《化工机械基础》考核实施方案

本课程总课时数为54学时，3学分，包括理论学习和实训实践两部分。适用于3年制化工群精化专业。

《化工机械基础》是为化工系精化专业开设的一门综合性的设备类课程，属于专业拓展课。本课程的教学目的是使学生获得基本力学和金属材料知识，具备选用常压化工设备和对内外压力容器进行强度、稳定校核的能力，并了解压力容器管理法规，以便今后工作中遵守实施。通过本课程的学习，让学生对基本的设备、常用的容器有一个基本的认识，在工艺学习的过程中认识设备的重要性和设备在工艺中的作用。

课程分基本力学知识、常用化工设备材料及化工装置（包括化工设备合理结构及化工管路输送通道及装置的安全使用）三部分，综合性较强，课程以数学、工程制图、化工单元操作等课程为基础，2013年单招学生底子薄，学习难度较大，针对以上现状特制定本课程开放性考核实施方案。

通过“化工机械基础”课程的学习，使学生在知识与能力方面达到如下目标。

1．知识目标

（1）掌握压缩机、化工泵、换热器、塔器等化工生产装置中典型化工机械设备的选材、合理结构、运行维护等知识；

（2）掌握化工管路拆装、试压技术知识；

（3）了解力学基础知识。

2．能力目标

专业能力目标：

（1）能安全合理利用各种工具与测量工具等完成典型化工设备运行维护修理工作任务，在化工机械设备管理关键环节解决技术难题；

（2）能编制施工方案，向施工人员技术交底并做好记录，按照技术规范和图纸技术要求对施工质量进行检查督促；

（3）能组织团队完成化工机械设备安装和试车等职业工作任务；

（4）能对施工现场及设备进行管理，达到良好的工作标准，移交安装竣工的设备。

社会能力目标：

（1）具有较强的口头与书面表达能力，人际沟通能力，能与客户建立良好持久的关系；

（2）具有与化工机械设备安装维护人员完成工作任务的团队精神；

（3）具有良好的心理素质和克服困难的能力；

（4）有较强的服务意识，胜任化工机械设备运行维护岗位工作。

方法能力目标：

（1）能自主学习新知识、新技术；

（2）能通过各种媒体资源查找所需信息；

（3）能独立制定工作计划并实施；

（4）具有分析问题的能力，能根据具体化工机械的运行管理情况，施工图和技术规范要求合理选择机械设备的安装方法，完成化工机械设备维护运行管理任务。

2013年单招学生，考核采用综合评价。采用以下考核实施方案：

本课程考核方法：采用开卷，按百分制考评，60分为合格。

成绩评定：本课程的总评成绩＝个人平时成绩（30％）＋综合项目考核成绩（20％）＋理论期末考试成绩（50％）。

其中平时成绩占30％，包括出勤和完成任务的表现，平时作业、调研报告、查阅资料等；综合项目考核成绩占20％，包括实训任务过程考核、文明环保意识、团队精神、实训报告等；期末考试成绩占50％，主要是理论考试。

1．注重评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、调查报告及资料查阅、学生的自评和互评及考试情况，综合评价学生成绩。

2．采用过程性评价与目标评价相结合，理论与实践一体化的评价模式。过程与目标结合评价，结合课堂提问、实训操作、课后作业、总结报告等手段，加强实践性教学环节的考核，并注重平时过程的评价采分。

3．注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。

中试车间和管路拆装实训过程评价标准如下：

过程考核评价表

过程考核评价表（学生自评□互评□）

实训过程的组织：

课程以中试车间的管道施工工艺流程为主线，按管道图识读→材料计划（包括管道、阀门、管件规格、数量、等级等）→预制及安装→验收组织，共分成四个任务。

任务一：管道平面布置图识读，既是单独的工作任务，同时也是后续工作的前提，在图纸识读过程中将管道、部件、阀门、图纸识读方法等基本知识融入其中。

只有完全读懂图纸，才能计算工作量和（或）填写材料表，即完成任务二，因此图纸识读是基础，材料计划和预制、安装是以图纸为前提的，同时也是对图纸识读效果的检验。

根据材料计划表和图纸，进入第三项任务：管道预制及安装，先编制施工方案，再进行管道预制和安装，完成后则进入第四项任务，即管道验收，从而完成整个化工管路的运行管理工作。

教学方法：案例、项目教学、教学做一体。

教学内容一览表

结合本学期课程要求和单招学生的实际情况课程实施计划如下：

第一模块工程力学，主要是理论教学，以讲授为主，辅以多媒体课件和视频、讨论课，让学生获得基本力学和金属材料知识，具备选用常压化工设备和对内外压力容器进行强度、稳定校核的能力。考核主要以平时作业＋上课提问＋出勤＋开卷考试；其中考试占总成绩的60％。

第二模块化工材料选用及管理，主要是化工容器选材的常识、热处理等基础知识。以讲授为主，辅以多媒体课件和视频、市场调研，让学生获得常用金属材料知识及管理等。考核主要以市场调研报告＋出勤＋开卷考试。

第三模块和第四模块，主要是容器和典型化工设备的结构、使用操作等实践知识，以实训为主，考核主要以中试车间和拆装实训室的现场操作＋实训报告＋实训出勤为主，以过程考核为主，通过试运行装置的质量、安全考核学生团队协作文明环保生产意识。

第五模块设备管理，为岗位培训，授课紧密结合合适的顶岗实习。结合学生个人特点，以查阅资料自学为主，考核学生通过网络查阅资料、排版编辑的能力，考核以学生电子版的论文为主要方式。

综合考核为开卷笔试＋动手操作＋论文＋实训报告。

通过对2013精化1班和2班的《化工机械基础》的教学情况看，“教学做一体”的教学模式，可以激发学生的学习兴趣和主动性。从学生的出勤就可以看出学生学习的积极性，经过实训前动员，90％的学生能主动准时到实训楼等待上课，并且能够根据实训装置积极地构思实训实施方案和提出问题。教学效果比传统的课堂理论教学效果显著。

对今年的教学过程进行分析总结，可开发更多与实际相关的项目，例如结合工程实例，分析常见的力学问题，鼓励学生们发挥创新。流体的输送过程维护可以实现教学做一体，但典型化工设备的运行维护管理，希望能结合合适的顶岗实习，完成相应考核，充分发挥化工机械基础的课程在精化专业的作用。

