介质基础知识.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,山东省特种设备检验研究院枣庄分院,压力容器介质基础知识,李长江,电话：,15864455848 15092463378,QQ,：,714680861,E-mail,：,longriverlee,第一部分 压力容器介质特性,1,、压力容器常用参数,2,、,物质,的状态,3,、,物质,的可燃性,4,、,物质,的毒性,5,、,物质,的腐蚀性,6,、几种介质的特性,1.1,压力容器常用参数,1.1.1,温度,一、温度的定义,二、温度的度量,三、摄氏温标与绝对温标,四、压力容器涉及到的几个温度,1.1.2,压力,一、定义,二、几个压力的概念：绝对压力、表压力与负压力,三、压力的来源,1.1.1,温度,定义,一、定义：,宏观上，温度是物体冷热程度的量度；微观上，温度是物体分子的不规则热运动温烈程度的反映。温度愈高，物体分子的不规则热运动愈激烈。反之则下降，当温度达到绝对零度时，分子热运动则完全停止。,金属的温度与环境温度和介质温度有关，壁厚截面上温度是有梯度的。,定义：沿金属截面的平均温度为金属的温度。,二、温度的度量,：,温度的量度实质上是温差的量度。国际上规定的温度分度方法称为温标，是为了量度物体温度的高低而对温度零点和分度方法所作的规定，也就是温度的单位制，温标的规定是选取某种物质的两个恒定的温度为基准点，在此两点之间加以等分来确定温度单位的尺度称为度。,由于两个基准点之间所作的等分不同，因而出现了各种不同的温标，常见的有摄氏温标、绝对温标、华氏温标和列氏温标等数种。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。温度没有高极点，只有理论低极点,“,绝对零度,”,。,“,绝对零度,”,是无法通过有限步骤达到的。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标（,）、热力学温标和国际实用温标。,1.1.1,温度,温度的度量与绝对温标,三、摄氏温标,（即摄氏温度，或叫百分度温标）：,摄氏温标由摄尔修斯于,1742,年提出。,1889,年第一届国际计量代表大会决议取标准大气压力下的冰点为零度和水沸点为,100,度作为两个基准点，在此两点之间分成,100,等分，每一等分温度间隔即为,1,摄氏度，以符号表示，并以,T,代表其读数。摄氏温标自此被定为国际温标。,1.1.1,温度,温度的度量与绝对温标,三、绝对温标（即热力学温度）：,绝对温标由开尔文（,18241907,，英国物理学家），理论指出，当理想气体的温度达到绝对零度（即,-273.15,）时，气体的压强为零。绝对温标就是以气体分子热运动停止状态的温度为零度，并参照摄氏度的分度法建立温度单位尺度。,建立在卡诺循环基础上的理想而科学的温标，将水的冰点,(0),取为,273.16 K(K,称开尔文，绝对温标的单位,),，绝对温标的分度与摄氏温标相同。,温度为,0,时，摄氏温度,t=0-273.15K=-273.15,，而,绝对温度没有负值。,1.1.1,温度,温度的度量与绝对温标,四、压力容器涉及的几个温度,（,1,）温度,金属温度：容器元件沿截面厚度的温度平均值,（由于金属壁面温度计算很麻烦，一般取介质温度加或减10-20得到）,。,工作温度：容器在正常工作情况下介质温度。,（,2,）最高、最低工作温度：容器在正常工作情况下可能出现介质最高、最低温度。,（,3,）设计温度：容器在正常工作情况，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。,设计温度与设计压力一起作为压力容器的设计载荷条件。,（,4,）试验温度：系指压力试验时容器壳体的金属温度。,1.1.1,温度,压力容器涉及的几个温度,金属元件两侧表面温度,金属温度 介质（物料）温度金属温度,=,（,t,wh,+t,wc,）,/2,t,h,t,1,t,wh,t,wc,t,2,t,c,冷侧,热侧,温度,Q,热量,垢,层,垢,层,膜,层,膜,层,壳壁,1.1.1,温度,一、压力定义：,、垂直作用于物体上的力叫做,压力。,、物体的单位面积上受到的,压力,的大小叫做,压强,。,1.1.2,压力,压力定义,F,F,1.1.2,压力,压力定义,、公式：,p=F/S,式中：,p,表示压强，单位帕斯卡，,F,表示压力，单位牛顿（,N,），,S,表示受力面积。