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2020安全工程师《技术》考点:气瓶概述

发表时间:2020-03-25 17:03     浏览量:100
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       为应对2020年注册安全工程师考试,编辑整理了注册安全工程师考试2020年版的最新备考难点,希望给各位考生带来帮助!

(一)瓶装气体分类

主要分为适用于气瓶充装的压缩气体、液化气体和溶解气体等。

(1)压缩气体:是指在-50℃时加压后完全是气态的气体,包括临界温度(Tc)低于或者等于-50℃的气体,也称压缩气体。

(2)液化气体:高、低压被化气体是指在温度高于-50℃时加压后部分是液态的气体,包括临界温度(Tc)在-50~65℃(Tc)的高压液化气体和临界温度(Tc)高于 65℃的低压液化气体。

(3)低温液化气体:是指在运输过程中由于深冷低温而部分呈液态的气体,临界温度(Tc)一般低于或者等于-50℃,也称为深冷液化气体或者冷冻液化气体。

(4)溶解气体:在压力下溶解于气瓶内溶剂中的气体。易分解或聚合的可燃气体。

(5)吸附气体:在压力下吸附于吸附剂中的气体。

(6)混合气体与标准气体。

(二)气瓶常识

把容积不超过 3000L,用于储存和运输压缩气体、液化气体的可重复充装的可移动的容器叫作气瓶,是运输压缩气体和液化气体最常用的容器。常见的气瓶有无缝气瓶焊接气瓶、缠绕气瓶、低温绝热气瓶(图 3-5)、内装填料气瓶等。

《气瓶安全技术监察规程》按照公称工作压力,分为高压气瓶(大于或等于 10MPa)和低压气瓶(小于 10MPa)。气瓶水压试验压力为公称工作压力的 1.5 倍。

(三)气瓶附件

气瓶附件包括瓶阀、瓶帽、保护罩、安全泄压装置、防震圈、气瓶专用爆破片、安全阀、液位计、紧急切断和充装限位装置等。气瓶附件是气瓶的重要组成部分,对气瓶安全使用起着非常重要的作用。

1.瓶阀

瓶阀是装在气瓶瓶口上的,用于控制气体进入或排出气瓶的组合装置。气瓶瓶体只有装有瓶阀,才能构成一个完整的密闭容器,才能具有盛装气体的功能。可以说瓶阀是气瓶的主要附件。

瓶阀应满足下列要求:

(1)瓶阀上与气瓶连接的螺纹,与瓶体螺纹匹配并保证密封可靠性。

(2)瓶阀出气口的连接型式和尺寸,设计成能够防止气体错装、错用的结构,盛装助燃和不可燃气体瓶阀的出气口螺纹为右旋,可燃气体瓶阀的出气口螺纹为左旋。

(3)工业用非重复充装焊接气瓶瓶阀设计成不可重复充装的结构,瓶阀与瓶体的连接采用焊接方式。

(4)公称容积大于 100L 的液化石油气瓶使用的气相瓶阀,宜设计成带有液位限定功能或者带有电子防伪识读功能的直阀或者角阀,液相瓶阀宜设计成单向阀。

(5)在规定的操作条件下,任何与气体接触的金属或者非金属瓶阀材料与气瓶内所充装的气体具有相容性。

(6)与乙炔接触的瓶阀材料,选用含铜量小于 70%的铜合金(质量比);这是因为铜会与乙炔起反应,生成乙炔铜,乙炔铜是一种爆炸性化合物。

(7)盛装易燃气体的气瓶瓶阀的手轮,选用阻燃材料制造。

(8)盛装氧气或者其他强氧化性气体的气瓶瓶阀的非金属密封材料,具有阻燃性和抗老化性。

2.瓶帽和保护罩

瓶帽是装在气瓶顶部、阀门之外的帽罩式安全附件,是气瓶保护帽的简称。其功能在于避免气瓶在搬运、运输或者使用过程中,受碰撞或冲击损伤阀门。

为防止气体泄漏或由于超压泄放,造成瓶帽爆炸,在瓶帽上要开有对称的泄气孔。泄气孔对称开设是为了避免气体由一侧排出而产生的反作用,使气瓶倾倒或旋转。气瓶瓶帽的结构形式有可卸式和固定式两种。