附几名学生的平时作业，部分实训的图片和实训报告、论文。

1．实训过程工作照片

紧张工作过程

探讨更合适的组装方法

测绘、组装中

2．平时作业

3．化工设备及管路拆装实训报告（部分）

4．化工设备的安全使用（通过网络和各种参数文献查阅相关资料，总结压力生产中典型化工设备的安全使用，并提交电子文档）

附件：学生论文两篇

化工压力容器设备的安全使用

精化1班　杨杏

压力容器是一种具有爆炸危险的、涉及生命安全、危险性较大的特种设备。由于压力容器作业具有“对操作者本人，尤其对他人和周围设施的安全有重大危害因素”，根据《特种设备安全监察条例》，压力容器作业为特种作业，压力容器操作人员为特种设备作业人员。

压力容器的安全操作要点

根据压力容器各自的特点和在生产工艺流程中的作用，都有其特定的操作程序和操作方法。操作内容一般包括：操作前的检查、开机准备、开启阀门、启动电源、调整工况、正常运行与停机程序等。尽管各种压力容器使用的工况不尽一致，但却有共同的安全操作要点，操作人员必须按规定的程序和要求进行。

一、对压力容器应有全面了解

压力容器操作人员在正式上岗操作之前，首先应该对自己所使用的压力容器有比较全面的了解，做到心中有数。这样，不仅有利于正确地操作，同时也有利于发现问题并及时进行处理。操作人员应了解和熟悉的问题有以下几个方面：

1．设备的来源及历史。

2．掌握设备的基本技术参数及结构。

3．熟悉工艺操作条件。

二、严格遵守安全操作规程

操作人员应精心操作，严格遵守压力容器安全操作规程和工艺操作规程。安全操作规程是根据生产工艺要求和容器的技术性能而制定的指令性技术法规，它至少应该包括以下的内容：

1．压力容器的操作工艺指标（含最高工作压力、最高或最低工作温度）。

2．压力容器的岗位操作法（含开、停车的操作程序和注意事项）。

3．压力容器运行中应重点检查的项目和部位、运行中可能出现的异常现象和防止措施，以及紧急情况的处置和报告程序。

4．压力容器的维护和保养。

安全操作规程一经制定，操作人员则必须严格执行，不得私自修改或变更。为了防止操作失误，有些单位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，实践证明是颇有成效的。

三、压力容器应平稳操作（四慢一稳；负荷平稳——控制压力、温度的波动）

平稳操作主要是指在使用过程中无论是加压、卸压、升温、降温等速度都不宜过快，应该缓慢进行，同时要保持容器在运行期间载荷的相对稳定。因为过高的加载速度，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冲击下发生脆性断裂。容器的急剧升温、降温也容易使容器产生过大的热应力。所以，尽可能平稳地加压、卸压、升温、降温对容器的安全是有利的。运行中操作压力频繁地或大幅度地波动对容器的抗疲劳破坏是不利的，应尽可能避免，保持操作压力平稳。

四、压力容器严禁超压运行

超压运行有可能使材料发生过度的塑性变形而导致容器的韧性破裂。因此，杜绝压力容器超压运行，是操作人员的一项重要的工作职责。压力容器超压的原因及其预防办法有以下几点：

1．避免操作失误而造成超压事故。对于压力来自器外压力源（如气体压缩机、蒸汽锅炉）的容器，超压大多是由于操作失误引起的。例如：①误将压力容器的出口阀关闭，而压缩机等还在不断地向容器内送气，致使容器压力急剧升高；②或者是误开不应该开启的阀门，使较高压力的气体进入容器内；③或将其他介质引入，产生化学反应而使压力容器压力升高；④减压装置失灵，也是造成超压的原因。预防操作失误最可靠的办法是装设安全连锁装置。在不具备这种条件的情况下，实行“安全操作挂牌制度”也是行之有效的一种简易办法。

2．对于容器内物料的化学反应而产生压力的容器，必须严格控制每次投料量及其杂质含量，并有防止超量的严密措施。这是因为加料过量或原料中混入杂质，往往使容器内反应后生成的气体密度增大或反应过速而造成超压。容器因超压爆破时，容器内介质与外面的空气混合形成爆炸性混合物，在碎片产生的火花引发下，又可能发生二次爆炸，造成更大的伤亡事故。

3．盛装液化气体的容器，应严格按规定充装量充装，并防止容器的意外受热。这类容器常因超量充装或意外受热、温度升高而发生超压。如容器内一旦充满液体，温度每升高1℃压力就会增大几个MPa而导致爆炸。对固定式液化气体储罐和槽车等容器应装设灵敏可靠的液位计。

五、压力容器严禁超温运行

制造压力容器用材的机械性能与其所处的温度有密切的关系。在高温条件下，金属材料在小于屈服极限时，也会发生蠕变。超温运行对压力容器安全带来的威胁虽然不像超压那样敏感，但长时间超温运行也可以直接或间接地导致容器的破坏。

六、压力容器操作人员应坚守岗位

操作人员在压力容器运行过程中，应坚守岗位，注意观察容器内介质反应情况，压力、温度的变化及有无异常情况，切忌脱岗。因为许多容器随着内部介质的反应及其他条件的影响，往往会出现异常情况。这就需要操作人员及时进行调节和处理，以满足工艺要求，并保证容器安全。否则，就有可能在操作人员脱岗的时间内，容器因压力升高，而又无人处理，最后导致事故的发生。

七、压力容器严禁带压修理或松紧螺栓

压力容器承压过程中，即使是容器内压力不高，也不得松动任何零部件或打开人孔、手孔等。这是因为容器内压力高于外界压力，一旦有松动或开口，容器内气体就会喷出。如果是高温或有毒介质就有可能发生工伤；如果容器内有高于正常沸点液体，当突然打开手孔或人孔时，压力急剧下降，液体就会出现剧烈的沸腾现象，并可能溢出伤人。