,、单位：在国际单位制中，压强的单位是,帕斯卡,，简称帕（这是为了纪念科学家帕斯卡,Blaise,pascal,而命名的），用“,Pa”,表示，即,牛顿,/,平方米,，,1,帕斯卡,=1,牛顿,/,米,2,，即,1Pa=1N/m,2,。压强的常用单位有帕、千帕、兆帕、千克力,/,平方厘米、,毫米水银柱,等；力的单位用“牛顿（,N,）”表示；面积的单位用“米,2,(m,2,)”,和“厘米,2,(cm,2,)”,表示。工程所用压强单位“公斤力,/,厘米,2,”,的换算关系为：,1,公斤力,/,厘米,2,=10000,公斤力,/,米,=9.8x10,4,Pa,1.1.2,压力,压力定义,5,、补充说明,不少学科常常把压强叫做压力，同时把压力叫做总压力。这时的压力不表示力，而是表示,垂直作用于物体单位面积上的力。,所以不再考虑力的矢量性和接触面的矢量性，而将压力作为一个标量来处理。,在中学物理中，为避免作用力和单位面积作用力的混淆，一般不用压力来表示压强。,1.1.2,压力,压力定义,如图，手指受压的感觉有什么不同,?,用力后这种感觉有何变化,?,如图，与手掌接触的那部分气球的形变较小，而手指顶着的那部分形变明显；用力越大，形变越明显。,1.1.2,压力,压力定义,(1),当受力面积相同时，,压力,越大，压力的作用效果越明显；,(2),当压力相同时，,受力面积,越小,，,压力的作用效果越明显；,我要有一副滑雪板多好啊,坦克使用履带而不用轮子,1.1.2,压力,压力定义,对于压强的定义，应当着重领会四个要点：,1,、受力面积一定时，压强随着压力的增大而增大。（此时压强与压力成正比）。,2,、同一压力作用在支承物的表面上，若受力面积不同，所产生的压强大小也有所不同。受力面积小时，压强大；受力面积大时，压强小。,3,、压力和压强是截然不同的两个概念：压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力，跟支持面面积大小无关。,压强是物体单位面积受到的压力。,4,、压力、压强的单位是有区别的。压力的单位是牛顿，踉一般力的单位是相同的。压强的单位是一个复合单位，它是由力的单位和面积的单位组成的。在国际单位制中是牛顿,/,平方米，称“帕斯卡”，简称“帕”。,1.1.2,压力,压力定义,二、几个压力的概念：绝对压力、表压力与负压力,当容器内介质的压力等于大气压力时，压力表的指针指在零位。当容器内介质的压力大于大气压力时，压力表的指针才会转动，表上才有读数。此时压力表的读数就是容器内介质压力超出大气压力的部分，即表压力，简称表压。,当容器内介质的压力低于外界大气压力时，则,U,型管压力表的液面被大气压力压向与容器相连的一端，形成液柱差,H,，,H,的压力值即为介质的压力低于大气压力的部分，称为,负压力或真空，简称负压,。只有当表压力是负数时，绝对压力才有可能小于大气压力，而出现负压。,通常所说的容器压力或介质压力均指表压力而言。,容器内介质的实际压力称为,绝对压力,，用符号“,P,绝”来表示。用各种压力表测量容器介质的压力得到的压力数值称为,表压力,，用“,P,表”表示。,1.1.2,压力,几个压力的概念,三、压力的来源,外部,：压缩机、泵、锅炉,内部,：气体受热膨胀（,PV/T=n(,常数）,液化气体受热汽化（气液共存的平衡状态）,液体温升导致的膨胀（液体的膨胀系数，,LPG,上升,1,度，压力上升,23MPa,）,化学反应产生（放热、产生气体的反应）,1.1.2,压力,压力的来源,压力的来源（外部）：,1,、由各类气体压缩机泵供给压力。例如贮气罐、缓冲罐、压缩机的各段分离容器等，这些容器的工作压力取决于压缩机出口和泵出口的压力。,2,、由蒸汽锅炉、废热锅炉供给的压力。工作介质为蒸汽的压力容器。,1.1.2,压力,压力的来源,压力的来源（内部）：,1,、密闭容器中的气态介质，由于温度升高导致体积膨胀，但受到容器内空间的限制而产生压力或压力增大。,2,、密闭容器中的液体介质，当容器工作温度高于标准沸点时，液体沸腾汽化，体积膨胀，但受到容器内空间的限制而产生压力或压力增大。此时容器的压力取决于该温度下的,饱和蒸汽压,。,以水为例，当工作温度为,120,，容器内的压力约为,0.20MPa,，当工作温度为,200,时，容器内的压力约为,1.56MPa,；,1.1.2,压力,压力的来源,压力的来源（内部）：,3,、密闭容器中的液化气体介质，以气液两相共存，在有足够的气相空间条件下，容器内的压力就是随温度变化饱和蒸汽压。在各种不同液体在不同温度下有不同饱和蒸汽压。