不注意清除,这些可燃物与空气的混合物遇明火即可能爆炸,这就是炉膛爆炸。燃气锅炉、燃油锅炉、煤粉锅炉等点火时必须特别注意防止炉膛爆炸。
防止炉膛爆炸的措施是,点火前,开动引风机给炉膛通风5~10min,没有风机的可自然通风5~10min,以清除炉膛及烟道中的可燃物质。气、油炉、煤粉炉点燃时,应先送风,之后投入点燃火炬,最后送入燃料。一次点火未成功需重新点燃火炬时,一定要在点火前给炉膛烟道重新通风,待充分清除可燃物之后再进行点火操作。
(2)、控制升温升压速度。升压过程也就是锅水饱和温度不断升高的过程。由于锅水温度的升高,锅筒和蒸发受热面的金属壁温也随之升高,金属壁面中存在不稳定的热传导,需要注意热膨胀和热应力问题。
为防止产生过大的热应力,锅炉的升压过程一定要缓慢进行。点火过程中,对各热承压部件的膨胀情况应进行监督,发现有卡住现象应停止升压,待排除故障后再继续升压;发现膨胀不均匀时也应采取措施消除。
(3)、严密监视和调整仪表。点火升压过程中,锅炉的蒸汽参数、水位及各部件的工作状况在不断地变化,为了防止异常情况及事故的出现,必须严密监视各种指示仪表,将锅炉压力、温度和水位控制在合理的范围之内。同时,各种指示仪表本身也要经历从冷态到热态、从不承压到承压的过程,也要产生热膨胀,在某些情况下甚至会产生卡住、堵塞、转动或开关不灵等无法投入运行或工作不可靠的故障。因此点火升压过程中,保证指示仪表的准确可靠十分重要。
点火一段时间,当发现蒸汽从空气阀冒出时,即可将空气阀关闭准备升压。此时,应密切监视压力表,在一定的时间内压力表上的指针应离开原点。如锅内已有压力而压力表指针不动,则须将火力减弱或停息,校验压力表并清洗压力表管道,待压力表正常后,方可继续升压。
(4)、保证强制流动受热面的可靠冷却。自然循环锅炉的蒸发面在锅炉点火后开始受热,即产生循环流动。由于启动过程加热比较缓慢,蒸发受热面中产生的蒸汽量较少,水循环还不正常,各水冷壁受热不均匀的情况也比较严重,但蒸发受热面一般不至于在启动过程中烧坏。
由于锅炉在启动中不向用户提供蒸汽及不连续经省煤器上水,省煤器、过热器等强制流动受热面中没有连续流动的水汽介质冷却,因而可能被外部连续流过的烟气烧坏。所以,必须采取可靠措施,保证强制流动受热面在启动中不至过热损坏。
对过热器的保护措施是:在升压过程中,开启过热器出口集箱疏水阀、对空排气阀,使一部分蒸汽流经过热器后被排除,从而使过热器得到足够的冷却。
对省煤器的保护措施是,对钢管省煤器,在省煤器与锅筒间连接再循环管,在点火升压期间,将再循环管上的阀门打开,使省煤器中的水经锅筒、再循环管(不受热)、重回省煤器,进行循环流动;但在上水时应将再循环管上的阀门关闭。
3)、锅炉正常运行中的监督调节
(1)、锅炉水位的监督调节。锅炉运行中,运行人员应不间断地通过水位表监督锅内的水位。锅炉水位应经常保持在正常水位线处,并允许在正常水位线上下50mm之内波动。
由于水位的变化与负荷、蒸发量和气压的变化密切相关,因此水位的调节常常不是孤立地进行,而是与气压、蒸发量的调节联系在一起的。
为了使水位保持正常,锅炉在低负荷运行时,水位应稍高于正常水位,以防负荷增加时水位降得过低;锅炉在高负荷运行时,水位应稍低于正常水位,以免负荷降低时水位升得过高。
(2)、锅炉气压的监督调节。在锅炉运行中,蒸汽压力应基本上保持稳定。锅炉气压的变动通常是由负荷变动引起的,当锅炉蒸发量和负荷不相等时,气压就要变动。若负荷小于蒸发量,气压就上升;负荷大于蒸发量,气压就下降。所以,调节锅炉气压就是调节其蒸发量,而蒸发量的调节是通过燃烧调节和给水调节来实现的。运行人员根据负荷变化,相应增减锅炉的燃料量、风量、给水量来改变锅炉蒸发量,使气压保持相对稳定。
对于间断上水的锅炉,为了保持气压稳定,要注意上水均匀,上水间隔的时间不宜过长,一次上水不宜过多;在燃烧减弱时不宜上水,手烧炉在投煤、扒渣时也不宜上水。
(3)、气温的调节。锅炉负荷、燃料及给水温度的改变,都会造成过热气温的改变。过热器本身的传热特性不同,上述因素改变时气温变化的规律也不相同。
(4)、燃烧的监督调节。燃烧调节的任务是使燃料燃烧供热适应负荷的要求,维持气压稳定;使燃烧完好正常,尽量减少未完全燃烧损失,减轻金属腐蚀和大气污染;对负压燃烧锅炉,维持引风和鼓风的均衡,保持炉膛一定的负压,以保证操作安全和减少排烟损失。
(5)、排污和吹灰。排污,锅炉运行中,为了保持受热面内部清洁,避免锅水发生汽水共腾及蒸汽品质恶化,除了对给水进行必要而有效的处理外,还必须坚持排污。
吹灰,燃煤锅炉的烟气中含有许多飞灰微粒,在烟气流经蒸发受热面、过热器、省煤器及空气预热器时,一部分烟灰就积沉到受热面上,不及时吹扫清理往往越积越多。由于烟灰的导热能力很差,受热面上积灰会严重影响锅炉传热,降低锅炉效率,影响锅炉运行工况,特别是蒸汽温度,对锅炉安全也造成不利影响。
4)、停炉及停炉保养
(1)、停炉。正常停炉是预先计划内的停炉。停炉中应注意的主要问题是防止降压降温过快,以避免锅炉部件因降温收缩不均匀而产生过大的热应力。
停炉操作应按规程规定的次序进行。大体上说,锅炉正常停炉的次序应该是先停燃料供应,随之停止送风,减少引风;与此同时,逐渐降低锅炉负荷,相应地减少锅炉上水,但应维持锅炉水位稍高于正常水位。对于燃气、燃油锅炉,炉膛停火后,引风机至少要继续引风5min以上。锅炉停止供汽后。应隔断与蒸汽母管的连接,排汽降压。为保护过热器,防止其金属超温,可打开过热器出口集箱疏水阀适当放汽。降压过程中司炉人员应连续监视锅炉,待锅内无气压时,开启空气阀,以免锅内因降温形成真空。
停炉时应打开省煤器旁通烟道,关闭省煤器烟道挡板,但锅炉进水仍需经省煤器。对钢管省煤器,锅炉停止进水后,应开启省煤器再循环管;对无旁通烟道的可分式省煤器,应密切监视其出口水温,并连续经省煤器上水、放水至水箱中,使省煤器出口水温低于锅筒压力下饱和温度20℃。
为防止锅炉降温过快,在正常停炉的4~6h内,应紧闭炉门和烟道挡板;之后,打开烟道挡板,缓慢加强通风,适当放水。停炉18~24h,在锅水温度降至70℃以下时,方可全部放水。
锅炉遇有下列情况之一者,应紧急停炉:锅炉水位低于水位表的下部可见边缘;不断加大向锅炉进水及采取其他措施,但水位仍继续下降;锅炉水位超过最高可见水位(满水)、,经放水仍不能见到水位;给水泵全部失效或给水系统发生故障,不能向锅炉进水;水位表或安全阀全部失效;设置在汽空间的压力表全部失效;锅炉元件损坏危及运行人员安全;燃烧设备损坏,炉墙倒塌或锅炉构件被烧红等,严重威胁锅炉安全运行;其他异常情况危及锅炉安全运行。
紧急停炉的操作次序是,立即停止添加燃料和送风,减弱引风;与此同时,设法熄灭炉膛内的燃料,对于一般层燃炉可以用沙土或湿灰灭火,链条炉可以开快挡使炉排快速运转,把红火送入灰坑;灭火后即把炉门、灰门及烟道挡板打开,以加强通风冷却;锅内可以较快降压并更换锅水,锅水冷却至70℃左右允许排水。但因缺水紧急停炉时,严禁给锅炉上水,并不得开启空气阀及安全阀快速降压。
紧急停炉是为防止事故扩大不得不采用的非常停炉方式,有缺陷的锅炉应尽量避免紧急停炉。
(2)、停炉保养。锅炉停炉以后,本来容纳水汽的受热面及整个汽水系统,依旧是潮湿的或者残存有剩水。由于受热面及其他部件置于大气之中,空气中的氧有充分的条件与潮湿的金属接触或者更多地溶解于水,使金属的电化学腐蚀加剧。另外,受热面的烟气侧在运行中常常粘附有灰粒及可燃质,停炉后在潮湿的气氛下,也会加剧对金属的腐蚀。实践表明,停炉期的腐蚀往往比运行中的腐蚀更为严重。
停炉保养主要指锅内保养,即汽水系统内部为避免或减轻腐蚀而进行的防护保养。常用的保养方式有:压力保养、湿法保养、干法保养、充气保养。
【例题】:下面对于蒸汽锅炉的叙述正确的是:___。()、
A. 锅炉在低负荷运行时,水位应稍低于正常水位
B. 锅炉在高负荷运行时,水位应稍高于正常水位
C. 锅炉的蒸发量大于锅炉负荷时,蒸气压力上升,这时可以减少燃烧量
D.锅炉的蒸发量小于锅炉负荷时,蒸气压力下降,这时可以增加燃烧量
E. 锅炉水位应经常保持在正常水位线处,并允许在正常水位线上下50 mm之内波动。
【答案】: C D E
3.压力容器操作与维护
1)、压力容器安全操作
(1)、基本要求。
①平稳操作。加载和卸载应缓慢,并保持运行期间载荷的相对稳定。
压力容器开始加载时,速度不宜过快,尤其要防止压力的突然升高。过高的加载速度会降低材料的断裂韧性,可能使存在微小缺陷的容器在压力的快速冲击下发生脆性断裂。
高温容器或工作壁温在0℃以下的容器,加热和冷却都应缓慢进行,以减小壳壁中的热应力。
操作中压力频繁地和大幅度地波动,对容器的抗疲劳强度是不利的,应尽可能避免,保持操作压力平稳。
②防止超载。防止压力容器过载主要是防止超压。压力来自器外(如气体压缩机、蒸汽锅炉等)、的容器,超压大多是由于操作失误而引起的。为了防止操作失误,除了装设连锁装置外,可实行安全操作挂牌制度。在一些关键性的操作装置上挂牌,牌上用明显标记或文字注明阀门等的开闭方向、开闭状态、注意事项等。对于通过减压阀降低压力后才进气的容器,要密切注意减压装置的工作情况,并装设灵敏可靠的安全泄压装置。
由于内部物料的化学反应而产生压力的容器,往往因加料过量或原料中混入杂质,使反应后生成的气体密度增大或反应过速而造成超压。要预防这类容器超压,必须严格控制每次投料的数量及原料中杂质的含量,并有防止超量投料的严密措施。
贮装液化气体的容器,为了防止液体受热膨胀而超压,一定要严格计量。对于液化气体贮罐和槽车,除了密切监视液位外,还应防止容器意外受热,造成超压。如果容器内的介质是容易聚合的单体,则应在物料中加入阻聚剂,并防止混入可促进聚合的杂质。物料贮存的时间不宜过长。
除了防止超压以外,压力容器的操作温度也应严格控制在设计规定的范围内,长期的超温运行也可以直接或间接地导致容器的破坏。
(2)、容器运行期间的检查。容器专责操作人员在容器运行期间应经常检查容器的工作状况,以便及时发现操作上或设备上的不正常状态,采取相应的措施进行调整或消除,防止异常情况的扩大或延续,保证容器安全运行。
对运行中的容器进行检查,包括工艺条件、设备状况以及安全装置等方面。
在工艺条件方面,主要检查操作压力、操作温度、液位是否在安全操作规程规定的范围内,容器工作介质的化学组成,特别是那些影响容器安全(如产生应力腐蚀、使压力升高等)、的成分是否符合要求。