八、应坚持巡回检查

巡回检查是压力容器动态监测的重要手段，其目的是防止事故隐患。

九、操作人员应认真填写操作记录

操作记录是生产操作过程中的原始记录，它对保证产品质量、保证生产的顺利进行和确保安全生产起着重要作用。

所有操作人员都应认真及时、准确真实地记录容器实际运行状况。否则将会造成操作事故。操作记录一般应包括以下内容：

1．生产指挥系统下达的调度指令，包括开机方案、工艺指标及要求等。

2．进出容器的各种物料的温度、压力、流量、时间、数量和间歇操作周期。

3．容器的实际操作条件，包括不同时间下的压力、温度以及波动范围。

4．当班操作期间的操作内容。如机泵的开启和停机，阀门的开启和关闭，以及巡回检查的时间、内容及发现的异常情况等。

5．操作用工具的齐全情况和岗位环境卫生等情况。

6．交接班记录。操作人员在填写操作记录时，要严肃认真，字体要端正，数据要准确，记录要及时，严禁在操作记录本上乱涂乱改和事后补填，要保证记录本的干净、整齐、数据真实。

十、应对“跑、冒、滴、漏”及时处理

“跑、冒、滴、漏”现象既浪费资源、能源和污染环境，又是发生火灾、爆炸事故的重要原因之一，因此在巡回检查中若有发现，即应记录在卷并及时进行处理。（既要及时修理，又不能违反第七条——严禁带压修理或松紧螺栓）

十一、应掌握紧急情况处理方法

一旦容器在运行中出现紧急异常情况（例如压力和温度急剧上升而超过规定数值；安全阀或防爆片在规定的压力下没有开启排气或爆破；容器的零部件损坏或焊缝开裂引起泄漏；容器在使用中出现鼓包、变形等），只要在岗操作人员立即采取紧急措施，是完全可以转危为安，避免事故发生的。反之，容器一旦出现异常情况就惊慌失措，不采取正确措施，甚至放下容器不管而逃离现场，则情况就会恶化并导致事故的发生。

容器的异常情况有多种多样，它与介质、容器本身、生产工艺等因素有关，其形式也都互不相同。常见的异常情况及应采取的措施可归纳如下：

1．温度急剧升高。

2．压力上升。

3．容器的某一部件损坏、焊缝开裂而发生泄漏或容器发生变形时，应立即停止运行。

4．容器附近发生火灾，又不能及时扑灭，可能危及容器的安全时，也必须采取卸压出料、停止运行的措施，以防止由于火灾的高温引起事故。

十二、压力容器操作人员的“六个严格”

（一）严格进行交接班（安全、责任、质量的转换点）

1．为什么要严格进行交接班：现代化生产具有高度连续性、复杂性，压力容器品种规格繁多、结构复杂，且一般都在高温、高压、有腐蚀性介质的条件下连续运行，在使用上也是多人操作，不像一般机械行业的设备是专人专用。因此，设备的运行及工况变化只能通过观察来预测，也只能通过交接班来传达情况，使接班者能正确采取有效措施来维持设备的正常运行或及时停车检修排除隐患。可见，严格的交接班是安全生产的重要环节。

2．严格交接班的具体内容：（1）准时：接班人员应提前到达自己的工作岗位，进行预先检查；（2）对口交接；（3）严格认真：对重要数据如原材料和辅助材料的耗量、重要工艺指标，对有关的安全装置及操作控制仪表，对重要的生产工具等必须逐件交接；（4）坚持做到“五交”“五不交”：①“五交”a．交本班生产、工艺指标、产品质量和任务完成情况；b．交各种设备、仪表运行及设备、管道的“跑、冒、滴、漏”情况；c．交不安全因素及已采取的预防措施和事故处理情况；d．交原始记录是否正确完整和岗位区域的清洁卫生情况；e．交上级指令、要求和注意事项。②“五不交”：a．生产情况、设备情况不明不交；b．原始记录不清不交；c．工器具不齐全不交；d．岗位卫生不好不交；e．接班者马虎不严格不交；（5）严格手续，建立交接班记录。

（二）严格进行巡回检查（定时、定点、定路线）

1．为什么要严格进行巡回检查：在生产过程中，温度、压力、液位等工艺指标及设备运行工况经常随工艺条件的变化而变化，有时还有前后工段的制约和影响，这就要求操作人员根据这种变化情况随时采取适当措施来调整运行情况并控制工艺指标。但是由于压力容器操作人员往往需要同时操作多台设备，在自动化程度不太高的情况下，操作人员又不可能同时顾及本岗位的所有设备，因此，为了及时了解和掌握操作情况的变化，就必须严格进行巡回检查。

2．巡回检查的内容：（1）查工艺指标：如压力、温度、液位、反应时间、反应物的数量、浓度、成分等是否符合要求；（2）查设备：其运行情况、紧固情况、润滑情况是否完好；（3）查安全附件：如温度计、压力表、液位计的指示是否正确，安全阀、爆破膜（片）是否完好；（4）查是否有“跑、冒、滴、漏”；（5）检查是否有事故隐患。

3．巡回路线的确定力求合理，检查内容全面。

4．巡回检查周期：重点设备半小时一次，一般设备1小时一次。

5．巡回检查方法（看、听、摸、自动检测）：（1）听声音是否有不正常声音，以判断设备运行情况；（2）看仪器仪表显示数值、阀门开关位置、设备运行情况，以判断生产工艺及设备完好情况；（3）摸紧固件有无松动、设备运转是否平稳、设备表面温度是否正常，以判断设备运行完好情况；（4）有条件的应采用自动检测设备监视运行情况。

6．巡回检查后应做好检查记录，加强信息传递，做好操作运行的调整工作。

（三）严格控制工艺指标

1．严格控制工艺指标，能保证生产过程连续顺利进行，使企业得到最佳经济效益，确保生产过程中的安全。

2．严格控制工艺指标的方法（内容）：（1）建立健全工艺指标管理制度。每一个操作人员要形成一个明确的观念：工艺指标就是生产中的法律，必须严格遵照执行，不得违反；工艺指标一经确定，不得随意更改。（2）提高操作人员的技术素质。每一项工艺指标是由操作人员来控制执行的，操作人员的技术水平直接影响工艺指标的执行。操作人员的技术素质提高后，不但能严格控制工艺指标，而且能根据预测的物化反应及设备运行的变化趋势，及时采取调节措施，以尽量不使工艺指标偏离或及时纠正偏差，从而提高工艺指标的合格率。