,4,、密闭容器中如果充满液态介质，由于温度升高导致液体体积膨胀，但受到容器内空间的限制而产生压力或压力增大。此时容器的压力取决于液体的体积膨胀系数。因此过量充装液化介质是十分危险的。,5,、由于化学反应应产生压力或压力增大。一般发生在反应器和聚合釜中进行。,1.1.2,压力,压力的来源,1.2.1,物质状态的变化,1.2.2,状态方程式,1.2.3,相平衡,1.2,物质,的状态,熔化与凝固,汽化与液化,升华与凝华,过程,特点,晶体与非晶体,汽化,蒸发,沸腾,特点,影响因素,液化,特点,方法,理想气体,真实气体,状态方程式,分压及分体积定律,状态方程式,液化及临界参数,对应状态原理及压缩因子图,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。其中任何一种聚集状态只能在一定的条件下（温度、压力等）存在。当条件发生变化时，物质分子间的相互位置就发生相应变化，即表现为,状态的变化。,1.2,物质,的状态,物质状态的变化,固态,液态,气态,熔化,液化,汽化,凝固,(,吸热,),(,放热,),(,放热,),(,吸热,),1.2,物质,的状态,汽化：物质由液态变为气态的现象。,汽化有两种方式：蒸发和沸腾,蒸发的特点：,只发生在液体的表面,在任何温度下都可发生,缓慢的汽化,需要吸热，有制冷作用,1.2,物质,的状态,物质状态的变化,影响蒸发快慢的因素：,液体的温度,液体表面积的大小,液体表面附近空气流动的快慢,1.2,物质,的状态,物质状态的变化,沸腾：在,一定大气压,下，加热液体到,某一温度,时，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象，相应的温度叫沸点。,沸腾的现象：,沸腾前气泡较小，沸腾时变大,沸腾前声音较大，沸腾时变小,沸腾前温度升高，继续加热，达到一定温度沸腾，且温度不变,停止加热，不再沸腾,液体沸腾时的温度叫沸点。在标准大气压下水的沸点是,100,1.2,物质,的状态,物质状态的变化,沸腾的特点：沸腾的条件：,表面和内部同时发生汽化,1,、达到沸点,在一定的温度（沸点）下发生,2,、继续吸热,剧烈的汽化,需要吸热,1.2,物质,的状态,物质状态的变化,t/,p/kPa,100,200,300,50,100,150,注：,气压越高，沸点越高；气压越低，沸点越低。气压与海拔有关，海拔越高，气压越低，反之亦然。,1.2,物质,的状态,物质状态的变化,蒸发,沸腾,相同点,不,同,点,发生部位,温度条件,剧烈程度,温度变化,影响因素,方式,项目,都是汽化现象，都能使液体变为气体，都吸收热量,液面,内部、液面同时进行,任何温度,一定温度（沸点）,缓慢,剧烈,降低,不变,1.,液体温度的高低,2.,液体表面积的大小,3.,液体表面空气流动的快慢,4.,液体汽压的高低,液面气压的高低,液化：,物质由气态变为液态的现象，液化时气体会,放出,热。,使气体液化的方法有两种：,降低温度,和,压缩体积,。,1.2,物质,的状态,物质状态的变化,降低温度气体液化压缩体积,气体压缩体积后液化,常见气体的临界数据,气体,临界温度,临界压力,沸点,He,-267.9,2.3,H,2,-239.9,12.8,-252.9,Ne,-228.7,25.9,N,2,-147.1,33.5,CO,-138.7,34.6,O,2,-118.8,49.7,-182.9,CH,4,-82.0,45.8,-161.5,C,2,H,4,9.7,50.7,-81.8,Cl,2,144.0,76,-34.1,1.2,物质,的状态,物质状态的变化,一、理想气体状态方程,1.2,物质,的状态,状态方程式,物质的量,n,不确定时,物质的量,n,确定时,1.2,物质,的状态,状态方程式,低压气体实验定律：,（,1,）玻义尔定律,(R.Boyle,1662):,pV,常数,（,n,T,一定）,（,2,）盖,.,吕萨克定律,(J.Gay-Lussac,1808),：,V/T,常数,(,n,，,p,一定,),（,3,）阿伏加德罗定律（,A.Avogadro,1811),V,/,n,常数,(,T,p,一定,),1.2,物质,的状态,状态方程式,以上三式结合,理想气体状态方程,pV,=,nRT,pVn,=RT,单位：,p,Pa,V,m,3,T,K,n,mol,R,J,mol,-1,K,-1,R,摩尔气体常数,R,8.314510 J,mol,-1,K,-1,1,、指定状态下计算系统中各宏观性质,p,、,V,、,T,、,n,、,m,、,M,、,(=,m,/,V,),基本公式,:,1.2,物质,的状态,状态方程式,2,、状态变化时,计算系统各宏观性质,p,、,V,、,T,、,n,、,m,、,M,、,(=,m,/,V,),基本公式,:,当,n,一定时,当,T,一定时,当,p,一定时,当,V,一定时,1.2,物质,的状态,状态方程式,理想气体、理想气体混合物、低压实际气体,1,、,饱和汽：,在密闭容器中的液体不断的蒸发，液面上的蒸气也不断地凝结，当这两个同时存在的过程达到,动态平衡,时，宏观的蒸发也停止了，这种与液体处于动态平衡的蒸气叫做饱和汽。