在设备状况方面,主要检查各连接部位有无泄漏、渗漏现象,容器的部件和附件有无塑性变形、腐蚀以及其他缺陷或可疑迹象,容器及其连接管道有无振动、磨损等现象。
在安全装置方面,主要检查安全装置以及与安全有关的计量器具是否保持完好状态。
(3)、容器的紧急停止运行。压力容器在运行中出现下列情况时,应立即停止运行:容器的操作压力或壁温超过安全操作规程规定的极限值,而且采取措施仍无法控制,并有继续恶化的趋势;容器的承压部件出现裂纹、鼓包变形、焊缝或可拆连接处泄漏等危及容器安全的迹象;安全装置全部失效,连接管件断裂,紧固件损坏等,难以保证安全操作;操作岗位发生火灾,威胁到容器的安全操作;高压容器的信号孔或警报孔泄漏。
2)、容器的维护保养
做好压力容器的维护保养工作,可以使容器经常保持完好状态,提高工作效率,延长容器使用寿命。
容器的维护保养主要包括以下几方面的内容。
(1)、保持完好的防腐层。工作介质对材料有腐蚀作用的容器,常采用防腐层来防止介质对器壁的腐蚀,如涂漆、喷镀或电镀、衬里等。如果防腐层损坏,工作介质将直接接触器壁而产生腐蚀,所以要经常保持防腐层完好无损。若发现防腐层损坏,即使是局部的,也应该先经修补等妥善处理以后再继续使用。
(2)、消除产生腐蚀的因素。有些工作介质只有在某种特定条件下才会对容器的材料产生腐蚀。因此要尽力消除这种能引起腐蚀的,特别是应力腐蚀的条件。例如,一氧化碳气体只有在含有水分的情况下才可能对钢制容器产生应力腐蚀,应尽量采取干燥、过滤等措施;碳钢容器的碱脆需要具备温度、拉伸应力和较高的碱液浓度等条件,介质中含有稀碱液的容器,必须采取措施消除使稀液浓缩的条件,如接缝渗漏,器壁粗糙或存在铁锈等多孔性物质等。盛装氧气的容器,常因底部积水造成水和氧气交界面的严重腐蚀,要防止这种腐蚀,最好使氧气经过干燥,或在使用中经常排放容器中的积水。
(3)、消灭容器的“跑、冒、滴、漏”,经常保持容器的完好状态。“跑、冒、滴、漏”不仅浪费原料和能源,污染工作环境,还常常造成设备的腐蚀,严重时还会引起容器的破坏事故。
(4)、加强容器在停用期间的维护。对于长期或临时停用的容器,应加强维护。停用的容器,必须将内部的介质排除干净,腐蚀性介质要经过排放、置换、清洗等技术处理。要注意防止容器的“死角”积存腐蚀性介质。
要经常保持容器的干燥和清洁,防止大气腐蚀。试验证明,在潮湿的情况下,钢材表面有灰尘、污物时,大气对钢材才有腐蚀作用。
(5)、经常保持容器的完好状态。容器上所有的安全装置和计量仪表,应定期进行调整校正,使其始终保持灵敏、准确;容器的附件、零件必须保持齐全和完好无损,连接紧固件残缺不全的容器,禁止投入运行。
【例题】:压力容器在运行中出现___,应立即停止运行。()、
A. 容器的操作压力或壁温超过安全操作规程规定的极限值,而且采取措施仍无法控制,并有继续恶化的趋势;
B. 容器的承压部件出现裂纹、鼓包变形、焊缝或可拆连接处泄漏等危及容器安全的迹象;
C. 安全装置部分失效;
D. 操作岗位发生火灾,威胁到容器的安全操作;
E. 高压容器的信号孔或警报孔泄漏。【答案】:ABDE
4.气瓶的充装
1)、对气瓶充装单位的要求
气瓶充装单位应向省级特种设备安全监督管理部门提出申请,经评审,确认符合条件的,由省级特种设备安全监督管理部门发给许可证;未经行政许可的,不得从事气瓶充装工作。
气瓶充装单位应具备下列条件。
(1)、有与所充装气体种类相适应的能够确保充装安全和充装质量的质量管理体系、各项管理制度和紧急处理措施。
(2)、有熟悉气瓶充装安全技术的管理人员和经过专业培训的气瓶充装前的气瓶检验员、气瓶充装后的气瓶检验员、气体化验员、气瓶附件维修人员、气瓶库管理人员等,同时应设置安全员,负责气瓶充装安全工作。
(3)、有与所充装气体相适应的场所、设施、装备和检测手段、场地厂房、器具、安全设施和一定的气体储存能力,并能向使用者提供符合安全技术规范的气瓶。充装毒性、易燃和助燃气体的单位,还应有处理残气、残液的装置。
2)、永久气体的充装
(1)、充装前的检查。充装气体前对气瓶进行检查,可以消除或大大减少由以下情况引起的气瓶爆炸事故:用氧气瓶、空气瓶充装可燃气体或用可燃气体气瓶充装氧气、空气;用低压瓶充装高压气体;气瓶存在严重缺陷或已过检验期限,甚至已经评定报废;瓶内混入有可能与所装气体产生化学反应的物质等。
(2)、永久气体充装量。永久气体气瓶的充装量是指气瓶在单位容积内允许装入气体的最大质量。
永久气体气瓶充装量确定的原则是,气瓶内气体的压力在基准温度(20℃)、下应不超过其公称工作压力;在最高使用温度(60℃)、下应不超过气瓶的许用压力。
(3)、充装中的注意事项。在气瓶充装过程中,须注意下列事项。
①气瓶充装系统用的压力表,精度应不低于1. 5级,表盘直径应不小于150 mm。压力表应按有关规定定期校验。
②装瓶气体中的杂质含量应符合相应气体标准的要求,下列气体禁止装瓶:
a.氧气中的乙炔、乙烯及氢的总含量(体积分数)、达到或超过2%或易燃性气体的总含量(体积分数)、达到或超过0 .5%者;
b.氢气中的氧含量达到或超过0 .5%者;
c.易燃性气体中的氧含量达到或超过4%者。
③用卡子代替螺纹连接进行充装时,必须仔细检查、确认瓶阀出气口的螺纹与所装气体所规定的螺纹形式相符。
④开启瓶阀时应缓慢操作,并应注意监听瓶内有无异常响动。
⑤充装易燃气体的操作过程中,禁止用扳手等金属器具敲击瓶阀或管道。
⑥充气过程中在瓶内气体压力达到充装压力的1/3以前,应逐只检查气瓶的瓶体温度是否大体一致,瓶阀的密封是否良好;发现异常时应及时妥善处理。
⑦向气瓶内充气,速度不得大干8m3/h(标准状态气体)、且充装时间不应少于30min。
⑧用充气排管按瓶组充装气瓶时,在瓶组压力达到充装压力的10%以后,禁止再插入空瓶进行充装。
⑨凡充装氧或强氧化性介质的人员,其手套、服装、工具等均不得沾有油脂,也不得使油脂沾染到阀门、管道、垫片等一切与氧气接触的装置物件上。
充气单位应由专人负责填写气瓶充装记录。充装记录内容至少应包括:充气日期、瓶号、室温(或贮气罐内气体实测温度)、、充装压力、充装起止时间、充气过程中有无发现异常现象等。持证操作人员和充气班长均应在记录上签字或盖章。充气单位应负责妥善保管气瓶充装记录,保存时间不应少于半年。
(4)、充装后的检查。充装后的气瓶,应有专人负责;逐只进行检查,不符合要求的,应进行妥善处理。检查内容包括:
①瓶内压力是否在规定范围内;
②瓶内气体纯度是否在规定范围内;
③瓶阀及其与瓶口连接的密封是否良好;
④气瓶充装后,是否出现鼓包变形或泄漏等严重缺陷;
⑤瓶体的温度是否有异常上升的迹象。
3)、液化气体的充装。
(1)、充装前的检查。液化气体气瓶充装前的检查内容及对不符合充装要求的气瓶的处理方法与永久气体气瓶的基本相同。它们的主要区别在于,判别瓶内气体性质的方法不同,液化气体气瓶在充气前需称瓶内剩余气体的重量。
(2)、液化气体充装量。液化气体的充装量虽然都是以充装的介质质量来计量,但液化气体中低压液化气体和高压液化气体的充装量的确定方法是不一样的。
①低压液化气体的充装量。低压液化气体气瓶充装量的确定原则,是要求气瓶内所装入的介质,即使在最高使用温度下也不会发生瓶内满液。低压液化气体充装系数的确定,应符合下列原则。
a.充装系数应不大于在气瓶最高使用温度下液体密度的97%;
b.在温度高于气瓶最高使用温度5℃时,瓶内不满液。
②高压液化气体的充装量。高压液化气体的充装量应与永久气体一样,必须保证瓶内气体在气瓶最高使用温度下所达到的压力不超过气瓶的许用压力;所不同的是,永久气体是以充装结束时的温度和压力来计量,而高压液化气体因充装时是液态,故只能以它的充装系数来计量。
(3)、充装中的注意事项。液化气体气瓶在充装过程中须注意以下事项:
①充装计量用的称重衡器应保持准确。称重衡器要设有超装警报和自动断气源的装置。
②液化气体的充装量必须精确计量和严格控制。应实行充装重量复验制度,发现充装过量的气瓶,必须及时将超装部分抽出。气瓶的重量标志标注不清或经腐蚀磨损而难以确认的不准充装。
③易燃液化气体中的氧含量达到或超过下列规定值时,禁止装瓶:
a.乙烯中的氧含量(体积分数,下同)、达到或超过2%;
b.其他易燃气体中的氧含量4%。
④用卡子连接代替螺纹连接进行充装时,必须认真仔细检查确认瓶阀出口螺纹与所装气体所规定的螺纹形式相符。
⑤充装易燃气体的操作过程中禁止用扳手等金属器具敲击瓶阀或管道。
⑥在充装过程中,应加强对充装系统和气瓶密封性的检查。
⑦操作人员应相对稳定,并定期进行安全教育和考核。
充气单位应由专人负责填写气瓶充装记录。记录内容至少应包括:充气日期、瓶号、室温、气瓶标记重量、装气后总重量、有无发现异常情况等。充气单位应负责妥善保管气瓶充装记录,保存时间不应少于1年。
(4)、充装后的检查。充装后的气瓶,应有专人负责,逐只进行检查。不符合要求的,应进行妥善处理。检查内容应包括:
①充装量是否在规定范围内;
②瓶内气体的纯度是否在规定范围内;
③瓶阀及其与瓶口连接的密封是否良好;瓶体的温度是否有异常升高的迹象;
④瓶体是否出现鼓包变形或泄漏等严重缺陷。
4)、乙炔气的充装
(1)、充装前的检查和准备。
①乙炔瓶的检查。乙炔瓶充装前,充装单位应有专职人员对其进行检查。检查中发现有下列情况之一的,严禁充装:
a.无制造许可证单位生产的乙炔瓶;
b.未经省级以上(含省级)、质量技术监督部门检验机构检验合格的进口乙炔瓶;
c.档案不在本充装单位保存又未办理临时充装变更手续的乙炔瓶。
属于下列情况之一的乙炔瓶,必须先进行妥善处理,否则严禁充装:
a.颜色标记不符合规定或表面漆色脱落严重的;
b.钢印标记不全或不能识别的;
c.附件不全、损坏或不符合规定的;
d.首次充装或经拆装、更换瓶阀、易熔合金塞后,未进行置换的。
有下列情况之一的乙炔瓶,必须送乙炔瓶检验单位检验、处理、否则严禁拆装:
a.超过检验期限的;
b.瓶体腐蚀、机械磨损等表面缺陷严重,按有关标准应报废的;
c.易熔合金熔化、流失、损伤的;
d.瓶阀侧接嘴处积有碳黑或焦油等异物的;
e.对瓶内的填料、溶剂的质量有怀疑的;
f.有其他影响安全使用缺陷的。
②剩余压力检查。乙炔瓶在充装前除应按上述的要求进行外观检查和处理外,重点是检查确定瓶内的剩余压力和溶剂补加量。
