1、移动式压力容器操作人员理论知识基础知识 D1 基础知识基础知识 D1.1 危险品分类。D1.2 容器内介质特性。D1.3 气体的危险特性。D1.4 常用介质的主要特性、用途及危害与防护。占10%D 1.1 化学危险物品分类化学危险物品分类 一、化学危险物品的概念 凡具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等危险性质，在运输、装卸、生产、使用、储存、保管过程中，于一定条件下能引起燃烧、爆炸，导致人身伤亡和财产损失等事故的化学物品，统称为化学危险物品化学危险物品。目前常见的、用途较广的约有2200余种。二、化学危险物品分类 化学危险物品按其具有的危险性或最主要的危险性分为九个类别。现分别介绍如下：第第1
2、类类 爆炸品爆炸品 所谓爆炸品是指包括爆炸性物质和爆炸性物品以及为产生爆炸或烟火实际效果而制造的物质或物品。属于下列情况之一的即为爆炸品。有整体爆炸危险的物质和物品；有迸射危险，但无整体爆炸危险的物质和物品；有燃烧危险并有局部爆炸危险或局部迸射危险或这两种危险都有，但无整体爆炸危险的物质和物品；包括：1)可产生大量辐射热的物质和物品；2)相继燃烧产生局部爆炸或迸射效应或两种效应兼而有之的物质和物品。不呈现重大危险的物质和物品，包括运输中万一点燃或引发时仅出现小危险的物质和物品；其影响主要限于包件本身，并预计射出的碎片不大、射程也不远，外部火烧不会引起包件内全部内装物的瞬间爆炸；有整体爆炸危险的
3、非常不敏感物质。包括有整体爆炸危险性、但非常不敏感以致在正常运输条件下引发或由燃烧转为爆炸的可能性很小的物质；船舱内装有大量该物品时，由燃烧转为爆炸的可能性较大 无整体爆炸危险的极端不敏感物品。即：含有极端不敏感起爆物质、并且其意外引发爆炸或传播的概率可忽略不计的物品。本项物品的危险仅限于单个物品的爆炸 第第2类类 气体气体 所谓气体，指在50时，蒸气压力大于300 kPa的物质，或20时在101.3 kPa标准压力下完全是气态的物质。气体包括压缩气体、液化气体、溶解气体和冷冻液化气体、一种或多种气体与一种或多种其他类别物质的蒸气的混合物、充有气体的物品和烟雾剂。易燃气体；易燃气体是指在20和
4、101.3 kPa条件下：与空气的混合物按体积分类占13或更少时可点燃的气体，或不论易燃下限如何，与空气混合，燃烧范围的体积分数至少为12的气体。非易燃无毒气体；在20压力不低于280kPa条件下运输或以冷冻液体状态运输的气体，并且是：1)窒息性气体会稀释或取代通常在空气中的氧气的气体；2)氧化性气体通过提供氧气比空气更能引起或促进其他材料燃烧的气体；3)不属于其他项别的气体。毒性气体。毒性气体包括：已知对人类具有的毒性或腐蚀性强到对健康造成危害的气体和半数致死浓度LC50值不大于5000mL/m3，因而推定对人类具有毒性或腐蚀性的气体。第第3类类 易燃液体易燃液体易燃液体包括：易燃液体和液态
5、退敏爆炸品。易燃液体是指在其闪点温度（其闭杯试验闪点不高于60.5，或其开杯试验闪点不高于65.6）时放出易燃蒸气的液体或液体混合物，或是在溶液或悬浮液中含有固体的液体；还包括：在温度等于或高于其闪点的条件下提交运输的液体；和以液态在高温条件下运输或提交运输、并在温度等于或低于最高运输温度下放出易燃蒸气的物质。标准条件下，能够使液体释放出足够的蒸气而形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液体最低温度叫闪点。第第4类类 易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃气体的物质易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃气体的物质易燃固体，包括：1)容易燃烧或摩擦可能引燃或助燃的固体；2)可能发生强烈放热反应的自反
6、应物质；3)不充分稀释可能发生爆炸的固态退敏爆炸品。易于自燃的物质，包括：1)发火物质；2)自热物质。遇水放出易燃气体的物质；与水相互作用易变成自燃物质或能放出危险数量的易燃气体的物质。第第5类类 氧化性物质和有机过氧化物氧化性物质和有机过氧化物氧化性物质，本身不一定可燃，但通常因放出氧或起氧化反应可能引起或促使其他物质燃烧的物质。有机过氧化物，分子组成中含有过氧基的有机物质，该物质为热不稳定物质，可能发生放热的自加速分解。该类物质还可能具有以下一种或数种性质：1)可能发生爆炸性分解；2)迅速燃烧；3)对碰撞或摩擦敏感；4)与其他物质起危险反应；5)损害眼睛。第第6类类 毒性物质和感染性物质毒