,2,、饱和汽压：,在一定温度下，饱和汽的,分子数密度,是一定的，因而,饱和汽的压强,也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压。,1.2,物质,的状态,气体液化及临界参数,h,水蒸气压力很低，容器内充满水蒸气,i,逐渐增加活塞上的压力，气体被压缩，体积减小，压力增大,j,压力增加到,101.325kPa,时，稍微增加一点外压，容器中开始有水滴出现并不断增多，,容器内压力不变,；,k,水蒸气全部转变为水，容器内压力不变，,l,继续增加外压，液体被压缩，体积变化不大,恒温下水蒸气的液化,(100,),1.2,物质,的状态,气体液化及临界参数,3,、,液体的饱和蒸气压,1,）,定义,一定温度下密闭容器中某纯液体处于,气液平衡,共存时液面上方的蒸气压力，以,p*,表示。,气液平衡时,：,气体称为,饱和蒸气,；,液体称为,饱和液体,；,压力称为,饱和蒸气压,。,气,液,p,*,1.2,物质,的状态,气体液化及临界参数,1.2,物质,的状态,气体液化及临界参数,P,s,/,kPa,t/,O,20,40,60,80,100,120,140,几点说明：,（,1,）饱和汽压随温度的升高而增大。,（,2,）饱和汽压与蒸气所占的体积无关，也和这种体积中有无其他气体无关。,（,3,）液体沸腾的条件就是饱和汽压和外部压强相等,1.2,物质,的状态,气体液化及临界参数,2,）性质,表,1.3.1,水、乙醇和苯在不同温度下的饱和蒸气压,饱和蒸气压是温度的函数,饱和蒸气压是纯物质特有的性质，由其本性决定,1.2,物质,的状态,气体液化及临界参数,4,、临界参数：压缩气体和液化气体,临界温度,和,临界压力,是了解气体压缩和液化的两个重要数据：,1.,当温度在临界温度以上时，无论施加多大压力都不能是气体液化，只能是压缩。当温度在临界温度以下时，气体才有可能液化。,2.,在临界温度时，只要施加比临界压力略大的压力，就可以使气体液化。压力过大只能浪费动力、损坏机件和产生危险，对液化没有多大的帮助。,3.,在沸点温度时，在常压下即能使气体液化。,4.,在临界温度和沸点温度范围内，只需施加小于临界压力的压力即可使气体液化。,1.2,物质,的状态,气体液化及临界参数,临界温度：,气体液化的必要条件。只有在某一特定温度之下，气体才能通过压缩的方法加以液化，这一温度界限称为临界温度。也就是能使气体液化的最高温度。,临界压力：,在临界温度时，能使气体液化的最小压力叫做临界压力（,Critical Pressure),。,例如：氨的临界温度是,132.5,度,再此温度下还需,112.5,个大气压,(,临界压力,),才能使其液化。,1.2,物质,的状态,气体液化及临界参数,沸点：,当液体的饱和蒸气压与外界压力相等时的温度。,正常沸点：,液体的饱和蒸气压为,101.325kPa,时的温度。,T,一定时：,p,B,p,B,*,，,B,气体凝结为液体至,p,B,p,B,*,（此规律不受其它气体存在的影响）,液体在某一恒定温度下的饱和蒸气压是该温度下,使其蒸气液化所需施加的,最小压力。,1.2,物质,的状态,气体液化及临界参数,任何物质在不同外界条件（温度、压力）下，都可以气态、液态或者固态存在。外界条件变化时，物质分子间的作用力大小和分子运动的剧烈程度也会变化。当外界条件变化到一定程度时，量变引直起质变，物质的分子就会重新排列，它的状态也就会随着发生转变。,物质的状态的变化叫态变，态变是物理变化，其过程不能有化学变化。,物质在一个有限的、闭合的系统里（例如容器内）发生的态变在热力学中叫做相变。相变能够表示出各相（气、液、固）之间量的差异。在工程学科中，常把态变与相变看作同一概念，习惯上都称相变。,1.2,物质,的状态,相平衡,系统有很多性质，其中主要包含温度、压力、体积、组成等等。当系统的性质都有确定的数值时，系统就处于确定的状态。反之，当系统的状态确定之后，系统的性质必然有确定的数值。