（四）严格执行操作票（口说无凭，立字为据）

1．在生产过程中，为协调各部门的关系，完成某项操作而下达的程序指令称为操作票。如开、停车操作票，变换工艺条件操作票，停、送电操作票等。

2．严格执行操作票制度，是提高企业管理水平、防止发生意外事故的一项重要措施。

3．操作票由下达指令的部门填写，送交执行部门实施。

4．操作票内容：操作票上应填写操作项目、要求、起始时间、完成时间、操作安全注意事项等，并由下达人签字。执行人要按照指令要求，按时完成操作。

（五）严格遵守劳动纪律

现代化工业生产是靠严密的劳动组织来保证的，严密的劳动组织又是靠严格的劳动纪律来维持的。严格遵守劳动纪律是执行各项规章制度的前提条件。现代工业中瞬间多变的物化反应要求操作人员必须统一在严格的劳动纪律之下，精心操作，万万不可认为现代大工业生产自动化程度高而可以马马虎虎、自由自在。

（六）严格执行有关安全规定

压力容器操作人员在现场除严格执行以上五条要求外，还必须执行许多与安全生产有关的其他规定，如产品工艺规程、安全技术规程、检修安全规程、岗位操作法、安全动火规程、进入容器安全规定等。对这些规定，有的是自己要认真执行的；有的是配合其他工种执行的；有的则是在自己工作岗位管辖的范围内，监督别人执行的。在生产岗位上只有认真地执行有关的安全规定，才能保证生产的顺利进行。否则，就会引起许多事故。

压力容器的安全运行

开、停车阶段是压力容器最容易出事故的时期。

一、压力容器的投用

（一）投用前的准备工作

由于工艺条件的不同，压力容器的操作内容、方法、程序及注意事项也不尽相同。通常把压力容器及装置的操作划分为：机泵操作、罐区装卸操作、设备工艺操作三大部分。每种操作又可划分为若干项小单元操作，每项小单元的操作都有一定的操作规程和程序，都需要做特定的投用前的准备工作。做好投用前的准备工作，对完成单元容器操作，保证整个生产过程安全运行有着重要的意义。压力容器投用前要做好如下准备工作：

1．组织对压力容器及其装置进行全面检查和验收。检查验收的内容包括：（1）压力容器及其装置的设计、制造、安装、检修等质量应符合国家有关技术法规、标准的要求；（2）扩建、技术改造后的运行应能保证预定的工艺生产要求；（3）施工现场应清理干净；（4）操作平台上梯子、栏杆应完好；（5）安全装置应齐全、灵敏、可靠；（6）照明正常；（7）地沟盖板及下水井盖全部盖好，道路畅通；（8）消防设施齐全完好；（9）地面平整清洁；（10）操作及维修用工具、备件齐全；（11）水、电、蒸汽、氧气、通风正常。符合上述条件和要求者方可验收并予以开工，否则不得投入运行。

2．编制压力容器及装置的开工方案。开工方案应包括如下内容：（1）压力容器吹扫及贯通试压工作；（2）单元容器的试运转；（3）系统置换、驱赶空气；（4）抽撤盲板；（5）引进工艺介质及物料，建立循环；（6）转入正常生产。

压力容器开工方案应由车间领导、技术人员及有经验的操作人员共同编制，并报有关部门批准。对批准后的开工方案应组织操作人员认真学习，尤其对安装、检修后的设备技术状况、工艺变更部分和新增技术措施项目，应向操作人员详细讲解。

3．操作人员在操作前应做好以下准备工作：（1）按规定着装，带齐操作工具及防护用品；（2）检查本岗位的压力容器、机泵及工艺流程中的进出管线、阀门、电气设备、安全阀、压力表、温度计、液位计等各种设备及仪表附件的完善情况；（3）检查设备安全罩是否装齐摆正，试动各阀门是否灵活，检查系统阀门开关情况，应开的阀门是否开着（如压力表、液面计、取压点之根部阀、安全阀、爆破片装置之截止阀应开启），应关的阀门是否关闭（如所有取样阀、排放阀、放空阀等应处于关闭状态）。操作人员在确认压力容器及设备能投入正常运行后，才能启动系统投入。

（二）压力容器及其装置的开工与试运行

为确保一次开车成功，操作人员在车间领导的统一指挥下，严格执行开工方案，严格按工艺卡片的要求和操作规程操作。

1．吹扫贯通试压。在压力容器及装置内，安装、检修时可能残留部分焊渣、焊条头、铁屑、氧化皮等，要切实防止这些杂物堵塞管道、阀门，损坏机泵等设备，影响正常开工或导致事故发生。吹扫贯通时必须做好以下几项工作：（1）按照抽堵盲板图表，逐个抽出检修时所加的盲板，装好正常生产时需要加的盲板，加装盲板时要保证密封不泄漏；（2）要进行联合质量检查和设备试运行，压力容器及其工艺管道需按规定经过蒸汽吹扫、贯通，并经水或氮气试压合格，以检查整体系统通畅情况和气密性，试压用的压力表要经过校验合格；（3）按工艺流程逐个检查系统中的压力容器、机泵、阀门及装置，确保无误，要做到开工时不窜物料、不窜气、不憋压；（4）开工时对需驱除空气的压力容器及其装置或系统，应按规定的置换介质进行，不准留有死角，从容器顶部排出空气，直到符合规定的指标为止；（5）开工过程中，阀门启动频繁，操作人员由于紧张疲劳易出现漏洞，因此，应当坚持阀门操作复查制度，岗位操作完毕应及时报告工长，再由工长对阀门操作正确与否进行复查，以保证不出差错。

2．加强压力容器试运行中的检查。当压力容器经吹扫贯通试压合格后，在做好如下检查后即可投入试运行：（1）压力容器及其管道升温到规定温度时应停止升温，此时应对压力容器及其管道、阀门、附件等进行恒温热紧，因为这些装备都是在冷态下把紧的，升温后易发生泄漏，故应热紧以保证压力容器及其设备能适应长期运行的要求，热紧时对螺栓用力要均匀适当，防止螺栓断裂造成事故；（2）换热容器的启用，应先打开冷态液体阀门和放空阀向其注液，当液面达到规定位置时，缓慢或分数次开启蒸汽或热态其他液体阀门，做到先预热后加热，防止骤冷骤热有损换热器的寿命；（3）备用设备必须经过检查以保证其处于良好状态，以准备能随时启用；（4）机泵检修后要经过试运行，确认没有问题后方可停机备用；（5）在试运行中，操作人员应主动与检修人员密切配合，共同加强巡回检查。