7、性物质和感染性物质毒性物质，经吞食、吸入或皮肤接触后可能造成死亡或严重受伤或健康损害的物质。毒性物质的毒性分为急性口服毒性、皮肤接触毒性和吸入毒性。分别用口服毒性半数致死量LD50、皮肤接触毒性半数致死量LD50，吸入毒性半数致死浓度LC50衡量。经口摄取半数致死量：固体LD50200mg/kg，液体LD50500 mg/kg；经皮肤接触24h，半数致死量LD501000mg/kg；粉尘、烟雾吸入半数致死浓度LC5010mg/L的固体或液体。感染性物质，含有病原体的物质，包括生物制品、诊断样品、基因突变的微生物、生物体和其他媒介，如病毒蛋白等。第第7类类 放射性物质放射性物质，含有放射性核素且
8、其放射性活度浓度和总活度都分别超过GB 11806规定的限值的物质。第第8类类 腐蚀性物质腐蚀性物质腐蚀性物质是指通过化学作用使生物组织接触时会造成严重损伤、或在渗漏时会严重损害甚至毁坏其他货物或运载工具的物质。腐蚀性物质包含与完好皮肤组织接触不超过4h，在14d的观察期中发现引起皮肤全厚度损毁，或在温度55时，对S235JR+CR型或类似型号钢或无覆盖层铝的表面均匀年腐蚀率超过6.25 mm/a的物质。第第9类类 杂项危险物质和物品杂项危险物质和物品杂项危险物质和物品是指具有其他类别未包括的危险的物质和物品，如：1)危害环境物质；2)高温物质；3)经过基因修改的微生物或组织。D1.2 容器内
9、介质特性 1、介质的物理特性：、介质的物理特性：温度、压力、物质状态、状态方程式、相平衡、临界状态、温度、压力、物质状态、状态方程式、相平衡、临界状态、饱和状态饱和状态 2、易燃易爆特点及火灾危险性分类 3、毒性 4、腐蚀性1、介质的物理特性、介质的物理特性 1、温度温度 T 2、压力压力 p 3、比容比容 v1、介质的物理特性、介质的物理特性-温度 温度（温度（temperature）是表示）是表示物体物体冷热程度的冷热程度的物理量物理量，微观上来讲是，微观上来讲是物体物体分子热运动分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测
10、量，而用来量度物体温度数值的标尺叫特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标温标。它规定。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位基本单位。目前国际上用得较多的温标有目前国际上用得较多的温标有华氏温标华氏温标(F)、摄氏温标摄氏温标（C）、）、热力学温标热力学温标(K)和和国际实用温标国际实用温标。温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。分子运动愈快，温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。分子运动愈快，物体愈热，即温度愈高；分子运动愈慢，物体愈冷，即温度愈低。物体愈热，即温度愈高；分子运动愈慢，物体愈冷，即温度愈低。一个物体从微观角度
11、分子在不停的无规则的热运动一个物体从微观角度分子在不停的无规则的热运动 一个分子的动一个分子的动能对整体的影响不大能对整体的影响不大 为了描述引进了平均动能为了描述引进了平均动能,为所有分子的动能的为所有分子的动能的平均值平均值 宏观体现就是物体的温度宏观体现就是物体的温度 1、介质的物理特性、介质的物理特性-温度 摄氏温标摄氏温标是18世纪瑞典天文学家安德斯摄尔修斯 在1742年首先提出的一种经验温标，过去曾广泛使用过。摄氏温标以水沸点（标准大气压）为 100度和冰点(标准大气压下冰和水混合物)为零度作为温标的两个固定点。现在的摄氏温度已被纳入国际单位制，单位名称“度”已作废。摄氏温度的定义
12、是t=T-T。,而T。定义为273.15 K,摄氏度规定为开尔文,用以表示摄氏温度时的一个专门名称。温度的单位有了新的、更加精确和科学的定义以后，考虑到人们长期以来的使用习惯，仍然保留摄氏温度这一名词,但它有了新的意义。某一热状态的摄氏温度,就是用它与一特定的热状态（比水三相点温度低 0.01K的热状态，即零摄氏度）之间的温度差所表示的温度。这个温度差要用开尔文温度来表示。1、介质的物理特性、介质的物理特性-温度 绝对零度，绝对零度，即绝对温标的开始，是温度的最低极限，相当于273.15，当达到这一温度时所有的原子和分子热运动都将停止。绝对零度是一个只能逼近而不能达到的最低温度。开尔文单位 以