,系统的性质之间有一定的联系，所以在描述系统的状态时，并不需要列出系统的全部性质，而根据需要列出其必要的性质就可以了。对于一个纯物质的系统（例如瓶装单组分的气体），除了指明物质的种类外，描述系统的状态往往只要,压力、温度和体积,三个性质中的任意两个就满足要求。对混合物质，还需要列出其组成等其他性质。或者说物质的相平衡状态取决于,压力、温度和体积,，若有一个条件发生变化，则与其相对应的相平衡就遭到破坏，同时发生相变过程，从而建立新的相平衡关系，直至达到新的平衡。,1.2,物质,的状态,相平衡,在密闭的容器由于逸出液面的气体分子无法逃出容器，只能聚留在液面上方的气相空间里，这些气体分子在其自由运动中碰撞到液面时会发生凝结，返回液体里去。其返回的分子数随液面上方气相空间的蒸气密度的增大而增多，随着蒸气密度的不断增大，液体的蒸发速度逐渐减慢。当逸出液面的分子数与返回液体的分子数相等时，就达到了动态平衡，从宏观上讲，液体就不再蒸发，气、液两相就处于相对稳定的共存存状态。这种状态称为,饱和状态,。其液体叫,饱和液体,，其密度叫,饱和液体密度,；饱和液体面上的蒸气叫,饱和蒸气密度,，其压力叫,饱和蒸气压。,物质处于一定温度下的饱和状态参数（密度、压力）都具有各自的恒定值，当温度升高时，液体分子的动能也随着增加，逸入气相的分子数目增多，同时由于液体自身的膨胀迫使蒸气空间缩小，所以蒸气密度就增大，而液体密度则相应减小。蒸气密度的增大可以直接反映为蒸气压的升高，这说明了饱和蒸气压随温度的上升而增高的实验事实。,1.2,物质,的状态,相平衡,当容器泄压或用抽空液面上方蒸气的办法，使容器内液面上方的蒸气呈不饱和状态，也就是把液面上方的压力降低到液体同温度的饱和蒸气以下时，才会使液体的,蒸发加速直至发生沸腾,，由于气化热的大量消耗，引起液体内部分子的平均运能减小而使温度降低（即液体被冷却），常见的现象是容器外壁结霜。但当停止泄压或停止抽空以后，液面上方的蒸气又逐渐恢复到饱和状态。当液体处于过热状态和蒸气处于过饱和状态，由于蒸气中的液滴消失，以致所谓“干蒸气”的压力下降到等于同温度的饱和蒸气压时，过热液体就会发生剧烈气化，这种称为,液体的暴沸,现象往往会引起容器爆破。,如果排气或排液（特别是排气）过速，降压太快，则由蒸气的不饱和状态转变成引起暴沸的液体过热状态，即液体的温度高于它所处压力下的沸点时，于是气液两相间失去平衡，液体瞬即大量气体，一发而不可收，此种失控现象更加危险。,1.2,物质,的状态,相平衡,1,、燃烧的定义,2,、易爆介质,3,、爆炸极限,4,、,HG20660-2000,压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类,1.3,物质的可燃性,1.3,物质的可燃性,一、燃烧的定义,概念：,物质发生强烈的氧化还原反应，具有发光、发热、生成新物质三个特征的现象称为燃烧。最常见最普遍的燃烧现象是可燃物在空气或氧气中的燃烧。,燃烧的条件：,1,、可燃物,2,、助燃物,3,、着火源,每一个条件要有一定的量，相互作用，燃烧才能发生。,1.3,物质的可燃性,二、易爆介质,概念：,指气体或者液体的蒸汽、薄雾和空气混合物形成的爆炸混合物，并且爆炸下限小于,10%,，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于,20%,的介质。,爆炸极限,概念,:,易燃气体,易燃液体的蒸气或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时,遇到火源就会发生爆炸,.,达到爆炸的空气混合物的浓度,称为爆炸极限,.,爆炸极限范围越宽，下限越低，爆炸危险性也就越大。,注意,1.3,物质的可燃性,1.3,物质的可燃性,影响气体爆炸极限的因素,1,、温度,混合物的原始温度越高，则爆炸下限降低，上限增高，爆炸极限范围扩，爆炸危险性增加。,2,、氧含量,混合物中含氧量增加，爆炸极限范围扩大，尤其是爆炸上限提高得更多。,3,、惰性介质,如果在爆炸混合物中掺入不燃烧的惰性气体，随着惰性气体所占体积分数的增加，爆炸极限范围则缩小，惰性气体的浓度提高到某一数值，亦可使混合物变成不能爆炸。,1.3,物质的可燃性,4,、压力,混合的原始压力对爆炸极限有很大影响，压力增大，爆炸极限范围也扩大了，尤其是爆炸上限显著提高。,5,、容器,容器直径越小，火焰在其中越难蔓延，混合物的爆炸极限范围则越小。