3．压力容器及其装置进料。压力容器及其装置进料前要关闭所有放空阀门，然后按规定的工艺流程，经操作人员、班组长、车间值班领导三级检查后确认无误，才能启动机泵投料。在进料过程中，操作人员要沿工艺流程路线跟随物料进程进行检查，应特别注意泄漏问题，防止物料泄漏或走错流向。操作人员在操作调整工况阶段，应检查阀门的开启度是否合适。此时，压力容器及其装置虽已开工，但不等于隐患暴露充分，操作人员应密切注意运行的细微变化，严格执行工艺操作规程，做到精心平稳地操作，使压力容器及其装置的运行逐步走向正常化生产。

二、压力容器运行中的正确使用

压力容器从设计、制造、运行到服役期满的全过程中，运行是其主要环节，容器操作人员在容器运行期间要经常对容器进行检查，以便及时发现操作上或设备上所出现的不正常状态，采取相应的措施进行调整或消除，防止异常情况的扩大和延续，保证容器安全运行。

容器运行中的正确使用包括运行中工艺参数的控制和容器及其装置的检查两大方面。

（一）运行中工艺参数的控制

每台容器都有特定的设计参数。因此，可以说一台制造质量合格的压力容器在设计参数内运行应该是安全的，但是也必须认识到，即使合乎制造质量标准的容器，也不可避免地会存在质量标准允许存在的及检测手段难以发现的某些缺陷，更不用说可能存在的漏检情况。容器在长期运行中，由于压力、温度、介质腐蚀等复杂因素的综合作用，缺陷可能进一步扩展或产生新的缺陷。为使缺陷被控制在一定范围之内，运行中对工艺参数的安全控制，是压力容器正确使用的主要内容。

工艺参数主要是指温度、压力、流量、液位及物料配比等。防止超温、超压和物料泄漏是防止事故发生的根本措施。

1．温度控制。温度是介质或反应物在压力容器中的主要控制参数之一。不同的化学反应都有各自最适宜的反应温度，正确控制反应温度不但对保证产品质量、降低消耗、提高成品率有重要意义，而且是防止压力容器事故所必需的控制内容。温度过高可能会导致剧烈反应而使压力突增，造成冲料或容器爆炸；同时过高的温度会使容器材料的机械性能减弱，承载能力下降，容器变形。

温度过低则有可能造成反应速度减慢或停滞，当回到正常反应温度时，往往会因未反应物料过多而发生激烈反应引起爆炸；温度过低还会使某些物料冻结，造成管路堵塞或破裂，致使易燃物料泄漏而发生火灾和爆炸。

为严格控制温度，应从以下四个方面采取有力措施：

（1）除去反应热。化学反应一般都伴随着热效应，放出或吸收一定热量。为使反应在一定温度下进行，必须设法向反应系统中加入或移走一定的热量，以防温度波动太大发生危险。

（2）防止在反应中换热中断。化学反应中的热量平衡是保证反应正常进行所必需的条件。放热反应中余热的及时释放往往是预防超温超压事故的前提。若在生产工艺中不能保证换热系统正常工作，那么就必须具备中断换热的同时中断化学反应的手段。

（3）正确选择传热介质。常用的供热载体有水蒸气、水、矿物油、熔盐、烟道气等。正确选择供热载体对加热过程的安全有十分重要的意义。应尽量避免使用与反应物性质相抵触的物质作为热载体。例如：环氧乙烷很容易与水剧烈反应，这类物质的冷却或加热不能用水或水蒸气，而应该使用液体石蜡等作为传热介质。

（4）加强保温措施。合理的保温对工艺参数的控制、减少波动、稳定生产有利，同时也可以防止高温设备与管道对周围易燃易爆物质构成着火爆炸的威胁。保温材料应由不燃烧物质组成。

2．压力、温度波动的控制。压力容器在反复的载荷作用下可能产生疲劳破坏。疲劳破坏往往是从压力容器的高应力区域开始的，压力容器的开孔接管、焊缝、转角、支承部位及其他几何形状的突变处产生的局部峰值应力，往往数倍于容器的设计应力，当其超过材料的屈服极限时，材料内部微组织就产生了塑性变形。尽管一次的变形量极小，但在交变载荷反复作用下，会萌生裂纹或使原有裂纹扩展，最后导致容器的破坏。为此，从工艺参数控制的角度出发，应注意以下三点：

（1）工艺上间断的操作和开停车，造成压力、温度的大幅波动。这一情况，有些是操作工艺所要求的，而在设计压力容器时已作了考虑。但就操作而言，仍应尽量做到压力、温度的升降平稳，突然的开停车应尽量避免。

（2）对要求压力、温度稳定的工艺过程，则要防止压力的急剧升降，使操作工艺指标稳定。对于高温压力容器或低温压力容器，应尽可能减缓温度的突变，以降低热应力。

（3）介质参数的控制还应注意到容器的结构特点。例如：对有衬里的压力容器，如果降温降压速度过快，可能会造成衬里鼓包；对于管壳式换热器，若温度急剧大幅度变化，可能会使管子与管板的连接焊缝或管子本身受到损伤。

3．介质腐蚀性的控制。从理论上讲，钢材受介质的腐蚀是不可避免的。因而，在设计时只能按介质的腐蚀性及容器的使用温度等条件，选用合适的材料，这是最重要也是最根本的防腐蚀方法。同时也应该看到，在操作过程中介质的工艺条件对容器的腐蚀有巨大的影响。因此必须严格控制介质的成分、流速、温度、水分、pH值等工艺指标，以减小腐蚀速度，延长使用寿命，保证运行安全。

（1）介质的成分和浓度的影响。一般来说，随着溶液浓度的增加，其对金属材料的腐蚀性也增大。但对酸而言，浓度的影响不一，如盐酸，一般浓度愈大，腐蚀愈严重。碳钢、不锈钢等在浓度为50％左右的硫酸中腐蚀最严重，而当浓度增加到60％以上时，腐蚀反而急剧下降。