乙炔瓶内必须有足够的剩余压力,以防混入空气。
③丙酮的充装。乙炔瓶内的丙酮在气瓶使用过程中,常常随着乙炔气体的放出而散失,因此气瓶充装前应逐瓶测定实际质量(实重)、,检查丙酮逸损情况,以确定其补加量。
(2)、充装中的注意事项。乙炔气瓶在充装过程中,须注意以下事项:
①乙炔瓶的充装宜分次进行,每次充装后的静置时间应不小于8 h,并应关闭瓶阀。
②乙炔瓶的充装压力,在任何情况下都不得大于2.5 MPa。
③应严格控制充装速度,充灌时的气体体积流量应小于0.015m3/(h·L)、。
④充气过程中,应用冷却水均匀地喷淋气瓶,以防乙炔温度过高,产生分解反应。
⑤随时测试充气气瓶的瓶壁温度,如瓶壁温度超过40℃,应停止充装,另行处理。
⑥充装中,每小时至少检查一次瓶阀出气口、阀杆及易熔合金塞等部位有无泄漏;发现漏气应立即妥善处理。
⑦因故中断充装的乙炔瓶需要继续充装时,必须保证充装主管内乙炔气压力大于或者等于乙炔瓶内压力时才可开启瓶阀和支管切换阀。
5)、充装后的检查
充装后的气瓶,先静置24 h,使其压力稳定,温度均衡,不合格的气瓶严禁出厂。
【例题】:下面叙述有关乙炔气瓶充装过程中的安全要求正确的是:___。()、
A. 乙炔瓶的充装压力不得大于2.5 Mpa
B.乙炔瓶充装过程中如瓶壁温度超过40℃,应停止充装
C. 乙炔瓶充装过程中如瓶壁温度超过40℃,可以用冷却水均匀地喷淋气瓶,降低温度
D. 乙炔瓶充装时气体体积流量应小于0. 15m3/(h·L)、。
E. 乙炔瓶的充装宜分次进行,每次充装后的静置时间应不小于8 h,并应关闭瓶阀。
【答案】: A B E
5. 气瓶的使用管理
1)、气瓶安全装置
(1)、安全泄压装置。气瓶的安全泄压装置主要是防止气瓶在遇到火灾等特殊高温时,瓶内介质受热膨胀而导致气瓶超压爆炸。
气瓶安全泄压装置有:爆破片、易熔塞、安全阀、爆破片一易熔塞复合装置。
(2)、瓶帽。瓶帽是为了防止气瓶瓶阀被破坏的一种保护装置。为防止由于瓶阀泄漏,或由于安全泄压装置动作,造成瓶帽爆炸,在瓶帽上要开排气孔。瓶帽按其结构可分为拆卸式和固定式两种。
(3)、防震圈。防震圈是为了防止气瓶瓶体受撞击的一种保护设施。
2)气瓶的运输与储存
(1)、气瓶运输。气瓶在运输或搬运过程中发生事故也是常见的。因气瓶容易受到震动和冲击,可能造成瓶阀撞坏或碰断,致使气瓶喷气伤人或喷出的可燃气体着火,甚至导致气瓶发生粉碎性爆炸。为确保气瓶在运输过程中的安全,气瓶的运输单位,应根据有关规程、规范,按气体性质制定相应的运输管理制度和安全操作规程,并对运输、装卸气瓶的人员进行专业的安全教育。
(2)、气瓶储存。瓶装气体品种多、性质复杂,在储存过程中,当气瓶受到强烈的震动、撞击或接近火源、受阳光暴晒、雨淋水浸、储存时间过长、温湿度变化等的影响,以及泄漏出性质相抵触的气体相互接触时,就会引起爆炸、燃烧、灼伤、人身中毒等灾害性事故。
①对气瓶库房的要求。气瓶储存库的建立,必须经环保、防火和安全监察部门实地考察批准。库房的建筑,必须符合环保、防火、防爆等有关国家标准、规范、规程的要求。
②气瓶入库储存前的检查。气瓶入库储存前,应认真做好气瓶入库前的检查验收工作。在检查中发现来历不明的气瓶,禁止入库储存。对有缺陷的气瓶,应随时用粉笔写在瓶体上,以便事后分别处理。对检查验收合格的气瓶,应逐只进行登记。对于储存多种气体的储存库,应按气体种类分别建立登记簿。
③气瓶入库储存。气瓶入库储存,应符合下列要求:
a.气瓶的储存应有专人负责管理。相关人员应经过安全技术培训。
b.入库的空瓶与实瓶应分别放置,并有明显标志。
c.毒性气体气瓶及瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸、产生毒物的气瓶,应分室存放,并在附近设置防毒用具或灭火器材。
d.气瓶入库后,一般应直立储存于指定的栅栏内,并用链条等物将气瓶加以固定,以防气瓶倾倒;对于卧放的气瓶,应妥善固定,防止其滚动;如需堆放,其堆放层数不应超过五层,且气瓶的头部朝向同一方向。堆放气瓶时,如果气瓶上无防震圈,则必须在上下两层气瓶间垫上双槽垫木或特制橡胶槽带2根。
e.为使先入库或临近定期检验日期的气瓶优先发放,应尽量将这些气瓶存放在一起,并在栅栏的牌子上注明入库或定期检验的日期。
f.对于限期储存的气体及不宜长期存放的气体,如氯乙烯、氯化氢、甲醚等,均应注明存放期限。对于容易起聚合反应或分解反应的气体,必须规定储存期限,并予以注明,同时应避免放射性放射源。这类气瓶限期存放到期后,要及时处理。
g.气瓶在存放期间,特别是在夏季,应定时测试库内的温度和湿度,并作记录。库房最高允许温度视瓶装气体性质而定;库房的相对湿度应控制在80%以下。
h.气瓶在库房内应摆放整齐,数量、号位的标志要明显。要留有适当宽度的通道。
i.毒性气体或可燃性气体气瓶入库后,要连续2~3天定时测定库内空气中毒性或可燃性气体的浓度。如果浓度有可能达到危险值,则应强制换气,并查出库内危险气体浓度增高的原因,予以彻底解决。如果测定结果表明无危险时,则以后的检查可改为定期检查。
J.发现气瓶漏气,首先应根据气体性质做好相应的人体保护,在保证安全的前提下,关闭瓶阀;如果瓶阀失控或漏气不在瓶阀上,则必须采取紧急处理措施。
k.定期对库房内外的用电设备和库房通风设备,以及气瓶搬运工具和栅栏的牢固性进行检查,发现问题及时修理。对库房用的防火和防毒器具也应定期进行检查。
气瓶的储存单位应建立并执行气瓶进出库制度,并做到瓶库账目清楚,数量准确,按时盘点,账物相符。
气瓶发放时,库房管理员必须认真填写气瓶发放登记表,内容包括:气体名称、序号、气瓶编号、入库日期、发放日期、气瓶检验日期、领用单位、领用者姓名、发放者姓名、备注等。
3)、气瓶的安全使用
(1)、气瓶的使用与维护。气瓶使用不当或维护不良可以直接或间接造成爆炸、着火燃烧或中毒伤亡事故。
①气瓶使用前的检查。从气体充装站或气瓶储存库接收气瓶时,应对所接收的气瓶进行逐只检查,发现下列情况之一者,不得接收:
a.气瓶上没有粘贴气体充装后检验合格证的;
b.气瓶的颜色标记与所需的气体不符,或者颜色标记模糊不清,或者表面漆色覆盖在另一种漆色之上的;
c.瓶体上有不能保证气瓶安全使用的缺陷,如严重的机械损伤、变形、腐蚀等;
d.瓶阀漏气、阀杆受损、侧接嘴螺纹旋向与所需要的气体性质不符或螺纹受损的;
e.在氧气或氧化性气体气瓶上或瓶阀上有油脂物的;
f.气瓶不能直立、底座松动、倾斜的;
g.气瓶上未装瓶帽和防震圈,或瓶帽和防震圈尺寸不符合要求或损坏的。
在进行上述检查时,对发现有缺陷的气瓶,应随时在气瓶上用粉笔简要注明,并向充气单位或储存单位交代清楚,以免被他人领用。
②气瓶安全使用要点。气瓶的使用单位和操作人员在使用气瓶时应做到:
a.合理使用、正确操作。
a)、使用单位应做到专瓶专用,不得擅自更改气瓶的钢印和颜色标记。
b)、气瓶使用时,一般应立放,并应有防止倾倒的措施。
c)、近距离移动气瓶,应手盘瓶后转动瓶底,移动距离较远时,可用轻便小车运送,严禁抛、滚、滑、翻。气瓶在工地使用时,应将其放在专用车辆上或将其固定使用。
d)、使用氧气或氧化性气体气瓶时,操作者应仔细检查自己的双手、手套、工具、减压器、瓶阀等有无沾染油脂,凡有油脂的,必须脱脂干净后,方能操作。
氧气瓶和氧化性气体气瓶与减压器或汇流排连接处的密封垫,不得采用可燃性材料。
e)、在安装减压阀器或汇流排导管时,应检查卡箍或连接螺帽的螺纹完好情况,以免工作时脱开引起事故。用于连接气瓶的减压器、接头、导管和压力表,都应涂以标记,用在专一类气瓶上,严防混用。
f)、开启或关闭瓶阀时,只能用手或专用扳手,不准使用锤子、管钳、长柄螺纹扳手,以防损坏阀件。开启或关闭瓶阀的速度应缓慢,防止产生摩擦热或静电火花,对盛装可燃气体的气瓶尤应注意。
g)、发现瓶阀漏气,或放不出气来,或存在其他缺陷时,将瓶阀关闭,并将发现的缺陷标在瓶体上,送交气瓶充装单位处理。
h)、瓶内气体不得用尽,必须留有剩余压力,以防混入其他气体或杂质。永久气体气瓶的剩余压力,应不小于0.05MPa;液化气体气瓶应留有不少于0.5%~1.0%规定充装量的剩余气体。
i)、在可能造成回流的使用场合,使用设备上必须配置防止倒灌的装置,如单向阀、止回阀、缓冲器等。
j)、液化石油气瓶用户,不得将气瓶内的液化石油气向其他气瓶倒装;不得自行处理气瓶内的残液。
k)、气瓶投入使用后,不得对瓶体进行挖补、焊接修理。
l)、气瓶使用完毕,要送回瓶库或妥善保管。用过气的空瓶标上“空瓶”字样;已用部分气体的气瓶,应把剩余压力写在瓶身上;向瓶库退回未使用的气瓶,应标上“满瓶”字样。
b.防止气瓶受热。
a)、不得将气瓶靠近热源。安放气瓶的地点周围10 m范围内,不应进行有明火或可能产生火花的工作。
b)、气瓶在夏季使用时,应防止暴晒。
c)、瓶阀冻结时,应把气瓶移到较温暖的地方,用温水解冻。严禁用温度超过40℃的热源对气瓶加热。
d)、盛装易于自行聚合反应或分解的气体的气瓶,应避开放射性射线源。
c.加强维护。
a)、经常保持气瓶上油漆完好,漆色脱落或模糊不清时,应按规定重新漆色。
b)、严禁敲击、碰撞气瓶,严禁在气瓶上进行电焊引弧,不准用气瓶做支架。
(2)、气瓶改装。气瓶改装是指原来盛装某一种气体的气瓶改变充装别种气体。气瓶改装,特别是使用单位自行改变气瓶罐装气体,是国内气瓶爆炸事故的主要原因,因此必须慎重对待。
①对气瓶改装的规定。气瓶的使用单位不得擅自更改气瓶的颜色标记,换装别种气体。确实需要更换气瓶盛装气体的种类时,应提出申请,由气瓶检验单位负责对气瓶进行改装。气瓶改装后,负责改装的单位,应将气瓶改装情况通知气瓶所属单位,记入气瓶档案。
②气瓶改装注意事项。负责改装的单位应根据气瓶制造钢印标记和安全状况,确定气瓶是否适合于所换装的气体,包括气瓶的材料与所换装的气体的相容性、气瓶的许用压力是否符合要求等。气瓶改装时,应根据原来所装气体的特性,采用适当的方法对气瓶内部进行彻底清理、检验;打检验钢印和涂检验色标;换装相应的附件;并按国家标准GB7144《气瓶颜色标记》的规定,更改换装气体的字样、色环和颜色标记。
【例题】:以下有关气瓶使用安全的叙述错误的是:___。()、
A. 永久气体气瓶的剩余压力,应不小于0.05 MPa
B. 严禁用温度超过50℃的热源对气瓶加热。
