《壓力容器與管道安全評價 第2版》 教案大綱

《壓力容器及管道安全技術》課程教學大綱一、基本信息中文名稱：壓力容器及管道安全技術英文名稱：SafetyTechnologyofPressureVesselsandPipelines開課單位：機電工程學院課程號：屬性：理論學分：2.5總學時：40實踐學時：4上機學時：0適用專業：過程裝備與控制工程先修課程：過程設備設計1過程設備設計2過程機械金屬腐蝕與防護技術二、課程簡介按照工程教育認證機械類專業補充標準要求，本課程面向過程裝備與控制工程專業開展安全科學和評價技術相關的本科教學，其目的是培養學生具備分析壓力容器及管道安全問題的能力，并能依據安全評價相關法律法規標準規定等要求提出控制方案，組織安全評價活動。本課程主要包括緒論、系統安全評價技術、燃燒爆炸分析與控制、泄漏擴散分析與控制、壓力容器安全評價和壓力管道安全評價6部分。通過本課程的學習，學生能夠識別、評價壓力容器及管道運行過程中存在的主要危險因素，并采取合理可行措施來預防及控制事故的發生或發展。三、課程目標通過對本課程的學習，學生能夠具備以下知識、能力和素質：掌握現代生產過程中安全科學、安全技術和安全評價的基本理論和基本知識。能夠運用系統安全分析方法進行復雜生產過程的危險因素評價。能夠采取合理可行的技術和管理等措施來預防及控制壓力容器及管道事故的發生或發展。四、課程的主要學習內容和學時分配（一）理論教學(36學時)1緒論（2學時）目的與要求：掌握壓力容器與壓力管道的定義及特點，熟悉壓力容器與壓力管道的分類，了解壓力容器與壓力管道在工業生產中的應用。教學建議：采用啟發式的教學方式，采用理論與實例相結合的教學手段，結合課堂提問和測試，促進學生對重點知識的掌握。1.1壓力容器概述（1學時）1.1.1壓力容器的定義1.1.2壓力容器的分類1.1.3壓力容器的特點1.1.4壓力容器在工業生產中的應用【重點：壓力容器的定義】【重點：壓力容器的特點】1.2壓力管道概述（1學時）1.2.1壓力管道的定義1.2.2壓力管道的分類1.2.3壓力管道的特點1.2.4壓力管道在工業生產中的應用【重點：壓力管道的定義】【難點：壓力管道的特點】2系統安全評價技術（11學時）目的與要求：掌握系統安全評價的概念、內容和程序，熟悉常見評價對象的危險危害因素辨識原則，掌握并能熟練運用常用的系統安全評價方法，掌握安全性評價單元劃分方法，掌握安全評價方法的選擇原則。教學建議：采用啟發式的教學方式，采用理論與實例相結合的教學手段，結合課堂提問和測試，促進學生對重點知識的掌握。2.1系統安全評價概述（1學時）2.1.1安全評價的內容2.1.2安全評價的目的和意義2.1.3安全評價的依據2.1.4安全評價的程序【重點：安全性評價的內容】【難點：安全評價的程序】2.2系統危險危害因素辨識（0.5學時）2.2.1生產工藝過程的危險危害因素辨識2.2.2設備或裝置的危險危害因素辨識2.2.3危險化學品的危險危害因素辨識2.2.4作業環境的危險危害因素辨識2.2.5儲運過程的危險危害因素辨識【重點：各過程的危險危害因素】【難點：危險危害因素的辨識方法】2.3系統安全評價方法（8.5學時）2.3.1安全評價方法的分類2.3.2基于風險的檢測（RBI）法2.3.3安全檢查表2.3.4預先危險性分析2.3.5危險和可操作性研究2.3.6作業條件危險性評價法2.3.7故障類型與影響分析2.3.8概率評價法2.3.9事故樹分析法2.3.10事件樹分析法2.3.11道化學公司火災、爆炸危險指數評價法2.3.12蒙德火災、爆炸、毒性指數評價法2.3.13日本勞動省化工廠六階段安全評價法【重點：安全檢查表、預先危險性分析、危險和可操作性研究、事故樹分析法】【難點：事故樹分析法、事件樹分析法】2.4評價單元劃分和評價方法的選擇（1學時）2.4.1評價單元劃分2.4.2評價方法的選擇2.4.3應用實例【重點：評價方法的選擇】【難點：評價方法的選擇】3燃燒爆炸分析與控制（9學時）目的與要求：了解燃燒的基本概念、形式、類型及特征、爆炸的基本概念、形式、類型及特征；掌握爆炸的安全評價方法、掌握燃燒和爆炸的理論分析與影響范圍的分析計算；熟悉可采取的防火防爆措施。教學建議：采用啟發式的教學方式，采用理論與實例相結合的教學手段，結合課堂提問和測試，促進學生對重點知識的掌握。