（2）杂质含量的影响。在某些特定条件下，正是由于杂质的存在而引起了严重的腐蚀，如在酸溶液中含有微量氯离子，就会形成腐蚀性很强的盐酸，即使在中性溶液中，氯离子也会破坏钝化膜，使不锈钢这类易钝化的金属产生孔蚀；原油和石油产品中如含有少量硫，腐蚀就剧增；大气中含有微量二氧化硫或硫化氢，也会腐蚀性大大增加，还能引起设备的应力腐蚀破裂。

（3）介质温度的影响。腐蚀是一种化学反应，每升温10℃，腐蚀速度约增加1～3倍。通常腐蚀速率总是随温度上升而增加。

（4）pH值的影响。一般pH值越小，对金属的腐蚀则越大。

（5）含水量的影响。气体和非水液体的含水量有时对腐蚀起着重要作用。由于水能溶解多种介质而形成电解质溶液，从而导致电化学腐蚀。

（6）流速的影响。多数情况下，流速越高，腐蚀越大。但对于易钝化的金属，当流速增大时，如果氧化能力使金属达到钝态，腐蚀反而会下降。缝隙和死角处氧化不易达到，最易遭受局部腐蚀，而高流速可减轻这种危害，特别是对易产生孔蚀的钝态金属如不锈钢、铝等更为有利。当然，流速过大总是不利，它会冲刷保护膜，产生涡流、湍流、空泡，引起严重的冲击、磨损和空泡腐蚀。

三、压力容器的停止运行（正常停运和紧急停运）

（一）正常停止运行

由于容器及设备按生产要求需进行定期检验、检修、技术改造，或因原料、能源供应不及时，或因容器本身要求采用间歇式操作工艺等正常原因而停止运行，均属正常停止运行。

正常停运的操作要点如下：

1．编制停工方案：压力容器及其装置的停工过程是一个变动操作参数的过程，在较短时间里各台容器的操作温度、压力、液位等不断发生变化，需要进行切断物料、返出物料、容器及设备吹扫、置换等大量工作。操作人员频繁地开关阀门，塔上塔下系统管线连续检查作业，劳动强度大，环境气氛乃至精神上都处于紧张状态。倘若没有一个统一的停工方案，很容易发生错误操作，损坏系统的设备、管线、仪表等，严重的还会导致危及生命的事故。停工方案一般应包括以下内容：（1）停工周期（包括停工时间和开工时间）及停工操作的程序和步骤；（2）停工过程中控制工艺参数变化幅度的具体要求；（3）容器及设备内剩余物料的处理、置换、清洗及必须动火的范围；（4）停工检修的内容及要求、组织措施及有关制度。

2．注意事项：（1）控制降温速度。对于高温下工作的压力容器，急剧降温，会使容器产生疲劳现象和较大温差应力，严重时会使容器产生裂纹、变形、零件松脱、连接部位发生泄漏等现象，以致造成重大事故，因而应控制降温速度；（2）采用降温方法的降压。对于储存液化气体的容器，由于液化气体具有气液共存的特点，容器内的压力取决于温度，所以单纯排放液化气体达不到降压的目的，必须先降温，才能实现降压；（3）清除干净剩余物料。容器内的剩余物料大多系有毒、易燃、易爆等有害物质，若不清除干净，无法进入容器内部进行检查和处理；（4）准确执行各种操作。例如开关阀门操作动作要缓慢，观察物料流通情况，逐步进行。蒸汽介质要先开排凝阀，待排净凝结水后即关闭排凝阀，再逐步打开蒸汽阀，防止水击损坏设备或管道；（5）杜绝火源。对残留物料的排放与处理应采取相应措施。可燃气体应排至安全区域；要清除设备表面、梯子平台、地面的油污、易燃物等。停工操作期间，容器周围应杜绝一切火源。

（二）紧急情况下的停止运行

1．压力容器在运行过程中如发生下列异常现象之一时，操作人员应立即采取紧急措施，并按规定的报告程序，及时向本厂有关部门报告。（1）压力容器工作压力、介质温度或壁温超过允许值，采取措施仍不能得到有效控制；（2）压力容器的主要受压元件发生裂缝、鼓包、变形、泄漏等危及安全的现象；（3）安全附件失效；（4）接管、紧固件损坏，难以保证安全运行；（5）发生火灾等直接威胁到压力容器安全运行；（6）过量充装；（7）压力容器液位超过规定，采取措施仍不能得到有效控制；（8）压力容器与管道发生严重振动，危及安全运行。

2．紧急停止运行的操作步骤：（1）迅速切断电源，使向容器内输送物料的运转设备如泵、压缩机等停止运转；（2）联系有关岗位停止向容器内输送物料；（3）迅速打开出口阀，泄放容器内的气体或其他物料，使容器压力下降；（4）必要时打开放空阀，把气体排入大气；（5）对于系统性连续生产的压力容器，紧急停止运行时必须做好与前后有关岗位的联系工作；（6）操作人员在处理紧急情况的同时，应立即与上级主管部门及有关技术人员取得联系，以便有效地控制险情，避免发生更大的事故。

在紧急情况处理完以后要查明原因，总结经验，并进行书面报告。

压力容器的维护保养

压力容器的维护保养工作，是延长设备使用寿命，防止在运行中发生事故的一项重要措施。压力容器的维护保养工作，管理人员要管，检修人员要管，操作人员也要管，只有大家都重视并做好这项工作，使压力容器经常处于完好状态，安全生产才会有可靠的保证。压力容器的维护保养内容包括：日常维修、大修及停用期间的维护保养等。维护保养的对象不仅包括压力容器本体，也应包括各种附属装置、仪器仪表，以及支座基础、连接的管道阀门等。