当容器直径或火焰通道小到某一数值时，火焰不能蔓延，可消除爆炸危险，这个直径称为临界直径,6,、能源,能源强度越高，加热面积越大，作用时间越长，则爆炸极限范围越宽。,1.3,物质的可燃性,1.3,物质的可燃性,（,HG20660-2000,压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类,）,一、适用范围,1,、,为了确定压力容器的类别和技术要求，本标准对介质的毒性危害和爆炸危险程度进行了分类。,2,、本标准旨在对化工压力容器中使用或储存的化学介质（包括原料、成品、半成品、中间体、反应体、反应副产物和杂质等）的毒性危害和爆炸危险程度进行分类，并据以确定压力容器的类别和致密性、密封性技术要求。,2.1.1,适用范围,为了确定压力容器的类别和技术要求，本标准对介质的毒性危害和爆炸危险程度进行了分类。,本标准旨在对化工压力容器中使用或储存的化学介质（包括原料、成品、半成品、中间体、反应体、反应副产物和杂质等）的毒性危害和爆炸危险程度进行分类，并据以确定压力容器的类别和致密性、密封性技术要求。,二、适用范围,1,、本标注所确定的化学介质毒性危害和爆炸危险程度，系指压力容器在声场过程中因事故致使介质与人体大量接触，发生爆炸，或因经常泄露引起职业性慢性危害的严重程度。,2,、化学介质的毒性危害程度是以,GB5044,所规定的六项分级指标（详见附录,A,“,毒性危害程度分级依据,”,）为基础进行分类的。,3,、依据毒性危害程度分为,极度危害、高度危害和中度危害,三类。,1.3,物质的可燃性,（,HG20660-2000,压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类,）,4,、用于确定压力容器的类别是，应根据事故状态，介质与人体大量接触所引起的危害进行毒性危害程度分类。为此，本标准系以,急性毒性和最高容许浓度,两项指标为主，并考虑其它指标的归属，综合分析，全面权衡后进行分类。表,3.0.3,表,3.0.3-3,列出了常见的毒性程度为极度危害、高度危害和中度危害的化学介质,。,5,、,用于确定化工压力容器的致密性、密封性技术要求时，除应根据事故状态时，尚应计及经常性的泄露而引起的慢性潜在危害。为此，以,急性毒性、最高容许浓度和致癌性,三项指标为主，并考虑其它指标的归属，综合分析，全面权衡后进行分类。对某些介质，则按其某一突出危害程度（如致癌性）进行分类，常见的化学介质标准见,HG20660,表,3.0.3.13.0.3.3,。,1.3,物质的可燃性,（,HG20660-2000,压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类,）,6,、使用中涉及多种化学介质时，应按介质组分中毒危害性或爆炸危险程度最大的介质考虑：当某一危害性物质在介质中含量极少时，应按其危害程度及其含量综合考虑，由设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部分按照标准的分类原则，决定类别。,HG20660,中未作规定的介质，可在,GB5044,、,GBZ1,工业企业设计卫生标准,、,劳动卫生与职业病学,、,化学危险品手册,等资料中查找。,1.3,物质的可燃性,（,HG20660-2000,压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类,）,职业性接触毒物的定义,分级原则,分级依据,职业性接触毒物危害程度分级及其行业举例,1.4,物质的毒性（,GB5044,职业性接触毒物危害程度分级,）,一、职业性接触毒物定义,概念：,指工人在生产中接触以原料、成品、半成品、中间体、反应副产物和杂志等形式存在，并在操作时可经呼吸道、皮肤或经口进入人体而对健康产生危害的物质。,中毒：,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功能或引起某些器官或系统发生暂时性或永久性病变的现象，叫做中毒,。,1.4,物质的毒性（,GB5044,职业性接触毒物危害程度分级,）,工业毒物的物理状态,1.4,物质的毒性（,GB5044,职业性接触毒物危害程度分级,）,二、分级原则,职业性接触毒物危害程度分级，是以急性中毒、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准。,分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别。