3.1燃燒（3學時）3.1.1燃燒3.1.2燃燒的分類3.1.3燃燒過程和燃燒理論3.1.4燃燒的特征參數【重點：自燃、閃燃、點燃的定義及區別，燃燒三要素及四面體學說，燃燒的過程，燃燒的活化能理論及鏈鎖反應理論】【難點：不同物質燃燒過程的區別，用活化能理論及鏈鎖反應理論描述燃燒現象】3.2爆炸（4學時）3.2.1爆炸3.2.2爆炸分類3.2.3爆炸發生的條件3.2.4爆炸極限理論3.2.5爆炸極限的影響因素3.2.6爆炸極限的計算【重點：爆炸極限的影響因素及計算方法，爆炸最高溫度和最高壓力的計算】【難點：爆炸極限及爆炸最高溫度、壓力的計算】3.3防火防爆措施（2學時）3.3.1控制可燃可爆物質3.3.2著火源及其控制3.3.3限制事故危害范圍的工程技術措施3.3.4火災和爆炸事故的撲救措施【重點：防止可燃可爆系統形成的方法、火災的局域化措施】【難點：防止可燃可爆系統形成的方法】4泄漏擴散分析與控制（5學時）目的與要求：掌握壓力容器的常見泄漏源及泄漏量計算方法，掌握泄漏物質擴散方式及影響因素，熟悉泄漏物質擴散分析方法，掌握泄漏控制方法及預防措施。教學建議：采用啟發式的教學方式，采用理論與實例相結合的教學手段，結合課堂提問和測試，促進學生對重點知識的掌握。4.1常見泄漏源及泄漏量計算（3學時）4.1.1常見泄漏源4.1.2泄漏量計算【重點：小孔泄漏源模式的計算】【難點：小孔泄漏源模式的計算】4.2泄漏物質擴散方式及擴散模型（1.5學時）4.1.1擴散方式及影響因素4.1.2擴散模型【重點：擴散模型類型及其分析計算】【難點：有界點源擴散模型中有害物質濃度及覆蓋范圍的計算】4.3泄漏原因分析及控制（0.5學時）4.3.1泄漏原因分析4.3.2泄漏危險控制4.3.3泄漏應急處理【重點：泄漏原因分析及控制】【難點：泄漏原因分析及控制】5壓力容器安全評價（5學時）目的與要求：掌握壓力容器的失效形式及預防措施，掌握壓力容器的爆炸能量估算，掌握壓力容器事故破壞能量的估算，掌握壓力容器事故常規分析方法和系統工程分析方法，5) 了解壓力容器的安全狀況等級評定。教學建議：采用啟發式的教學方式，采用理論與實例相結合的教學手段，結合課堂提問和測試，促進學生對重點知識的掌握。5.1壓力容器的失效形式及預防（2學時）5.1.1韌性破裂5.1.2脆性破裂5.1.3疲勞破裂5.1.4腐蝕破裂5.1.5蠕變破裂【重點：壓力容器的破壞形式及原因分析】【難點：壓力容器破壞原因的判斷】5.2壓力容器的爆炸危害及事故分析（2學時）5.2.1壓力容器的爆炸能量估算5.2.2壓力容器的爆炸危害5.2.3壓力容器事故的常規分析5.2.4壓力容器事故的系統工程分析【重點：壓力容器事故的分析】【難點：壓力容器的爆炸能量估算】5.3壓力容器的安全狀況評定（1學時）5.3.1壓力容器的安全狀況等級5.3.2壓力容器安全評價實例分析【重點：缺陷的處理的一般原則，壓力容器修復工作的要點】【難點：如何對壓力容器缺陷進行處理】6壓力管道安全評價（4學時）目的與要求：掌握壓力管道強度及應力分析的基本方法，掌握壓力管道事故分析的基本方法，了解油氣管道的失效事故樹分析方法，熟悉壓力管道完整性管理的內容和流程。教學建議：采用啟發式的教學方式，采用理論與實例相結合的教學手段，結合課堂提問和測試，促進學生對重點知識的掌握。6.1壓力管道強度及應力分析（2學時）6.1.1壓力管道的載荷和應力分類6.1.2壓力管道的強度計算6.1.3壓力管道的熱應力分析及補償【重點：影響管道風險的基本因素】【難點：影響管道風險的基本因素在管道安全評價中的應用】6.2壓力管道的失效及事故分析（0.5學時）6.2.1壓力管道的失效模式6.2.2壓力管道事故類型及特點6.2.3壓力管道的事故原因6.2.4壓力管道事故的分析【重點：壓力管道事故的分析方法】【難點：壓力管道事故的原因分析】6.3油氣管道的失效事故樹分析（0.5學時）6.3.1天然氣管道失效事故樹分析6.3.2原油管道失效事故樹分析【重點：失效事故樹的定性分析】【難點：失效事故樹的構造】6.4油氣輸送管道的完整性管理（1學時）6.4.1完整性管理的概述6.4.2完整性管理的實施【重點：完整性管理的基本內容】【難點：完整性管理的實施流程】（二）實驗教學（4學時）目的和要求：熟悉本課程相關的研究方法，掌握本課程有關的實驗操作與分析方法，完成燃燒和爆破方面的實驗內容，分析、解釋實驗結果，形成結論并提出建議，達到能解決壓力容器