一、压力容器设备的完好标准

（一）运行正常，效能良好。其具体标志为：

1．容器的各项操作性能指标符合设计要求，能满足正常生产需要。

2．操作过程中设备运转正常，易于平稳地控制各项工艺参数。

3．密封性能良好，无泄漏现象。

4．带搅拌的容器，其搅拌装置运转正常，无异常振动及杂音，搅拌轴的摆动应符合有关规定；润滑系统畅通、好用。

5．管壳式换热器的胀口、焊口、管子、各部位法兰处无泄漏、渗漏、无严重结垢。

6．塔类设备的各部进出口、放空口无堵塞现象。

7．带夹套的容器加热或冷却其内部介质的功能良好。

（二）装置完整、整洁，质量良好。一般来说，包括以下各项要求：

1．压力容器本体及附属设备零部件完整，齐全；地脚螺栓及各连接螺栓均应满扣、整齐、紧固。

2．设备所属安全装置、指示及控制装置齐全、灵敏、可靠，并定期进行了校验。

3．设备本体及附属装置整洁、保温及油漆完好，梯子、平台、栏杆完整并牢固。

4．基础、支座完整牢固，没有不均匀下沉现象。

5．主体及附属设备可拆卸的连接处、管线、管件、阀门、人（手）孔、法兰等处无“跑、冒、滴、漏”现象。

6．紧急放空设施齐全、畅通。

7．容器内部构件无损坏。

8．技术资料齐备、准确、有完整的设备技术档案。

9．压力容器在规定的期限内进行了定期检验，安全性能良好，并已办理了使用登记手续。

二、压力容器的防腐蚀

压力容器常常在高温、高压、磨损等不利因素下操作，介质对金属还具有腐蚀性。腐蚀是压力容器一大危害，尤其在化工厂因腐蚀引起的破坏事故占整个设备事故的50％以上，因此做好压力容器的防腐蚀工作，是压力容器日常维护保养的一项重要内容，是保证压力容器安全运行的重要措施。压力容器的防腐蚀从以下两个方面着手进行：

（一）保持完好的防腐层

工作介质对材料有腐蚀性的容器，常采用防腐层来防止介质对器壁的腐蚀，常用的防腐措施有涂漆、喷镀或电镀、搪瓷或搪玻璃、非金属（常为橡胶或树脂类高分子涂层）或金属衬里等。如果这些防腐层损坏，工作介质将直接接触器壁而产生腐蚀。所以必须保持防腐层完好无损，为此在使用这类压力容器时应注意以下几点：

1．要经常注意防腐层有无脱落，衬里是否开裂或焊缝处是否有渗漏现象。发现防腐层损坏时，即使是局部的，也应该经过修补等妥善处理后才能继续使用。

2．装卸固体物料或容器内件时应避免挂落或碰坏防腐层。

3．带搅拌的压力容器应防止搅拌器叶片与器壁碰撞。

4．装有填料的压力容器，填料应布放均匀，防止流体介质的偏流磨损。

（二）消除产生腐蚀的因素

有些容器的工作介质，只有在某些特定条件下才会对材料产生腐蚀，因此要尽力消除这种能引起腐蚀的因素。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，故应尽量采取干燥、过滤等措施，以除去气体中所含的水分；又如盛装氧气的容器，常因氧气中带有较多的水分而积存在容器的底部，造成水和氧气交界面处的严重腐蚀，要防止这种局部腐蚀，最好使氧气干燥或在使用中经常排放容器中的积水。

三、压力容器“跑、冒、滴、漏”的消除

“跑、冒、滴、漏”不仅浪费原料和能源，污染环境，恶化操作条件，而且还会造成局部腐蚀设备，严重的还会因此发生破坏事故。

四、压力容器停用期间的维护保养

对于长期停用或临时停用的压力容器，也应加强维护保养。从某种意义上讲，一台停用期间保养不善的容器甚至比正常使用的容器损坏得更快。许多事例说明，有些容器恰恰是忽略在停用期间的维护而造成日后事故的。

停用容器的维护保养措施归纳起来有以下五点：

1．停止运行的容器，一定要将其内部介质排除干净。特别是对腐蚀性介质，要经过排放、置换、清洗、吹干等技术处理。要防止容器的“死角”积存有腐蚀性介质。

2．经常保持容器的干燥和洁净，防止大气腐蚀。实验证明，干燥的空气对碳钢等铁碳合金一般是不产生腐蚀的，只有在潮湿的情况下（相对湿度超过60％时），腐蚀才产生。实验测定：在相对湿度为88％、含有0.01％二氧化硫的空气中，混入灰尘、煤粒时对铁的腐蚀要比不含这些尘土时增大50％～100％。因此，为了减轻大气对停用容器的腐蚀，应保持容器表面清洁，经常把散落在上面的灰尘、灰渣及其他污垢擦洗干净，并保持容器及周围环境的干燥。此外，潮湿气不但会加速容器器壁的腐蚀，而且还会使容器内已存在的缺陷扩展。

3．要保持容器外表面的防腐油漆层完整无损，发现油漆脱落或剥落时，要及时补涂。

4．螺栓的螺纹部分要涂以防锈脂，较大的螺母应加防护罩。

5．对于液面计和仪表等，要经常清理，冬季还要注意防冻。

五、安全装置维护保养

要使安全装置经常处于良好状态，保持灵敏准确、可靠好用，必须在压力容器的运行过程中和停用时都要加强对它的维护保养。

典型化工设备（换热器）的维护管理

精化2班　何盼盼

压力容器中换热器占很大比例，下面以换热器为例加以说明。换热器的种类很多，操作方法大同小异，它们的共同特点是利用两种物料间大量的接触面积进行热交换，以完成冷却、冷凝、加热和蒸发等化工过程。而热交换器的操作条件、换热介质的性质、腐蚀速度和运行周期决定了换热器维护管理的内容。现以广泛使用的列管式换热器为例，介绍其维护管理方法。

一、启动

1．首先利用壳体上附设的接管，将换热器内的气体和冷凝液（如果流体为蒸汽时）彻底排净，以免发生水击作用，然后打开排气阀。

2．先通入低温流体，当液体充满换热器时，关闭放气阀。

3．缓缓通入高温流体，以免由于温差大，流体急速通入而产生热冲击。

4．温度上升至正常操作温度期间，对外部的连接螺栓应重新紧固，以防垫片密封不严而泄漏。

二、停车

1．首先切断高温流体，待装置停车前再切断冷流体。当石油化工生产需要先切断低温流体时，可采用旁路或其他方法，同时停止高温流体的供给。如果较早地切断冷流体，则可能因热膨胀而损坏设备。