C. 安放气瓶的地点周围10 m范围内,不应进行有明火或可能产生火花的工作。
D.氧气瓶的操作者双手、衣服、工具上不应有油脂 【答案】: B
(二)压力管道运行使用管理
1.运行前的检查
1)、竣工文件检查
竣工文件是指装置(单元)、设计、采购及施工完成之后的最终图纸文件资料,它主要包括设计竣工文件、采购竣工文件和施工竣工文件3大部分。
(1)、设计竣工文件。设计竣工文件的检查主要是查设计文件是否齐全、设计方案是否满足生产要求、设计内容是否有足够而且切实可行的安全保护措施等内容。在确认这些方面满足开车要求时,才可以开车,否则就应进行整改。
(2)、采购竣工文件。检查采购竣工文件主要是检查其是否齐全、是否与设计文件相符等,并核对采购变更文件和产品随机资料是否齐全。
①采购文件中应有相应的采购技术文件;
②采购文件应与设计文件相符;
③采购变更文件(采购代料单)、应得到设计人员的确认;
④产品随机资料应齐全,并应进行妥善保存。
(3)、施工竣工文件。需要检查的施工竣工文件主要包括下列文件:
①重点管道的安装记录;
②管道的焊接记录;
③焊缝的无损探伤及硬度检验记录;
④管道系统的强度和严密性试验记录;
⑤管道系统的吹扫记录;
⑥管道隔热施工记录;
⑦管道防腐施工记录;
⑧安全阀调整试验记录及重点阀门的检验记录;
⑨设计及采购变更记录;
⑩其他施工文件;
⑪竣工图。
检查的内容主要是查它是否符合设计文件要求,是否符合相应标准的要求。
2)、现场检查
现场检查可以分为设计与施工漏项、未完工程、施工质量3方面的检查。
(1)、设计与施工漏项。设计与施工漏项可能发生在各个方面,出现频率较高的问题有以下几个方面:
①阀门、跨线、高点排气及低点排液等遗漏;
②操作及测量指示点太高以致无法操作或观察,尤其是仪表现场指示元件;
③缺少梯子或梯子设置较少,巡回检查不方便;支吊架偏少,以致管道挠度超出标准要求,或管道不稳定;
④管道或构筑物的梁柱等影响操作通道;
⑤设备、机泵、特殊仪表元件(如热电偶、仪表箱、流量计等)、、阀门等缺少必要的操作检修场地,或空间太小,操作检修不方便。
(2)、未完工程。未完工程的检查适用于中间检查或分期分批投入开车的装置检查。对于本次开车所涉及到的工程,必须确认其已完成并不影响正常的开车。对于分期分批投入开车的装置,未列入本次开车的部分,应进行隔离,并确认它们之间相互不影响。
(3)、施工质量。施工质量可能发生在各个方面,因此应全面检查。根据作者的经验,可着重从以下几个方面进行检查:
①管道及其元件方面;
②支吊架方面;
③焊接方面;
④隔热防腐方面。
3)、建档标识及数据采集
(1)、建档。压力管道的档案中至少应包括下列内容:管线号、起止点、介质(包括各种腐蚀性介质及其浓度或分压)、、操作温度、操作压力、设计温度、设计压力、主要管道直径、管道材料、管道等级(包括公称压力和壁厚等级)、、管道类别、隔热要求、热处理要求、管道等级号、受监管道投入运行日期、事项记录等。
(2)、标识与数据采集。管道的标识可分为常规标识和特殊标识两大类。特殊标识是针对各个压力管道的特点,有选择的对压力管道的一些薄弱点、危险点、或管道在热状态下可能发生失稳(如蠕变、疲劳等)、的典型点、重点腐蚀检测点、重点无损探测点及其他作为重点检查的点等所做的标识。在选择上述典型点时,应优先选择压力管道的下列部位:弹簧支吊架点,位移较大点,腐蚀比较严重的点,需要进行挂片腐蚀试验的点,振动管道的典型点,高压法兰接头,重设备基础标高,其他认为有必要标识记录的点。
对于压力管道使用者来说,作为安全管理的手段之一,就是对于这些影响压力管道安全的地方,设置监测点并予以标识,在运行中加强观测。确定监测点之后,应登记造册,并采集下初始(开工前的)、数据。
2.运行中的检查和监测
运行中的检查和监测包括运行初期检查、在线监测、末期检查及寿命评估3部分。
1)、运行初期检查
由于可能存在的设计、制造、施工等问题,当管道初期升温和升压后,这些问题都会暴露出来。此时,操作人员应会同设计、施工等技术人员,有必要对运行的管道进行全面系统的检查,以便及时发现问题,及时解决。在对管道进行全面系统的检查过程中,应着重从管道的位移情况、振动情况、支承情况、阀门及法兰的严密性等方面进行检查。
2)、巡线检查及在线检测
在装置运行过程中,由于操作波动等其他因素的影响,或压力管道及其附件在使用一段时期后因遭受腐蚀、磨损、疲劳、蠕变等损伤,随时都有可能发生压力管道的破坏,故对在役压力管道进行定期或不定期的巡检,及时发现可能产生事故的苗头,并采取措施,以免造成较大的危害。
压力管道的巡线检查内容除全面进行检查外,还可着重从管道的位移、振动、支撑情况、阀门及法兰的严密性等方面检查。
除了进行巡线检查外,对于重要管道或管道的重点部位还可利用现代检测技术进行在线检测,即可利用工业电视系统、声发射检漏技术、红外线成像技术等对在线管道的运行状态、裂纹扩展动态、泄漏等进行不间断监测,并判断管道的安定性和可靠性,从而保证压力管道的安全运行。
3)、末期检查及寿命评估
压力管道经过长时期运行,因遭受到介质腐蚀、磨损、疲劳、老化、蠕变等的损伤,一些管道已处于不稳定状态或临近寿命终点,因此更应加强在线监测,并制定好应急措施和救援方案,随时准备着抢险救灾。
在做好在线监测和抢险救灾准备的同时,还应加强在役压力管道的寿命评估,从而变被动安全管理为主动安全管理。
压力管道寿命的评估应根据压力管道的损伤情况和检测数据进行,总起来说,主要是针对管道材料已发生的蠕变、疲劳、相变、均匀腐蚀和裂纹等几方面进行评估。
【例题】:压力管道竣工文件是指装置(单元)、设计、采购及施工完成之后的最终图纸文件资料,它主要包括:___。()、
A. 设计竣工文件 B.计算竣工文件C. 采购竣工文件 D. 施工竣工文件E.安装竣工文件
【答案】:ACD
(三)电梯使用安全管理
1)、电梯使用须知
(1)、使用操作安全。
①有司机状态下的使用及操作。电梯投入使用前,必须做好动力电源和照明电源的供电工作;一天工作结束后,应将电梯行驶到最底层,用专用钥匙断开钥匙开关,使电梯安全回路切断,与此同时电梯门关闭,电梯不能运行,直至重新使用时把钥匙开关接通。
②无司机状态下的使用及操作。无司机状态下使用电梯,由乘客按下操纵箱上的楼层按钮,电梯自动运行到目的楼层。
(2)、对电梯紧急状态的处置。电梯因某种原因失去控制或发生超速而无法控制,虽然已按下急停按钮亦无法制动时,司机和乘客应保持镇静,切勿盲目行动打开轿厢,应借助各种安全装置自动发生作用将轿厢停止;电梯在行驶中发生停车时,轿厢内人员应先用警铃、电话等通知维修人员,由维修人员在机房设法移动轿厢至附近楼层门口,再由专职人员打开层门,使人员撤离轿厢;如果轿厢因超越行程或突然中途停驶,而必须在机房内用人力驱动飞轮转动曳引机,使轿厢作短程升降时,必须先将电动机的电源开关断开,同时在转动曳引机时,应该使制动器处于张开状态。
2)、电梯管理措施
(1)、法定管理要求。电梯是属于特种设备之一。因此,加强其质量与安全管理,要在全过程、从全方位入手,即从设计、制造、安装、使用、检验、维修保养和改造等每个环节,都要严格遵循国家法规和标准的要求。例如,设计单位应将设计总图、安全装置和主要受力构件的安全可靠性计算资料,报送所在地区省级政府质量技术监督部门审查。制造单位应申请制造生产许可证和安全认定;安装和维修单位必须向所在地区省级政府管理部门申请资格认证,并领取认可资格证书;使用单位必须申请取得省级政府主管部门颁发的电梯检验合格证;操作人员必须经过专业培训考核合格,持有岗位操作资格证书;并且电梯设备的安全技术状况检验,必须按照规定由法定资格认可的单位进行检验,在用电梯安全定期监督检验周期为1年。
(2)、建立管理档案。
①电梯的技术文件内容包括:
a.装箱单;
b.产品出厂合格证;
c.电梯机房井道图;
d.电梯使用、维护说明书:
e.电梯电气布置图;
f.电梯部件安装圈;
g.电梯安装、调试说明书;
h.电梯安装部门提供的电梯安装验收证书:
i.政府授权检测验收部门的检测合格证明材料。
②电梯的档案卡片内容包括:
a.电梯型号;
b.用途;
c.操纵方式;
d.额定载重量(kg)、;
e.额定速度(m/s)、;
f.层站数量;
g.电梯总行程高度(m)、;
h.电梯机房、井道平面图;
i.曳引机型号;
j.电动机型号额定功率(kW)、、转速(r/min)、、额定电压(v)、、额定电流(A)、;
k.控制柜型号;
l.轿厢指示灯形式及电压;
m.层门指示灯形式及电压;
n.操纵箱、板面、控制元件的组成与位置;
o.召唤信号方式;
p.轿厢的尺寸及内部装饰的颜色与材质区别;
q.轿门形式及规格;
r.层门形式及规格;
s.门锁型式;
t.层门门套情况;
u.限速器型式;
v.选层器型式;
w.缓冲器型式;
x.底坑深度;
v.顶站高度;
z.供电方式;
za.制造位名称、地址、联系人;
zb.出厂日期;
zc.安装单位名称、地址、电话及联系人;
zd.安装验收合格日期;
ze.电梯开始使用的年、月、日;
zf.电梯管理人员、司机、保养维护人员的姓名等;
zg.备注。
(3)、建立管理制度。为保证电梯安全使用,正常运行,拥有电梯的单位必须建立必要的管理制度:电梯司机与电梯维修人员的培训制度,电梯值班记录制度,电梯检查、保养和维修制度,各岗位操作规程,应急救援预案等。
(4)、远程管理系统。电梯随科技发展迈向高性能化、高功能化,同时为了使乘坐者能安心使用,安全信赖性则显得更加重要,即在停电或故障时,以期能及时提供有效的服务措施。电梯远程管理监视系统,只要利用电话线即可全年、全天候的监控,并预警异常征兆;且能自动反馈侦测诊断的电脑资料,随时进行维修保养,确保电梯安全零故障。
(四)起重机械的安全管理
1)、起重机械的安全管理措施
(1)、安全管理制度。安全管理规章制度的项目包括:司机守则和起重机械安全操作规程,起重机械维护、保养、检查和检验制度;起重机械安全技术档案管理制度;起重机械作业和维修人员安全培训、考核制度;起重机械使用单位应按期向所在地的主管部门申请在用起重机械安全技术检验及更换起重机械准用证的管理等。
(2)、技术档案。起重机械安全技术档案的项目包括,设备出厂技术文件;安装、修理记录和验收资料;使用、维护、保养、检查和试验记录;安全技术监督检验报告;设备及人身事故记录;设备的问题分析及平价记录。