,1.4,物质的毒性（,GB5044,职业性接触毒物危害程度分级,）,三、分级依据,急性中毒：,以动物试验得出的呼吸道吸入半数致死浓度（,LC,50,）或经口、经皮肤半数致死量,（,LC,50,）,的资料为准，选择其中,LC,50,或,LC,50,最低值作为急性毒性指标。,急性中毒发病状况：,是一项以急性中毒发病率与中毒后果为依据的定性指标；可分为易发生、可发生、偶而发生中毒及不发生急性中毒四级。将易发生致死性中毒或致残定为中毒后果严重；易恢复的定为预后良好。,慢性中毒患病状况：,一般以接触毒物的主要行业中，工人的中毒患病率为依据；但在缺乏患病资料时，可取中毒症状或中毒指标的发生率。,1.4,物质的毒性（,GB5044,职业性接触毒物危害程度分级,）,慢性中毒后果：,依据慢性中毒的结局，分为脱离接触后，继续进展或不能治愈、基本治愈、自行恢复四级。并可依据动物试验结果的受损病变性质（进行性、不可逆性、可逆性）、靶器官病理生理特性（修复、再生、功能贮备能力），确定其慢性中毒后果。,致癌性：,只要依据国际肿瘤研究中心公务的或其他公认的有关该毒物的致癌性资料，确定为人体致癌物、可疑人体致癌物、动物致癌物及无癌性。,最高容许浓度：,主要以,TJ36-79,工业企业设计卫生标准,中表,4,车间空气中有害物质最高容许浓度值为准。,职业性接触毒物危害程度分为：,极度危害、高度危害、中毒危害和轻度危害四级。,1.4,物质的毒性（,GB5044,职业性接触毒物危害程度分级,）,1.4,物质的毒性（,GB5044,职业性接触毒物危害程度分级,）,职业性接触毒物危害程度分级及其行业举例,1.5,介质的腐蚀,腐蚀的定义,腐蚀的分类,典型腐蚀形态及危害,腐蚀的定义及分类,腐蚀的定义：,由于材料与环境反应而引起的材料的破坏或变质。,1.5,介质的腐蚀,腐蚀的分类,1,、按温度分：低温腐蚀,高温腐蚀,2,、按机理分：化学腐蚀,电化学腐蚀,3,、按是否存在液体：湿腐蚀（绝大部分腐蚀）,干腐蚀,4,、按腐蚀的形态分：均匀腐蚀,局部腐蚀,应力腐蚀,点腐蚀,缝隙腐蚀,晶间腐蚀,选择性腐蚀,电偶腐蚀,氢致开裂,腐蚀疲劳,磨耗腐蚀,微生物腐蚀,1.5,介质的腐蚀,定义：,晶间腐蚀指腐蚀主要发生在金属材料的晶粒间界区，沿着晶界发展，即晶界区溶解速度远大于晶粒溶解速度。,发生晶间腐蚀的电化学条件,（,1,）晶粒和晶界区的组织不同，因而电化学性质存在显著差异。,内因,（,2,）晶粒和晶界的差异要在适当的环境下才能显露出来。,外因,晶间腐蚀,1.5,介质的腐蚀,奥氏体和铁素体不锈钢特有的一种腐蚀形式,在晶界及附近区域发生选择性腐蚀,主要危害,使金属破碎、强度丧失,晶界、晶间区及晶间腐蚀的概念示意图,1.5,介质的腐蚀,定义：,材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称,SCC(Strain,Corrosion crack),。,三个必要条件,应力（一般指拉应力）、腐蚀介质、敏感的材料,重要影响因素,温度、介质组分、材料成分、微观组织状态、应力,应力来源,工作载荷、焊接残余应力、冷变形应力、热应力等,开裂特点,与主要的应力源应力方向垂直、在扩展过程中一般会发生分叉现象,应力腐蚀,1.5,介质的腐蚀,1.5,介质的腐蚀,应力腐蚀裂纹形貌特征：,分叉、树根状、泥状花样、二次裂纹、扇形花样、准解理（或沿晶）等。,1.5,介质的腐蚀,1.5,介质的腐蚀,1.5,介质的腐蚀,1,、,液化石油气是从石油加工或石油、天然气开采过程中得来的，其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。液化石油气在空气中浓度较高时，对人的中枢神经有麻醉作用，如果燃烧不完全，会产生一氧化碳等有毒气体。液化石油气加有一种特殊的臭味，一旦泄漏，即可察觉。液化石油气与空气混合后易燃、易爆，在空气中的液化石油气浓度达到,1.59.5%,时，遇到火种就会爆炸，因而一定要防止泄漏。,气态液化石油气比空气重，其比重为空气的,1.5-2,倍。,1.6,常用气体的特性,1.6,常用气体的特性,1,、压缩气体。由于压缩气体种类较多，这里只介绍几种常用的压缩气体。,(1),氧气,(O2),：无色无味，在标准状态下密度为,1,429kg,m3,，对空气的比重为,1.105,，在,182.98,时变为天兰色透明液体，在,218.4,时变为兰色固体结晶。临界温度为,118,37,，临界压力为,50.14,标准大气压。氧微溶于水。,氧的化学性质活泼，易和其他物质生成氧化物，即发生氧化反应释放热量。