2．换热器停车后，必须将换热器内残留的流体彻底排出，以防冻结、腐蚀和水锤作用。

3．排放完液体后，可吹入空气，使残留液体全部排出。

三、运行和维护

1．对于采用法兰连接的密封处，因螺栓随温度上升（150℃）而伸长，紧固部位发生松动，因此，在操作中应重新紧固螺栓。

2．对于高温、高压和危险有毒的流体，对其泄漏要严格控制，应注意以下几点：（1）从设计角度出发，应尽量减少法兰连接，少使用密封垫片；（2）从安装角度出发，紧固操作要方便；（3）采用自紧式结构螺栓，这样在升温升压时不需要重新紧固。

3．换热器操作一段时间后，性能会降低，应注意以下几个问题：（1）传热表面上结垢严重，传热效果显著下降；（2）污垢将使管内径变小，流速相应增大，压力损失增加；（3）产生管子胀口泄漏及腐蚀；（4）操作条件不符合设计要求，使材料产生疲劳损坏。

4．为使换热器长期连续运行，必须定期进行检查与清洗。

四、检查与清洗

换热器的检查与清洗分两个阶段进行。

（一）操作运行中的检查和清洗

操作运行中的检查和清洗是一种积极的维护方法，它既能早期发现异常并采用相应的措施，也可保持管束表面清洁，保证传热效果和防止腐蚀。

1．定期检查流量、压力、温度等操作记录。（1）如果发现压力损失增加，说明管束内外有结垢和堵塞现象发生；（2）如果换热温度达不到设计工艺参数要求，说明管内、外壁产生污垢，传热系数下降，传热速率恶化；（3）通过低温流体出口取样，分析其颜色、比重、黏度来检查管束的破坏、泄漏情况，如果冷却水的出口黏度高，可能是因为管壁结垢、腐蚀速度加快和管束胀口泄漏所致。

2．定期检查壳体外表面的腐蚀和磨损情况，通常采用超声波测厚仪或其他非破坏性测厚仪器，从外部测定估计产生腐蚀、减薄的壳体部位。

3．清洗。操作中清洗一般是指管内侧的清洗，对于易结垢的流体，可定期暂时地增加流量或进行逆流操作，以除去管内壁的污垢；也可根据流体种类注入适宜的化学药品，将污垢溶解除去。

（二）停车时的检查与清洗

1．检查清洗管内外表面的结垢情况、有无异物堵塞和污染的程度。

2．测定壁厚，检查管壁减薄和腐蚀情况。

3．检查焊接部位的腐蚀和裂纹情况。

因焊接部位较母材更易腐蚀，故应仔细检查。管子与管板焊接处的非贯穿性裂纹可用着色法检查。对发生破坏前正在减薄的黑色及有色金属管壁和点蚀情况的检查，国外采用涡流（电磁）测试技术。检查的部位有侧面入口管的管子表面、换热管管端入口部位、折流板和换热器接触部位和流体拐弯部位。

管束内部检查，可利用管内检查器或利用光照进行肉眼检查。对管束装配部位的松动情况，可使用试验环进行测漏试验检查，根据泄漏情况可检查出管子穿孔、破裂及管子与管板接头泄漏的位置，应再进行胀管或焊接装配。

4．清洗。换热器解体后，可根据换热器的形状、污垢的种类和使用厂的现有设备情况，选用适宜的清洗方法。

（1）水力清洗：即利用高压泵喷出高压水以除去换热器管外侧污垢。

（2）化学清洗：即采用化学药液、油品在换热器内部循环，将污垢溶解除去。此方法的特点：①是可不使换热器解体而除污，有利于大型换热设备的除垢；②是可以清洗其他方法难以清除的污垢；③是在清洗过程中不损伤金属和有色金属衬里。现在，有很多清洗剂生产企业生产的清洗剂可供选用，也有很多专业清洗公司可供选择。

（3）机械清洗：该法用于管子内部清洗，在一根圆棒或管子的前端装上与管子内径相同的刷子、钻头、刀具，插入管子，一边旋转一边向前（或向下）推进以除去污垢。此法不仅适用于直管也适用于弯管，对于不锈钢管则可用尼龙刷代替钢丝刷。

五、常见故障原因与对策

1．法兰泄漏

法兰泄漏常发生在螺栓紧固部位和旋入处，螺栓随温度上升而伸长，紧固部位发生松动。预防措施有：①尽量减少连接法兰；②紧固作业要方便；③采用自紧式结构螺栓。

2．垢导致热效率降低

流体中含有固体、悬浮物；冷却水中的藻类、细菌、泥沙都会导致严重结垢。预防措施有：①充分掌握易污部位、致污物质、污垢程度，定期进行检查；②当流体很容易形成污垢时，必须采用容易检查、拆卸、清理的设备结构。

3．管子的腐蚀、磨耗

管子的腐蚀主要有：①污垢腐蚀；②流体为腐蚀性介质；③管内壁有异物积累，发生局部腐蚀；④管内流速过大，发生磨损；流速过小，则异物易附着管壁产生电位差而导致腐蚀。

预防措施主要有：①定期进行清洗；②提高管材质量，如缺乏适宜的材料，要增加管壁厚度，或者在流体中加入腐蚀抑制剂；③在流体入口前设置滤网、过滤器等将异物除去；④使管内流速适当；⑤在管入口端插入200mm长的合成树脂等保护管。

4．管子振动

①管与泵、压缩机共振；②回转机械产生的直接脉动冲击；③侧面进入的高速蒸汽等对管子的冲击；④管子振动是由于流速、管壁厚度、折流板间距、列管排列等综合因素引起的。

预防振动采取的措施：①在流体入口前加装缓冲槽防止脉动；②折流板上的管孔径采用紧密配合，不要过大；③减少折流板间距，使管的振幅变小；④加大管壁厚度和折流板厚度。

5．管子组装部位松动形成的泄漏

主要原因是：①管振动；②开停车和紧急停车造成的热冲击；③定期检修时操作不当产生的机械冲击。

采取的措施：①重新胀管，检修中对某根管子进行胀管装配时，要对周围的管子进行再胀管，以免松动；②对于胀管部位不允许泄漏的设备宜采用焊接装配。