保护罩是保护瓶帽、瓶阀或易熔塞免受撞击而设置的敞口屏罩式零件,也可兼作提升零件,多用于焊接气瓶及液化石油气钢瓶,所有保护罩应为不可拆卸结构。瓶帽和保护罩应满足下列要求:

(1)公称容积大于或等于 5L 的钢质无缝气瓶,应当配有螺纹连接的快装式瓶帽或者固定式保护罩。

(2)公称容积大于或等于 10L 的钢质焊接气瓶(含溶解乙炔气瓶),应当配有不可拆卸的保护罩或者固定式瓶帽。

(3)瓶帽应当有良好的抗撞击性,不得用灰口铸铁制造。

3.安全泄压装置

气瓶安全泄压装置的主要作用(甚至是唯一作用)是保护气瓶在遇到周围发生火灾时,不会因瓶体受热、瓶内温度升高过快而造成气瓶爆炸。

1)安全泄压装置的类型

目前常用的安全泄压装置有 4 种,即易熔塞合金装置、爆破片装置、安全阀和爆破片-易熔塞复合装置。

(1)易熔塞合金装置。易熔塞合金装置结构简单。这种装置是通过控制温度来控制瓶内的温升压力的,所以也只适用于气瓶,而不是用于固定式容器。易熔塞合金由熔点很低的金属组成。组成的金属必须与瓶内介质相适应,不与瓶内气体发坐化学反应,也不影响气体的质量。

(2)爆破片装置。

当气瓶内介质的压力因环境温度升高等原因而增加到规定的压力限定值(一般为气瓶的水压试验压力)时,爆破片立即动作(破裂),形成通道,使气瓶排气泄压。由于无缝气瓶瓶体上不宜开孔,高压无缝气瓶容积较小,安全泄放量也小,不需要太大的泄放面积,因此用于永久气体气瓶的爆破片一般装配在气瓶阀门上。

(3)安全阀。

它的特点是机构简单、紧凑,而且可重新关闭,保持密封状态。但安全阀也有不足之处,如泄压反应慢(因阀的开启具有滞后作用)、对介质的洁净度要求很高、密封性能差(是各类泄压装置中最差的一种)等。特别是气瓶在运输、使用、搬运过程中的颠簸振动,使装在气瓶上的安全阀的密封性能更受影响,增加泄漏量。一般气瓶都没有安装这种泄压装置。

(4)复合装置。爆破片-易熔塞复合装置由爆破片与易熔塞串联组装而成。易熔合金塞装设在爆破片排放一侧。这种复合装置兼有爆破片与易熔塞的优越性,尤其是密封性能更加,因为它具有双重密封机构。

在正常情况下,易熔塞不承受瓶内介质压力(被爆破片隔离),所以不易被挤压脱落。复合装置只有在环境温度和瓶内压力都分别达到了规定值的条件才发生动作、泄压排气,一般不会发生误动作。

爆破片-易熔塞复合装置一般是用于对密封性能要求特别严格的气瓶。如盛装三氟化硼、氯化氢、硅烷、氟乙烯、溴化氢等气体的气瓶。至于盛装其他气体的气瓶,如果在经济上或安全上有特殊密封性要求的,也可以装设这种复合装置,如汽车用天然气钢瓶。

2)安全泄压装置的要求

(1)安全泄压装置的设置原则:

①车用气瓶或者其他可燃气体气瓶、呼吸器用气瓶、消防灭火器用气瓶、溶解乙炔气瓶、盛装低温液化气体的焊接绝热气瓶、盛装液化气体的气瓶集束装置、长管拖车及管束武集装箱用大容积气瓶,应当装设安全泄压装置。