(3)、定期检验制度。在用起重机械安全定期监督检验周期为2年(电梯和载人升降机安全定期监督检验周期为1年)、。
此外,使用单位还应进行起重机的自我检查,每日检查、每月检查和年度检查。
①年度检查。每年对所有在用的起重机械至少进行1次全面检查。停用1年以上、遇4级以上地震或发生重大设备事故、露天作业的起重机械经受9级以上的风力后的起重机,使用前都应做全面检查。
其中载荷试验可以吊运相当于额定起重量的重物进行,并按额定速度进行起升、运行、回转、变幅等操作,检查起重机正常工作机构的安全和技术性能、金属结构的变形、裂纹、腐蚀及焊缝、铆钉、螺栓等连接情况等。
②每月检查。检查项目包括:安全装置、制动器、离合器等有无异常,可靠性和精度;重要零部件(如吊具、钢丝绳滑轮组、制动器、吊索及辅具等)、的状态,有无损伤,是否应报废等;电气、液压系统及其部件的泄漏情况及工作性能;动力系统和控制器等。
停用一个月以上的起重机构,使用前也应做上述检查。
③每日检查。在每天作业前进行,应检查各类安全装置、制动器、操纵控制装置、紧急报警装置;轨道的安全状况;钢丝绳的安全状况。检查发现有异常情况时,必须及时处理。严禁带病运行。
(4)、作业人员的培训教育。起重作业是由指挥人员、起重机司机和司索工群体配合的集体作业,要求起重作业人员不仅应具备基本文化和身体条件,还必须了解有关法规和标准,学习起重作业安全技术理论和知识,掌握实际操作和安全救护的技能。起重机司机必须经过专门考核并取得合格证者方可独立操作。指挥人员与司机索工也应经过专业技术培训和安全技能训练,了解所从事工作的危险和风险,并有自我保护和保护他人的能力。
2)、起重伤害事故形式
(1)、重物坠落。吊具或吊装容器损坏、物件捆绑不牢、挂钩不当、电磁吸盘突然失电、起升机构的零件故障(特别是制动器失灵、钢丝绳断裂)、等都会引发重物坠落。
(2)、起重机失稳倾翻。起重机失稳有两种类型:一是由于操作不当(例如超载、臂架变幅或旋转过快等)、、支腿未找齐或地基沉陷等原因使倾翻力矩增大,导致起重机倾翻;二是由于坡度或风力作用,使起重机沿路面或轨道滑动,导致脱轨翻倒。
(3)、挤压。起重机轨道两侧缺乏良好的安全通道或与建筑结构之间缺少足够的安全距离,使运行或回转的金属结构机体对人员造成夹挤伤害;运行机构的操作失误或制动器失灵引起溜车,造成碾压伤害等。
(4)、高处跌落。人员在离地面大于2 m的高度进行起重机的安装、拆卸、检查、维修或操作等作业时,从高处跌落造成的伤害。
(5)、触电。起重机在输电线附近作业时,其任何组成部分或吊物与高压带电体距离过近,感应带电或触碰带电物体,都可以引发触电伤害。
(6)、其他伤害。其他伤害是指人体与运动零部件接触引起的绞、碾、戳等伤害;液压起重机的液压元件破坏造成高压液体的喷射伤害;飞出物件的打击伤害;装卸高温液体金属、易燃易爆、有毒、腐蚀等危险品,由于坠落或包装捆绑不牢破损引起的伤害等。
3)、高处作业的安全防护
起重机金属结构高大,司机室往往设在高处,很多设备也安装在高处结构上,因此,起重司机正常操作、高处设备的维护和检修以及安全检查,都需要登高作业。为防止人员从高处坠落,防止高处坠落的物体对下面人员造成打击伤害,在起重机上,凡是高度不低于2m的一切合理作业点,包括进入作业点的配套设施,如高处的通行走台、休息平台、转向用的中间平台,以及高处作业平台等,都应予以防护。安全防护的结构和尺寸应根据人体参数确定;其强度、剐度要求应根据走道、平台、楼梯和栏杆可能受到的最不利载荷考虑。
4)、起重作业安全操作技术
(1)、吊运前的准备。吊运前的准备工作包括:正确佩戴个人防护用品,包括安全帽、工作服、工作鞋和手套。高处作业还必须佩戴安全带和工具:包;检查清理作业场地,确定搬运路线,清除障碍物。室外作业要了解当天的天气预报。流动式起重机要将支撑地面垫实垫平,防止作业中地基沉陷;对使用的起重机和吊装工具、辅件进行安全检查。不使用报废元件,不留安全隐患;熟悉被吊物品的种类、数量、包装状况以及周围联系,根据有关技术数据(如质量、几何尺寸、精密程度、变形要求)、,进行最大受力计算,确定吊点位置和捆绑方式;编制作业方案:对于大型、重要的物件的吊运或多台起重机共同作业的吊装,事先要在有关人员参与下,由指挥、起重机司机和司索工共同讨论,编制作业方案,必要时报请有关部门审查批准。预测可能出现的事故,采取有效的预防措施,选择安全通道,制定应急对策。
(2)、起重机司机通用操作要求。有关人员应认真交接班,对吊钩、钢丝绳、制动器、安全防护装置的可靠性进行认真检查,发现异常情况及时报告。
开机作业前,应确认以下情况处于安全状态方可开机:所有控制器是否置于零位;起重机上和作业区内是否有无关人员,作业人员是否撤离到安全区;起重机运行范围内是否有未清除的障碍物;起重机与其他设备或固定建筑物的最小距离是否在0.5 m以上;电源断路装置是否加锁或有警示标牌;流动式起重机是否按要求平整好场地,牢固可靠地打好支腿。
开车前,必须鸣铃或示警;操作中接近人时,应给断续铃声或示警。
司机在正常操作过程中,不得进行下列行为:利用极限位置限制器停车;利用打反车进行制动;起重作业过程中进行检查和维修;带载调整起升、变幅机构的制动器,或带载增大作业幅度;吊物不得从人头顶上通过,吊物和起重臂下不得站人。
严格按指挥信号操作,对紧急停止信号,无论何人发出,都必须立即执行。
吊载接近或达到额定值,或起吊危险器(液态金属、有害物、易燃易爆物)、时,吊运前认真检查制动器,并用小高度、短行程试吊,确认没有问题后再吊运。
起重机各部位、吊载及辅助用具与输电线的最小距离应满足安全要求;
有下述情况时,司机不应操作:起重机结构或零部件(如吊钩、钢丝绳、制动器、安全防护装置等)、有影响安全工作的缺陷和损伤;吊物超载或有超载可能,吊物质量不清、埋置或冻结在地下、被其他物体挤压,在操作中不得歪拉斜吊;吊物捆绑不牢,或吊挂不稳,重物棱角与吊索之间未加衬垫;被吊物上有人或浮置物;作业场地昏暗,看不清场地、吊物情况或指挥信号。
工作中突然断电时,应将所有控制器置零,关闭总电源。重新工作前,应先检查起重机工作是否正常,确认安全后方可正常操作。
有主、副两套起升机构的,不允许同时利用主、副钩工作(设计允许的专用起重机除外)、。
用两台或多台起重机吊运同一重物时,每台起重机都不得超载。吊运过程应保持钢丝绳垂直,保持运行同步。吊运时,有关负责技术人员和安全技术人员应在场指导。
露天作业的轨道起重机,当风力大于6级时,应停止作业;当工作结束时,应锚定住起重机。
(3)、司索工安全操作要求。司索工主要从事地面工作,例如准备吊具、捆绑挂钩、摘钩卸载等,多数情况还担任指挥任务。司索工的工作质量与整个搬运作业安全关系极大。其操作工序要求如下。
①准备吊具。对吊物的重量和重心估计要准确,如果是目测估算,应增大20%来选择吊具,每次吊装都要对吊具进行认真的安全检查,如果是旧吊索应根据情况降级使用,绝不可侥幸超载或使用已报废的吊具。
②捆绑吊物。对吊物进行必要的归类、清理和检查,吊物不能被其他物体挤压,被埋或被冻的物体要完全挖出。切断与周围管、线的一切联系,防止造成超载;清除吊物表面或空腔内的杂物,将可移动的零件锁紧或捆牢,形状或尺寸不同的物品不经特殊捆绑不得混吊,防止坠落伤人;吊物捆扎部位的毛刺要打磨平滑,尖棱利角应加垫物,防止起吊吃力后损坏吊索;表面光滑的吊物应采取措施来防止起吊后吊索滑动或吊物滑脱;吊运大而重的物体应加诱导绳,诱导绳长应能使司索工既可握住绳头,同时又能避开吊物正下方,以便发生意外时司索工可利用该绳控制吊物。
③挂钩起钩。吊钩要位于被吊物重心的正上方,不准斜拉吊钩硬挂,防止提升后吊物翻转、摆动:吊物高大需要垫物攀高挂钩、摘钩时,脚踏物一定要稳固垫实,禁止使用易滚动物体(如圆木、管子、滚筒等)、做脚踏物。攀高必须佩戴安全带,防止人员坠落跌伤;挂钩要坚持“五不挂”,即起重或吊物重量不明不挂,重心位置不清楚不挂,尖棱利角和易滑工件无衬垫物不挂,吊具及配套工具不合格或报废不挂,包装松散捆绑不良不挂等,将不安全隐患消除在挂钩前;当多人吊挂同一吊物时,应由一专人负责指挥,在确认吊挂完备,所有人员都离开站在安全位置以后,才可发出起钩信号;起钩时,地面人员不应站在吊物倾翻、坠落可波及的地方;如果作业场地为斜面,则应站在斜面上方(不可在死角)、,防止吊物坠落后继续沿斜面滚移伤人。
④摘钩卸载。吊物运输到位前,应选择好安置位置,卸载不要挤压电气线路和其他管线,不要阻塞通道;针对不同吊物种类应采取不同措施加以支撑、垫稳、归类摆放,不得混码、互相挤压、悬空摆放,防止吊物滚落、侧倒、塌垛;摘钩时应等所有吊索完全松弛再进行,确认所有绳索从钩上卸下再起钩,不允许抖绳摘索,更不许利用起重机抽索。
⑤搬运过程的指挥。无论采用何种指挥信号,必须规范、准确、明了;指挥者所处位置应能全面观察作业现场,并使司机、司索工都可清楚看到;在作业进行的整个过程中(特别是重物悬挂在空中时)、,指挥者和司索工都不得擅离职守,应密切注意观察吊物及周围情况,发现问题,及时发出指挥信号。
【例题】:以下有关起重机械的安全管理要求正确的是:___。()、
A.在用起重机械安全定期监督检验周期为1年
B.停用6个月以上的起重机械,使用前应做全面检查
C.起重机司机必须经过专门考核并取得合格证者方可独立操作
D.在起重机上,凡是高度高于2m的一切合理作业点,都应有安全防护装置
【答案】: C D
19.2.1游乐设施安全管理
游乐设施作为特种设备的一种,应加强安全管理,保证其安全运营。
1)、组织机构
⑴独立的建制。有政府管理部门批准成立的文件。
(2)、依法注册。具有有效的营业执照,并在核定的范围内开展经营活动。
(3)、业务独立。具有独立的法人地位。自主经营,自负盘亏,独立地承担民事责任。
(4)、机构设置与运行。机构和岗位设置合理,职责明确,运行有效。
(5)、安全保证机构。负责设备购入的进货验收、保管、施工、安装、调测负荷试验、运行过程及定期检查维修等检查工作。根据安全检查需要有权中止游乐设施、游乐设施的运营,负责质量管理手册的管理。
2)、人员素质
(1)、部门以上领导有相应的正式任命文件或聘书。
(2)、安全保证负责人须具有3年以上的管理工作经历或工程师以上的技术职务任职资格,熟悉本单位各类游乐设施、游乐设施的技术性能和检查维修业务;掌握相关的法律法规知识。