13、绝对零度作为计算起点的温度。即将水三相点的温度准确定义为273.16K后所得到的温度,过去也曾称为绝对温度。开尔文温度常用符号K表示;其单位为开尔文，定义为水三相点温度的1/273.16,开尔文温度和人们习惯使用的摄氏温度相差一个常数273.15，即=+273.15（是摄氏温度的符号）。1c=274.15k 0c=273.15K 1、介质的物理特性、介质的物理特性-温度纯物质处于固态、液态、气态三个相（态）平衡共存时的状态，叫做该物质的“三相点”。三相点三相点:亦称“三态点”。一般指各种稳定的纯物质处于固态、液态、气态三个相（态）平衡共存时的状态，叫做该物质的“三相点”。该点具有确定的温度和压
14、强。该点具有确定的温度和压强。通常物质是以三种形态存在。即固态、液态、气态，也可称为固相、液相、气相。物态的变比常叫做相变。或者说，在某一系统中，具有相同物理性质均匀的部分亦称为相。相与相间必有明显可分的界面。如水、冰和汽三相共存时，其温度为273.16K（0.01），压强为6.106102帕。由于在三相点物质具有确定的温度，因此用它来作为确定温标的固定点比选汽点和冰点具有优越性，所以三相点这个固定温度适于作为温标的基点，现在都以水的三相点的温度作为确定温标的固定点。常用温标常用温标绝对绝对K K摄氏摄氏 100373.150.01273.160273.15-17.80-273.1537.8冰
15、熔点冰熔点水三相点水三相点水沸点水沸点温标的换算温标的换算O 273.15T Kt CO5(32)9t Ct F 459.67t Ft R 介质温度的变化对容器材料产生较大影响，过介质温度的变化对容器材料产生较大影响，过高的介质温度会使容器材料强度降低，屈服极限高的介质温度会使容器材料强度降低，屈服极限下降并可能产生蠕变，通常碳钢在下降并可能产生蠕变，通常碳钢在300500、低、低合金钢在合金钢在400450 时应考虑蠕变问题，过低的时应考虑蠕变问题，过低的温度材料将产生脆变，容易造成容器的脆性断裂。温度材料将产生脆变，容易造成容器的脆性断裂。介质温度对容器材料的影响介质温度对容器材料的影响1
16、、介质的物理特性、介质的物理特性-压力压力 定义：定义：垂直作用在单位面积上的力，或流体中单位面积上承受的力。物理学上称之为“压强”。在国际单位制中，压强的单位为帕斯卡（简称帕），1帕=1牛顿/米2。国际单位：“牛顿”，简称“牛”，符号“N”；压强 国际单位：“帕斯卡”，简称“帕”，符号“Pa”；换算 1帕（Pa）=1N/；1兆帕（MPa）=145磅/平方英寸（psi）=10.2千克力/平方厘米（kgf/c）=10巴（bar）=9.8大气压（at m）1、介质的物理特性、介质的物理特性-压力压力环境压力环境压力指压力表所处环境压力指压力表所处环境压力注意：注意：环境压力环境压力一般为一般为大气
17、压大气压大气压大气压随时间、地点变化。随时间、地点变化。物理大气压物理大气压 1atm=760mmHg1、介质的物理特性、介质的物理特性-压力压力 压力有两种表示方法：压力有两种表示方法：一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力；介质直接作用于容器或管道是由运动的分子撞击器壁力；介质直接作用于容器或管道是由运动的分子撞击器壁产生的压力，称为产生的压力，称为“绝对压力绝对压力”，绝对压力值以绝对真空，绝对压力值以绝对真空作为起点。作为起点。一种为相对压力。由于大多数测压仪表所测得的压力都一种为相对压力。由于大多数测压仪表所测得的压力都是相
18、对压力，故相对压力也称表压力，是相对压力，故相对压力也称表压力，“表压力表压力”以大气以大气压力为起点。压力为起点。1、介质的物理特性、介质的物理特性-压力压力 当绝对压力小于大气压力时，容器内的绝对压力不足一当绝对压力小于大气压力时，容器内的绝对压力不足一个大气压的数值来表示。称为个大气压的数值来表示。称为”真空度真空度”。它们的关系如。它们的关系如下：下：绝对压力绝对压力=大气压力大气压力+相对压力（表压力）相对压力（表压力）真空度真空度 =大气压力大气压力-绝对压力绝对压力 三者之间的关系是：绝对压力三者之间的关系是：绝对压力=大气压大气压+表压力表压力Pg 压力容器中介质压力越高，容器