②盛装剧毒气体的气瓶,禁止装设安全泄压装置。

③液化石油气钢瓶,不宜装设安全泄压装置。

(2)安全泄压装置的选用原则:

①盛装有毒气体的气瓶,不应当单独装设安全阀;盛装低压有毒气体的气瓶允许装设易熔塞合金装置。

②盛装溶解乙炔的气瓶,应当装设易熔塞合金装置。

③盛装易于分解或者聚合的可燃气体的气瓶,宜装设易熔塞合金装置。

④盛装液化天然气及其他可燃气体的焊接绝热气瓶,应当装设两级安全阀;盛装其他低温液化气体的焊接绝热气瓶应当装设爆破片和安全阀。

⑤机动车用液化石油气瓶,应当装设带安全阀的组合阀或者分立的安全阀;车用压缩天然气气瓶应当装设爆破片-易熔合金塞串联复合装置。

⑥工业用非重复充装焊接钢瓶,应当装设爆破片装置。

⑦爆破片-易熔合金塞复合装置或者爆破片-安全阀复合装置中的爆破片应当置于与瓶内介质接触的一侧。

⑧爆破片装置(或者爆破片)的公称爆破压力为气瓶的水压试验压力。

⑨安全阀的开启压力不得小于气瓶水压试验压力的 75%或者相应标准的规定,也不得大于气瓶水压试验压力。

⑩盛装可燃气体的气瓶,其安全世压装置的结构与装设都应当使所排出的气体直接排向大气空间,不会被阻挡或者冲击到其他设备上。

(3)安全泄压装置的装设部位:

①不应当妨碍气瓶的正常使用和搬运。

②无缝气瓶,应当装设在瓶阀上。

③焊接气瓶,可以装设在瓶阀上,也允许单独装设在气瓶的封头部位。

④工业用非重复充装焊接钢瓶,应当将爆破片直接焊接在气瓶封头部位。

⑤溶解乙炔气瓶,应当将易熔合金塞装设在气瓶上封头、间座或者瓶阀上。

⑥每个安全泄压装置都应当有明显的标志。

4.防震圈

防震圈是指套在气瓶外面的弹性物质,是气瓶防震圈的简称。防震圈的主要功能是防止气瓶受到直接冲撞。在充装、运输、储存和使用时,特别是搬运过程中,气瓶常常会因滚动、震动而相互碰撞,或者与其他物体相撞击而发生气瓶爆破事故。同时套装在气瓶外面的防震圈也有利于保护气瓶外表面漆色、标字和色环等识别标记。另外防震圈还可以减少气瓶瓶身的磨损,延长气瓶使用寿命。防震圈的基本要求:

(1)材料应具有一定的抗拉强度,使其制成的防震圈在装配时不致轻易被拉断。

(2)材料应具有一定的弹性和塑性,使其制成的防震圈能紧紧套在气瓶上而不会自动脱落。

(3)材料应具有一定的硬度,使防震圈能够经受撞击。

(四)气瓶的颜色标记和钢印标记

2.钢印标志

气瓶的钢印标志是识别气瓶的重要依据。气瓶的钢印标志包括制造钢印标志和检验钢印标志。

国产无缝气瓶制造钢印包含以下内容:

(1)气瓶制造依据标准编号。

(2)气瓶编号。

(3)检验压力(MPa)。

(4)公称工作压力(MPa)。

(5)制造厂代码、生产日期。

(6)制造许可证编号。

(7)充装介质。

(8)气瓶质量(kg)。

(9)气瓶容积(L)。

(10)气瓶壁厚(mm)。

(11)国家监督检查标记。

(12)检验单位代码、检验日期及检验周期。

《气瓶安全技术监察规程》规定,我国气瓶检验标志的内容,检验合格的气瓶包括:检验单位代号;本次检验日期(年、月)和下次检验日期(年)。规定了色标的使用年限循环法则和具体的方法。在气瓶定期检验标志上,按不同检验年份喷涂不同颜色和不同形状的色标。