(3)、检修人员具有中专以上(或相当中专水平)、的学历,并应熟练掌握该专业检修维护技能,具有标准、计量、质量监督法律、法规常识。
(4)、值机(操作)、人员应具有高中以上或同等学历,应有专业知识,熟练掌握操作规程,明确本岗位职责和人机安全紧急救护预案。
3)、运营应具备的条件
(1)、产品质量必须符合国家有关标准,有游乐设施生产许可证及有关证明。
(2)、游乐设施购置应进行进货检查、验收,原始记录应完整规范不得涂改。进口的游乐设施应有海关报关单和商检合格证书。
(3)、产品须有使用、安装说明书,检查维修说明及图样;须有铭牌及产品编号;产品须有中文标明的产品名称、厂名、厂址;须有执行标准代号,产品合格证,规定的备品备件和专用工具等。
(4)、新产品投入运营前,须经国家认可的检验单位检验。检验合格后方可运营。
(5)、游乐设施,游乐设施施工、安装、调试、负荷试验应保存完整的原始记录,并有检验合格的报告。
(6)、运营单位须有各类游乐设施管理制度,定期维护检修制度及相应的人机安全紧急救护预案。
(7)、操作、管理、维修人员必须经过培训持有上岗证书。
(8)、各类游乐设施、游乐设施的单机均应建立技术档案。其内容包括:运营编号,操作、维修者姓名,设备验收、保管、施工、安装、调试、负荷试验情况,运行过程及定期检查中出现的问题与处理情况。
(9)、运营场所须在明显位置公布游客须知、操作管理人员职责。
4)、管理制度
(1)、运营单位应制订系统、协调、切实可行的安全质量管理手册。其主要内容有:
①质量方针;
②组织机构图;
③各机构职责;
④各岗位职责;
⑤在职人员一览表;
⑥游乐设施一览表;
⑦安全质量保证体系图;
⑧规章制度目录;
⑨质量管理手册的管理;
⑩主要工作记录的格式。
(2)、主要规章制度:
①安全检查、定期检查、维修制度;
②关键设备定期检查规程;
③自检报告及原始记录,受检报告,受检设备图纸、资料等技术文件的管理制度;
④安全事故分析报告制度;
⑤游乐设施的停用、报废制度;
⑥游艺、游乐现场管理制度;
⑦游客安全申诉的收集和处理制度;
⑧各类员工的业务培训、考核制度;
⑨质量管理手册执行情况的检查制度。
(3)、安全质量保证机构对手册的执行情况应有检查记录。检查的重点是岗位责任制的落实与规章制度的执行情况。
5)、环境条件
(1)、游艺、游乐场所应地面整洁、无杂物,符合卫生城市的指标规定;室内场所采光照明、通风、除尘、防震、消防、降低噪声、防疫消毒等应满足技术规范的要求。
(2)、游艺、游乐场所各类管理、服务人员应着工作服、佩戴服务标志。
19.2.2客运索道安全管理1)、客运索道安全管理措施
(1)、安全管理制度。建立和健全以安全生产(运营)、责任制为中心的各项安全管理制度,是保障索道安全运营的重要组织手段。
索道虽有大小,机构设置等也有所不同,但都应根据上级有关法规和本索道情况及需要,建立和健全各项基本的安全管理制度,特别是安全生产责任制。从领导、管理人员到工人各有职责,责任明确,保证安全运营方针的贯彻落实,使公司有序、有效地进行安全运营。
(2)、安全技术档案。安全管理资料的建档工作,一要认真收集,积累资料;二要定期对资料进行整理和鉴定,保证资料的真实性、完整性和保存的价值性;三要将资料分科目,编号、装订归档。
(3)、安全管理人员。安全运营管理工作技术性、政策性、群众性很强。因此,安全管理人员应挑选责任心强,有一定的经验和相当文化程度的人担任,并配备一定比例的工程技术人员,以利于促进安全科技活动,进行目标管理。
(4)、作业人员的培训教育。国家规定登高架设、起重、焊接、电气、各种运输车辆的司机、客运索道等作业人员为特殊作业人员,必须进行专门的安全技术培训,并经考试合格,持证上岗。
作业人员应定期或不定期地进行安全教育,教育内容包括:安全运营思想教育、事故教育、法制教育、安全技能教育、岗位专业安全技术知识教育等。
(5)、安全检查。为预防、减少事故的发生,及时发现和控制各种危险、有害因素,保护乘客和作业人员的安全健康,保证安全运营,应进行各种安全检查。
安全检查的内容应根据索道运营特点,制定检查项目、标准。安全检查主要是查思想、制度、机械设备、安全设施、安全教育培训、操作行为、劳保用品使用、伤亡事故的处理等。对检查出来的隐患进行记录、整改、复查;经复查整改合格后,进行销案。
安全检查有经常性、定期性、突击性、专业性的和季节性等多种形式。安全检查的组织形式,应根据检查目的、内容而定,因此,参加检查的组成人员也就不完全相同。
2)、客运架空索道安全特点
(1)、露天高处作业。客运索道大多建在名川大山野外露天场所,人们乘坐的吊椅、吊篮、客厢往往悬挂在距地面几米,数十米乃至百余米的高空钢丝绳上运行,索道站职工每天沿线路巡检维护,也要攀登几米、十几米乃至数十米高的驱动机台架、支架,在高空检修平台或检修小车上从事露天作业,夏天热、冬天冷,风吹日晒,工作条件差。
(2)、钢丝绳的安全影响大。每一条架空索道都离不开钢丝绳,钢丝绳是客运索道最重要的关键部件。虽然在设计时按照一定的安全系数来选择钢丝绳的结构和规格,但是在使用过程中,钢丝绳不可避免地会产生疲劳和磨损、变形、锈蚀、断裂等缺陷,从而导致强度降低,甚至突然破坏。
钢丝绳在使用过程中发生破坏事故,其后果往往是非常严重的,轻者导致设备的损坏,重者引起人员的伤亡。
(3)、自然条件变化大、规则性差。由于自然条件(地质、水文、气候、地形等)、多变和千差万别,每一条客运索道的工艺线路、设备选型及其布置都有自己的特点,即使同一类型的索道因地形条件的变化或运行速度、客运量不同,其不安全因素也不同。
(4)、安全环节多、关联性差。客运索道是由立体交叉、众多环节组成的系统工程。安全措施贯穿于索道设计、制造、安装、运行、维护和管理的全过程。
(5)、职工误操作多、乘客和周边人员错误行为多。
(6)、营救难度大、社会影响大。
3)、客运架空索道安全营救
(1)、救护组织。把索道全体职工编人救护组织,必要时应与市或地区消防系统联合整编。索道站除有严密的事故救护组织外,为了使全体人员了解和熟悉自己的岗位、救护方法和过程,救护组织负责人要组织救护人员定期救护演习;一旦发生事故时能按岗位各司其职,迅速、准确地完成救护工作。
在救护工作时,索道工作人员通过广播做好宣传解释工作,安定乘客的情绪,讲解到达站房和地面的方法。
(2)、救护方法与设施。两种不同故障情况的救护:
影响索道停业运行的原因主要有:停电、机械设备发生故障(包括驱动装置,尾部拉紧装置,索轮组和导向轮等)、、牵引索跑偏或掉绳、进出站口系统有异常等。根据上述情况,可分别采取不同的营救方法。
第一种情况:当外部供电回路电源停电,或主电机控制系统发生故障时,应开启备用电源,如柴油发电机组来供电,借辅助电机以慢速将客车拉回站内。
第二种情况:当机械设备、站口系统、牵引索等发生重大故障导致索道不可能继续运行时,必须采用最简单的方法,在晟短的时间内将乘客从客车内撤离到地面。撤离的方法取决于索道的类型、地形特征、气候条件、客车离地高度。配备适宜的营救设施,如绞车、梯子、救护袋等。在营救工作中,营救工作时间应尽可能短,一般应少于3h,按此来配备营救设备和营救人员的数量。同时,应根据线路地形特点,将营救设备放在有关支架附近的工具箱内,便于营救时可以迅速取出使用。
往复式索道的牵引系统分两类:欧洲等诸国采用单索引安全卡系统,而以日本为代表的则几乎全部采用双牵引差动轮系统。
单索引系统:当牵引索突然断裂,客车上的安全卡立即自动(也可手动)、卡住承载索,使客车安全停住。然后由辅助索引的专用小型救护车,由站内发往出事地点,与原客车对接,分批把乘客运回到站内。
现代客运索道有些已不采用辅助索系统,而使用更为方便的自行式救护小车。
双索引系统:当其中一根牵引索突然断裂,则断索一侧的差动驱动轮会随之突然超速,立即引起超速制动,客车依靠另一根牵引索安全停住在线路上,然后用手摇泵的压力油开启未断牵引索一侧的制动闸,用慢速开动该侧驱动轮,将客车缓慢拉人站内。
如果专用救护小车或差动轮的另一根牵引索均无法把乘客救回站内时,可以利用“高楼救生器”或称缓降机,把乘客一个个地从车厢的底部开口处直接下放至地面。
(3)、单线循环式索道的救护。对于吊椅式索道,由于索道侧型几乎与地形坡度一致,客车离地面的高度不大(一般都控制在8m以内)、,在进行营救工作时,往往采取的营救系统为:将尾部拉紧装置的滑轮组系统的绞车放松,降低吊椅的离地高度,并辅助以地面梯子、救护安全带(袋)、来撤离乘客。
二、特种设备检修安全技术
1.锅炉检修前的准备工作
(1)、锅炉检修前,要让锅炉按正常停炉程序停炉,缓慢冷却,用锅水循环和炉内通风等方式,逐步把锅内和炉膛内的温度降下来。当锅水温度降到80℃以下时,把被检验锅炉上的各种门孔统统打开。打开门孔时注意防止蒸汽、热水或烟气烫伤。
(2)、要把被检验锅炉上蒸汽、给水、排污等管道与其他运行中锅炉相应管道的通路隔断。隔断用的盲板要有足够的强度,以免被运行中的高压介质鼓破。隔断位置要明确指示出来。
(3)、被检验锅炉的燃烧室和烟道,要与总烟道或其他运行锅炉相通的烟道隔断。烟道闸门要关严密,并于隔断后进行通风。
2.压力容器检修前注意事项
(1)、容器检验前,必须彻底切断容器与其他还有压力或气体的设备的连接管道,特别是与可燃或有毒介质的设备的通路。不但要关闭阀门,还必须用盲板严密封闭,以免阀门漏气,致使可燃或有毒的气体漏入容器内,引起着火爆炸或中毒事故。
(2)、容器内部的介质要全部排净。盛装可燃、有毒或窒息性介质的容器还应进行清洗、置换或消毒等技术处理,并经取样分析合格。与容器有关的电源,如容器的搅拌装置、翻转机构等的电源必须切断,并有明显的禁止接通的指示标志。
3.检修中的安全注意事项
1)、注意通风和监护
在进入锅筒、容器前,必须将锅筒、容器上的人孔和集箱上的手孔全部打开,使空气对流一定时间,充分通风。进入锅筒、容器进行检验时,器外必须有人监护。在进人烟道或燃烧室检查前,也必须进行通风。
2)、注意用电安全
在锅筒和潮湿的烟道内检验而用电灯照明时,照明电压不应超过24v;在比较干燥的烟道内,而且有妥善的安全措施,可采用不高于36 v的照明电压。进入容器检验时,应使用电压不超过12 v或24v的低压防爆灯。检验仪器和修理工具的电源电压超过36v时,必须采用绝缘良好的软线和可靠的接地线。锅炉、容器内严禁采用明火照明。