氧气助燃，若与可燃气体,H2,、,C2H2,、,CH4,、,CO,等按一定比例混合，即成为可爆性的混合气体，一旦有火源或引爆条件就能引起爆炸。各种油脂与压缩氧气接触也可自燃。,1.6,常用气体的特性,1.6,常用气体的特性,(2),氢气,(H2),：氢是五色，无嗅、无味和无毒的可燃窒息性气体，可使肺缺氧，当空气中各种窒息性气体的浓度达,50,时，生物就会出现明显的症状，浓度达到,75,时，即可使人致死，氢的分子量为,2.0158,，是最轻的气体。它粘度最小，导热系数最高，化学性质极活泼，是一种强的还原剂，可与许多物质进行不同程度的化学反应，生成各种类型的氢化物。其渗透性和扩散性强,(,扩散系数为,0.63cm2,s,，约为甲烷的三倍,),，,当钢暴露在一定温度和压力的氢气中时，其晶格中的原子氢在微观孔隙中与碳反应生成甲烷，随着甲烷生成量的增加，钢的微观孔隙就扩展成裂纹，使钢发生氢脆损坏。,同时，在氢气的生产、贮送和使用过程中都易造成泄漏。氢在空气、氧气中的爆炸极限很宽，在空气中为,4.0,一,7.5,，在氧气中为,4.7,一,94,。氢的燃烧性能好，氢氧焰可达,3400K,的高温，纯净氢气的火焰无色，氢气燃烧只生成水，不污染环境，所以被称为“清洁的氢能”。氢气的着火温度，在空气中为,585,；在氧气中为,560,。它的着火能级比烷烃要低一个数量级以上，甚至化纤织物摩擦产生的静电也比氢的着火能级大几倍，所以氢很易着火。因此，在氢的生产中应采取措施，尽量减少和消除静电的积聚以及产生火源的条件。在,252.6,时成为无色、透明的低温液体，密度为,0.07097kg,L,。,1.6,常用气体的特性,(3),氮气,(N2),：氮气在自然界中分布很广，空气中占,78,，是一种窒息性气体，常温下氮气是无色无味的气体，标准状况下密度为,1,251kg,m3,，对空气的比重为,0.967,，在,165.30,为无色液体。在一,210.1,时凝结为雪状固体。常温下化学性质不活泼，故在工业上，常用,N2,作为安全防爆防火置换或气密性试验气体。,(4),惰性气体：元素周期表中的氦,(He),、氖,(Ne),，氩,(,Ar,),、氪,(Kr),、氙,(,Xe,),，氡,(,Rn,),统称为惰性气体。其化学性质极不活泼，很难和其他元素发生反应，在空气中总含量约,1,。,1.6,常用气体的特性,1.6,常用气体的特性,(5),一氧化碳,(CO),：一氧化碳是含碳物质在燃烧不完全时的产物，无色无臭，比空气略轻；它是工业生产中广泛存在的一种无色剧毒可燃气体。在标准状态下密度为,1.25kg/m,3,与空气的比重为,0.967,。在常压下熔点为,-205,；沸点为,-192,。石油化工生产中如合成氨、甲醇、甲醛及炼油和各种加热炉等装置均有一氧化碳产生。一氧化碳的爆炸极限：在空气中为,12.575,；在氧气中为,15.593.9,。在日光作用下，一氧化碳与氯气能化合成光气。一氧化碳的毒性作用在于对血红蛋白有很强的结合能力，比氧与血红蛋白的结合能力大,200300,倍。所以若一氧化碳经肺泡进入血液后，便很快与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，使血液失去荷氧作用，使人因缺氧中毒，在工业生产中，常以急性中毒方式出现。重度中毒者迅速进入昏迷状态，出现阵发性抽搐，血压下降，体温升高，并引发肺炎，脑水肿及心肌损害，若抢救不及时有生命危险。车间空气中一氧化碳的最高容许浓度为,30,毫克,/,米,3,。,1.6,常用气体的特性,(6),甲烷,(CH,4,),；甲烷系碳氢化合物的一种。呈气态，无色、无嗅，密度为,0.7167kg/m3,，对空气的比重为,0.55,，熔点为,-182.5,，沸点为,-161.5,，在空气中的爆炸极限为,5.314,，在氧气中的爆炸极限为,5.16l,。,（,7,）液化石油气是从石油加工或石油、天然气开采过程中得来的，其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。液化石油气在空气中浓度较高时，对人的中枢神经有麻醉作用，如果燃烧不完全，会产生一氧化碳等有毒气体。液化石油气加有一种特殊的臭味，一旦泄漏，即可察觉。液化石油气与空气混合后易燃、易爆，在空气中的液化石油气浓度达到,1.59.5%,时，遇到火种就会爆炸，因而一定要防止泄漏。,气态液化石油气比空气重，其比重为空气的,1.5-2,倍。,1.6,常用气体的特性,1.6,常用气体的特性,谢谢大家,