3)、禁止带压拆装连接部件
检验锅炉和压力容器时,如需要卸下或上紧承压部件的紧固件,必须将压力全部泄放以后方能进行,不能在器内有压力的情况下卸下或上紧螺栓或其他紧固件,以防发生意外事故。
4)、禁止自行以气压试验代替水压试验
锅炉压力容器的耐压试验一般都用水作加压介质,不能用气体作加压介质,否则十分危险。
个别容器由于结构等方面的原因,不能用水作耐压试验,而且设计规定可以用气压代替水压时,则要在试验前经过全面检查,核算强度,并按设计的规定认真采取确实可靠的措施以后方能进行,并应事先取得有关安全部门的同意。
三、锅炉压力容器常见的事故及预防
(一)、典型锅炉事故及预防
1.锅炉爆炸事故
1)、水蒸气爆炸
锅炉中容纳水及水蒸气较多的大型部件,如锅筒及水冷壁集箱等,在正常工作时,或者处于水、汽两相共存的饱和状态,或者是充满了饱和水,容器内的压力则等于或接近锅炉的工作压力,水的温度则是该压力对应的饱和温度。一旦该容器破裂,容器内液面上的压力瞬即下降为大气压力,与大气压力相对应的水的饱和温度是100℃。原工作压力下高于100℃的饱和水此时成了极不稳定、在大气压力下难于存在的“过饱和水”,其中的一部分即瞬时汽化,体积骤然膨胀许多倍,在容器周围空间形成爆炸。
2)、超压爆炸
指由于安全阀、压力表不齐全、损坏或装设错误,操作人员擅离岗位或放弃监视责任,关闭或关小出汽通道,无承压能力的生活锅炉改作承压蒸气锅炉等原因,致使锅炉主要承压部件筒体、封头、管板、炉胆等承受的压力超过其承载能力而造成的锅炉爆炸。
超压爆炸是小型锅炉最常见的爆炸情况之一。预防这类爆炸的主要措施是加强运行管理。
3)、缺陷导致爆炸
缺陷导致爆炸是指锅炉承受的压力并未超过额定压力,但因锅炉主要承压部件出现裂纹、严重变形、腐蚀、组织变化等情况,导致主要承压部件丧失承载能力,突然大面积破裂爆炸。
缺陷导致的爆炸也是锅炉常见的爆炸情况之一。预防这类爆炸,除加强锅炉的设计、制造、安装、运行中的质量控制和安全监察外,还应加强锅炉检验,发现锅炉缺陷及时处理,避免锅炉主要承压部件带缺陷运行。
4)、严重缺水导致爆炸
锅炉的主要承压部件如锅筒、封头、管板、炉胆等,不少是直接受火焰加热的。锅炉一旦严重缺水,上述主要受压部件得不到正常冷却,甚至被烧,金属温度急剧上升甚至被烧红。在这样的缺水情况下是严禁加水的,应立即停炉。如给严重缺水的锅炉上水,往往酿成爆炸事故。长时间缺水干烧的锅炉也会爆炸。
防止这类爆炸的主要措施也是加强运行管理。
2.锅炉重大事故
1)、缺水事故
(1)、锅炉缺水的后果。当锅炉水位低于水位表最低安全水位刻度线时,即形成了锅炉缺水事故。锅炉缺水时,水位表内往往看不到水位,表内发白发亮;低水位警报器动作并发出警报;过热蒸汽温度升高;给水流量不正常地小于蒸汽流量。锅炉缺水是锅炉运行中最常见的事故之一,常常造成严重后果。严重缺水会使锅炉蒸发受热面管子过热变形甚至烧塌,胀口渗漏,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。锅炉缺水万一处理不当,甚至导致锅炉爆炸事故。
(2)、常见的缺水原因有以下几种。
①运行人员疏忽大意,对水位监视不严;或者运行人员擅离职守,放弃了对水位及其他仪表的监视;
②水位表故障造成假水位而运行人员未及时发现;③水位报警器或给水自动调节器失灵而又未及时发现;
④给水设备或给水管路故障,无法给水或水量不足;
⑤运行人员排污后忘记关排污阀,或者排污阀泄漏;
⑥水冷壁、对流管束或省煤器管子爆破漏水。
(3)、锅炉缺水的处理。发现锅炉缺水时,应首先判断是轻微缺水还是严重缺水,然后酌情予以不同的处理。通常判断缺的方法是“叫水”。管,关闭水“叫水”的操作方法是:打开水位表的放水旋塞冲洗汽连管及水连位表的汽连接管旋塞,关闭放水旋塞。如果此时水位表中有水位出现,则为轻微缺水。如果通过‘‘叫水”水位表内仍无水位出现,说明水位已降到水连管以下甚至更严重,属于严重缺水。
轻微缺水时,可以立即向锅炉上水,使水位恢复正常。如果上水后水位仍不能恢复正常,即应立即停炉检查。严重缺水时,必须紧急停炉。在未判定缺水程度或者已判定属于严重缺水的情况下,严禁给锅炉上水,以免造成锅炉爆炸事故。
“叫水’’操作一般只适用于相对容水量较大的小型锅炉,不适用于相对容水量很小的电站锅炉或其他锅炉。对相对容水量小的电站锅炉或其他锅炉,对最高火界在水连管以上的锅壳锅炉,一旦发现缺水即应紧急停炉。
2)、满水事故
(1)、锅炉满水的后果。锅炉水位高于水位表最高安全水位刻度线的现象,称为锅炉满水。锅炉满水时,水位表内也往往看不到水位,但表内发暗,这是满水与缺水的重要区别。满水发生后,高水位报警器动作并发出警报,过热蒸汽温度降低,给水流量不正常地大于蒸汽流量。严重满水时,锅水可进入蒸汽管道和过热器,造成水击及过热器结垢。因而满水的主要危害是降低蒸汽品质,损害以致破坏过热器。
(2)、常见的满水原因。
①运行人员疏忽大意,对水位监视不严,或者运行人员擅离职守,放弃了对水位及其他仪表的监视;
②水位表故障造成假水位而运行人员未及时发现;
③水位报警器及给水自动调节器失灵而又未能及时发现等。
(3)、锅炉满水的处理。发现锅炉满水后,应冲洗水位表,检查水位表有无故障;一旦确认满水,应立即关闭给水阀停止向锅炉上水,启用省煤器再循环管路,减弱燃烧,开启排污阀及过热器、蒸汽管道上的疏水阀;待水位恢复正常后,关闭排污阀及各疏水阀;查清事故原因并予以消除,恢复正常运行。如果满水时出现水击,则在恢复正常水位后,还须检查蒸汽管道、附件、支架等,确定无异常情况,才可恢复正常运行。
3)、汽水共腾
(1)、汽水共腾的后果。锅炉蒸发表面(水面)、汽水共同升起,产生大量泡沫并上下波动翻腾的现象,叫汽水共腾。发生汽水共腾时,水位表内也出现泡沫,水位急剧波动,汽水界线难以分清;过热蒸汽温度急剧下降;严重时,蒸汽管道内发生水冲击。汽水共腾与满水一样,会使蒸汽带水,降低蒸汽品质,造成过热器结垢及水击振动,损坏过热器或影响用气设备的安全运行。
(2)、形成汽水共腾原因。形成汽水共腾有两个方面的原因。一是锅水品质太差。由于给水品质差、排污不当等原因,造成锅水中悬浮物或含盐量太高,碱度过高。由于汽水分离,锅水表面层附近含盐浓度更高,锅水粘度很大,气泡上升阻力增大。在负荷增加、汽化加剧时,大量气泡被粘阻在锅水表面层附近来不及分离出去,形成大量泡沫,使锅水表面上下翻腾。二是负荷增加和压力降低过快。当水位高、负荷增加过快、压力降低过速时,会使水面汽化加剧,造成水面波动及蒸汽带水。
(3)、汽水共腾的处理。发现汽水共腾时,应减弱燃烧,降低负荷,关小主汽阀;加强蒸汽管道和过热器的疏水;全开连续排污阎,并打开定期排污阀放水,同时上水,以改善锅水品质;待水质改善、水位清晰时,可逐渐恢复正常运行。
4)、锅炉爆管
(1)、爆管后果。炉管爆破指锅炉蒸发受热面管子在运行中爆破,包括水冷壁、对流管柬管子爆破及烟管爆破。炉管爆破时,往往能听到爆破声,随之水位降低,蒸汽及给水压力下降,炉膛或烟道中有汽水喷出的声响,负压减小,燃烧不稳定,给水流量明显地大于蒸汽流量,有时还有其他比较明显的症状。
(2)、爆管原因。
①水质不良、管子结垢并超温爆破;
②水循环故障;
③严重缺水;
④制造、运输、安装中管内落入异物,如钢球、木塞等;
⑤烟气磨损导致管壁减薄;
⑥运行或停炉的管壁因腐蚀而减薄;
⑦管子膨胀受阻碍,由于热应力造成裂纹;
⑧吹灰不当造成管壁减薄;
⑨管树缺陷或焊接缺陷在运行中发展扩大。
(3)、爆管处理。炉管爆破时,通常必须紧急停炉修理。由于导致炉管爆破的原因很多,有时往往是几方面的因素共同影响而造成事故,因而防止炉管爆破也必须从搞好锅炉设计、制造、安装、运行管理、检验等各个环节入手。
5)、省煤器损坏
(1)、省煤器损坏后果。省煤器损坏指由于省煤器管子破裂或省煤器其他零件损坏所造成的事故。省煤器损坏时,给水流量不正常地大于蒸汽流量;严重时,锅炉水位下降,过热蒸汽温度上升;省煤器烟道内有异常声响,烟道潮湿或漏水,排烟温度下降,烟气阻力增大,引风机电流增大。
省煤器损坏会造成锅炉缺水而被迫停炉。
(2)、省煤器损坏原因。
①烟速过高或烟气含灰量过大,飞灰磨损严重;
②给水品质不符合要求,特别是未进行除氧,管子水侧被严重腐蚀;
③省煤器出口烟气温度低于其酸露点,在省煤器出口段烟气侧产生酸性腐蚀;
④材质缺陷或制造安装时的缺陷导致破裂;
⑤水击或炉膛、烟道爆炸剧烈振动省煤器并使之损坏等。
(3)、省煤器损坏处理。省煤器损坏时,如能经直接上水管给锅炉上水,并使烟气经旁通烟道流出,则可不停炉进行省煤器修理,否则必须停炉进行修理。
6)、过热器损坏
过热器损坏主要指过热器爆管。这种事故发生后,蒸汽流量明显下降,且不正常地小于给水流量;过热蒸汽温度上升压力下降;过热器附近有明显声响,炉膛负压减小,过热器后的烟气温度降低。过热器损坏的原因是:
(1)、锅炉满水、汽水共腾或汽水分离效果差而造成过热器内进水结垢,导致过热爆管;
(2)、受热偏差或流量偏差使个别过热器管子超温而爆管;
(3)、启动、停炉时对过热器保护不善而导致过热爆管;
(4)、工况变动(负荷变化、给水温度变化、燃料变化等)、使过热蒸汽温度上升,造成金属超温爆管;
(5)、材质缺陷或材质错用(如在需要用合金钢的过热器上错用了碳素钢)、;
(6)、制造或安装时的质量问题,特别是焊接缺陷;
(7)、管内异物堵塞;
(8)、被烟气中的飞灰严重磨损;
(9)、吹灰不当损坏管壁等。
由于在锅炉受热面中过热器的使用温度最高,致使过热蒸汽温度变化的因素很多,相应地造成过热器超温的因素也很多。因此过热器损坏的原因比较复杂,往往和温度工况有关,在分析问题时需要综合各方面的因素考虑。
过热器损坏通常需要停炉修理。
7)、水击事故
水在管道中流动时,因速度突然变化导致压力突然变化,形成压力波并在管道中传播的现象,叫水击。发生水击时管道承受的压力骤然升高,发生猛烈振动并发出巨大声响,常常造成管道、法兰、阀门等的损坏。
锅炉中易于产生水击的部位有:给水管道、省煤器、过热器等。给水管道的水击常常是由于管道阀门关闭或开启过快造成的。比如阀门突然关闭,高速流动的水突然受阻,其动压在瞬时间转变为静压,造成对内门、管道的强烈冲击。
省煤器管道的水击分两种情况:一种是省煤器内部分水变成了蒸汽,蒸汽与温度较低的(未饱和)、水相遇时,水将蒸汽冷凝,原蒸汽区压力降低,使水速突然发生变化并造成水击;另一种则和给水管道的水击相同,是由阀门的突然启闭所造成的。
过热器管道的水击常发生在满水或汽水共腾事故中,在暖管时也可能出现。造成水击的原因是蒸汽管道中出现了水,水使部分蒸汽降温甚至冷凝,形成压力降低区,蒸汽携水向压力降低区流动,使水速突然变化而产生水击。
锅筒的水击也有两种情况:一是上锅筒内水位低于给水管出口而给水温度又较低时,大量低温进水造成蒸汽凝结,使压力降低而导致水击;二是下锅筒内采用蒸汽加热时,进汽速度太快,蒸汽迅速冷凝形成低压区,造成水击。
为了预防水击事故,给水管道和省煤器管道的阀门启闭不应过于频繁,启闭速度要缓慢;对可分式省煤器的出口水温要严格控制,使之低于同压力下的饱和温度40℃;防止满水和汽水共腾事故,暖管之前应彻底疏水;上锅筒进水速度应缓慢,下锅筒进汽速度也应缓慢。
发生水击时,除立即采取措施使之消除外,还应认真检查管道、阀门、法兰、支撑等,如无异常情况,才能使锅炉继续运行。
8)、炉膛爆炸
炉膛爆炸是指炉膛内积存的可燃性混合物瞬间同时爆燃,从而使炉膛烟气侧压力突然升高,超过了设计结构的允许值而造成水冷壁、刚性梁及炉顶、炉墙破坏的现象,即正压爆炸。此外还有负压爆炸,即在送风机突然停转时,引风机继续运转,烟气侧压力急降,造成炉膛、刚性梁及炉墙破坏的现象。本节中着重讨论正压爆炸。
炉膛爆炸(外爆)、要有3个条件:一是燃料必须是以气态积存在炉膛中,二是燃料和空气的混合物达到爆燃的浓度,三是有足够的点火能源,三者缺一不可。炉膛爆炸常发生在燃油、燃气、燃煤粉的锅炉上。不同的可燃物的爆炸极限和爆炸范围各不相同。
由于爆炸过程中火焰传播速度非常快,每秒达数百米甚至数千米,火焰激波以球面向各方传播,近于燃料,同时被点燃,烟气容积突然增大,因来不及泄压而使炉膛内压力陡增而发生爆炸。
引起炉膛爆炸的主要原因有以下几种:
一是在设计上缺乏可靠的点火装置及可靠的熄火保护装置及联锁、报警和跳闸系统,炉膛及刚性梁结构抗爆能力差,制粉系统及燃油雾化系统有缺陷;
二是在运行过程中操作人员误判断、误操作,此类事故占炉膛爆炸事故总数的90%以上。有时因采用“爆燃法”点火而发生爆炸。此外还有因烟道闸板关闭而发生炉膛爆炸事故。
为防止炉膛爆炸事故的发生,应根据锅炉的容量和大小,装设可靠的炉膛安全保护装置,如:防爆门、炉膛火焰和压力检测装置,连锁、报警、跳闸系统及点火程序、熄火程序控制系统。同时,尽量提高炉膛及刚性梁的抗爆能力。此外,应加强使用管理,提高司炉工人技术水平。在启动锅炉点火时要认真按操作规程进行点火,严禁采用“爆燃法”,点火失败后先通风吹扫5~10min后才能重新点火;在燃烧不稳,炉膛负压波动较大时,如除大灰、燃料变更、制粉系统及雾化系统发生故障、低负荷运行时,应精心控制燃烧,严格控制负压。
9)、尾部烟道二次燃烧
尾部烟道二次燃烧主要发生在燃油锅炉上。当锅炉运行中燃烧不完全时,部分可燃物随着烟气进入尾部烟道,积存于烟道内或粘附在尾部受热面上,在一定条件下这些可燃物自行着火燃烧,尾部烟道二次燃烧常将空气预热器、省煤器破坏。引起尾部烟道二次燃烧的条件是,在锅炉尾部烟道上有可燃物堆积下来,并达到一定的温度及有一定量的空气可供燃烧。这3个条件同时满足时,可燃物就有可能自燃或被引燃着火。
尾部烟道二次燃烧易在停炉之后不久发生。
可燃物在尾部烟道积存的条件:锅炉启动或停炉时燃烧不稳定,不完全,可燃物随烟气进入尾部烟道,积存在尾部烟道;燃油雾化不良,来不及在炉膛完全燃烧而随烟气进入尾部烟道;鼓风机停转后炉膛内负压过大,引风机有可能将尚未燃烧的可燃物吸引到尾部烟道上。
可燃物着火的温度条件:刚停炉时尾部烟道上尚有烟气存在,烟气流速很低甚至不流动,受热面上积有可燃物,传热系数差难以向周围散热;在较高温度下,可燃物自氧化加剧放出一定能量,从而使温度更进一步上升。
保持一定空气量的条件:尾部烟道门孔和挡板关闭不严密;空气预热器密封不严,空气泄漏。
要防止产生尾部二次燃烧,就要组织好燃烧,提高燃烧效率,尽可能减少不完全燃烧损失,减少锅炉的启停次数;加强尾部受热面的吹灰:保证烟道各种门孔及烟风挡板的密封良好;在燃油锅炉的尾部烟道上应装设灭火装置。
10)、锅炉结渣
锅炉结渣,指灰渣在高温下粘结于受热面、炉墙、炉排之上,并越积越多的现象。燃煤锅炉结渣是个普遍性的问题,层燃炉、沸腾炉、煤粉炉都有可能结渣。由于煤粉炉炉膛温度较高,煤粉燃烧后的细灰呈飞腾状态,因而更易在受热面上结渣。
结渣使受热面吸热能力减弱,降低锅炉的出力和效率;局部水冷壁管结渣会影响和破坏水循环,甚至造成水循环故障;结渣会造成过热蒸汽温度的变化,使过热器金属超温;严重的结渣会妨碍燃烧设备的正常运行,甚至造成被迫停炉。结渣对锅炉的经济性、安全性都有不利影响。
产生结渣的原因主要是:煤的灰渣熔点低,燃烧设备设计不合理,运行操作不当等。
预防结渣的主要措施有:
①在设计上要控制炉膛燃烧热负荷,在炉膛中布置足够的受热面,控制炉膛出口温度,使之不超过灰渣变形温度;合理设计炉膛形状,正确设置燃烧器,在燃烧器结构性能设计中充分考虑结渣问题;控制水冷壁间距不要太大。要把炉膛出口处受热面管间距拉开;炉排两侧装设防焦集箱等。
②在运行上要避免超负荷运行;控制火焰中心位置,避免火焰偏斜和火焰冲墙;合理控制过量空气系数和减少漏风。
③对沸腾炉和层燃炉,要控制送煤量,均匀送煤,及时调整燃料层和煤层厚度。
④发现锅炉结渣要及时清除。清渣应在负荷较低、燃烧稳定时进行,操作人员应注意防护和安全。
(二)、压力容器爆炸的危害及预防
1.冲击波及其破坏作用
冲击波超压会造成人员伤亡和建筑物的破坏。
冲击波超压大于0.10MPa时,在其直接冲击下大部分人员会死亡:0.05~0 .10MPa的超压可严重损伤人的内脏或引起死亡;0. 03—0.05MPa的超压会损伤人的听觉器官或产生骨折;超压0 .02~0.03 MPa也可使人体受到轻微伤害。
锅炉压力容器因严重超压而爆炸时,其爆炸能量远大于按工作压力估算的爆炸能量,破坏和伤害情况也严重得多。
2.爆破碎片的破坏作用
锅炉压力容器破裂爆炸时,高速喷出的气流可将壳体反向推出,有些壳体破裂成块或片向四周飞散。这些具有较高速度或较大质量的碎片,在飞出过程中具有较大的动能,也可以造成较大的危害。
碎片对人的伤害程度取决于其动能,碎片的动能正比于其质量及速度的平方。碎片在脱离壳体时常具有80—120m/s的初速度,即使飞离爆炸中心较远时也常有20~30 m/s的速度。在此速度下,质量为1 kg的碎片动能即可达200~450J,足可致人重伤或死亡。
碎片还可能损坏附近的设备和管道,引起连续爆炸或火灾,造成更大的危害。
3.介质伤害
介质伤害主要是有毒介质的毒害和高温水汽的烫伤。
在压力容器所盛装的液化气体中有很多是毒性介质,如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氢氰酸等。盛装这些介质的容器破裂时,大量液体瞬间气化并向周围大气中扩散,会造成大面积的毒害,不但造成人员中毒,致死致病,也严重破坏生态环境,危及中毒区的动植物。
有毒介质由容器泄放气化后,体积约增大100~250倍。所形成毒害区的大小及毒害程度,取决于容器内有毒介质的质量,容器破裂前的介质温度、压力及介质毒性。
锅炉爆炸释放的高温汽水混合物,会使爆炸中心附近的人员烫伤。其他高温介质泄放气化也会灼烫伤害现场人员。
4.二次爆炸及燃烧
当容器所盛装的介质为可燃液化气体时,容器破裂爆炸在现场形成大量可燃蒸气,并迅即与空气混合形成可爆性混合气,在扩散中遇明火即形成二次爆炸。
可燃液化气体容器的这种燃烧爆炸常使现场附近变成一片火海,造成重大危害。
5.压力容器事故的预防
为防止压力容器发生爆炸,应采取下列措施。
(1)、在设计上,应采用合理的结构,如采用全焊透结构,能自由膨胀等,避免应力集中、几何突变;针对设备使用工况,选用塑性、韧性较好的材料;强度计算及安全阀排量计算符合标准。
(2)、制造,修理、安装、改造时,加强焊接管理,提高焊接质量并按规范要求进行热处理和探伤;加强材料管理,避免采用有缺陷的材料或用错钢材、焊接材料。
(3)、在锅炉使用过程中,加强锅炉运行管理,保证安全附件和保护装置灵活,齐全:加强水质管理,防止产生腐蚀,结垢,相对碱度过高;提高司炉工人素质,防止产生缺水,误判、误操作等现象。
(4)、在压力容器使用中,加强使用管理,避免操作失误,超温、超压、超负荷运行,失检、失修、安全装置失灵等。
(5)、加强检验工作,及时发现缺陷并采取有效措施。
(三)典型起重机械事故及预防
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19.3.2 特种设备安全技术监察规程与标准
1.《特种设备安全监察条例》(中华人民共和国国务院令第373号)、
2.《锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定》(国家质量监督检验检疫总局第2号)、
3.《蒸气锅炉安全技术监察规程》(劳部发[1996]276号)、
4.《热水锅炉安全技术监察规程》(劳锅字[1991]8号)、
5.《有机热载体炉安全技术监察规程》(劳部发[1993]356号)、
6.《锅炉使用登记办法》(劳人锅[1986]2号)、
7.《压力容器安全技术监察规程》(劳锅字[1990]8号)、
8.《气瓶安全监察规程》(质技监局锅发[2000]250号)、
9.《压力管道安全管理与监察规定》(1996年4月23日,劳动部劳部发[1996]140号)、
10.《游乐设施安全技术监察规程》
11.《特种设备质量监督与安全监察规定》(国家质量技术监督局第113号令)、
12.《特种设备注册登记与使用管理规则》(质技监局锅发[2001]57号)、
13.《客运架空索道安全运营与监察规定》(劳安字【。1991】11号)
14.《游乐园管理规定》(中华人民共和国建设部令国家质量技术监督局第85号)、
15.《起重机械安全监察规定》(劳安字[1991]8号)、
【例题】:锅炉出现缺水事故时,应采取的措施有:___。()、
A. 立即补水 B.进行“叫水”操作 C.严重缺水时应紧急停炉 D.轻微缺水时应紧急停炉
【答案】: B C