19、爆裂的可能压力容器中介质压力越高，容器爆裂的可能性越大，容器的壁厚就越厚，对材料的要求也越性越大，容器的壁厚就越厚，对材料的要求也越高。高。介质压力的影响介质压力的影响3、比容比容vm3/kgVvm工质聚集的疏密程度工质聚集的疏密程度物理上常用物理上常用密度密度 kg/m31v2、介质的物理特性、介质的物理特性-物质的三态 从宏观角度看，物质的三态主要是，固体、液体、气体。主要是从他们的物理状态考虑的。微观角度，他们之间的主要区别在于分子间距，由固-液-气依次分子间距变大 转化关系：固到液-融化、液到固-凝固、液到气-蒸发、气到液-冷凝、气到固-凝华、固到气-升华 2、介质的物理特性、介质的物
20、理特性-物质的三态 熔化熔化：固态液态（吸热）凝固凝固：液态固态（放热）汽化汽化：液态气态（吸热）液化液化：气态液态（放热）升华升华：固态气态（吸热）凝华凝华：气态固态（放热）物质由一种状态变为另一种状态的过程称为物态变化。固液气熔化（吸热）凝固（放热）汽化(吸热)液化(放热)物态变化凝华(放热)升华(吸 热)物质三态物质三态几种物质相图(在101325kPa下)2、介质的物理特性、介质的物理特性-物质的三态物质气态与液态的变化关系，物质从液态转换为气态，这种现象叫汽化，汽化又有蒸发和沸腾两种方式，蒸发发生在液体表面，可以在任何温度进行，是缓慢的。沸腾发生在液体表面及内部，必须达到沸点，是剧烈
21、的。汽化要吸热，液体有沸点，当温度达到沸点时，温度就不会再升高，但是仍然在吸热；物质从气态转换为液态时，这个现象叫液化，液化要放热。在发生物态变化之时，物体需要吸热或放热。当物体由高密度向低密度转化时，就是吸热；由低密度向高密度转化时，则是放热。而吸热或放热的条件是热传递，所以物体不与周围环境存在温度差，就不会产生物态变化。例如0的冰放在0的空气中不会熔化。这就是物态变化三者之间的关系，他们转换的依据主要是温度。3、介质的物理特性、介质的物理特性-临界状态 介质的状态 当某种气体在一定的温度范围内进行压缩，压力升高到一定值时气体将开始液化，在气体液化时压力不变而体积不断减小，直至气体全部转化为
22、液态。如果气体温度高于某一定值时，无论气体如何加压，均不能使气态转变为液态，这一温度称为临界温度临界温度。在临界温度下，使气体转变为液体所需的压力称为临界压力临界压力 临界温度临界温度和和临界压力临界压力是了解气体压缩和液化的两个重要数据：是了解气体压缩和液化的两个重要数据：1.1.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，只能是休积压缩。当温度在临界温度以下时，气体才有可能液，只能是休积压缩。当温度在临界温度以下时，气体才有可能液化。化。2.2.在临界温度时，只要施加比临界压力略大的压力，就可以使气体在临界温度时，只要施
23、加比临界压力略大的压力，就可以使气体液化。液化。3.3.在沸点温度时，在常压下即能使气体液化。在沸点温度时，在常压下即能使气体液化。4.4.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。可使气体液化。P-V图图VPT1T2T3TcT4T5汽液两相区汽液两相区气气液液汽汽汽液两相区的比容差随温度和压汽液两相区的比容差随温度和压力的上升而减少，外延至力的上升而减少，外延至V=0V=0点，点，可求得可求得Pc,VcPc,Vc和和Tc.Tc.在单相区，等温线为光滑的曲在单相区，等温线为光滑的曲线或直线；高于线或直线；高于T
24、c的的等温线的的等温线光滑，无转折点，低于光滑，无转折点，低于Tc的的的的等温线有折点，由三部分组成。等温线有折点，由三部分组成。临界点处，等温线既是极值点临界点处，等温线既是极值点又是拐点又是拐点C P-V图图常见气体的临界数据常见气体的临界数据气体临界温度临界压力MPa 沸点He氦-267.90.227 H2氢-239.91.297-252.9Ne氖-228.72.75 N2氮-147.13.39 CO一氧化碳-138.73.49 O2氧-118.85.043-182.9CH4甲烷-82.04.605-161.5C2H4乙烯9.75.03-81.8Cl2氯 144.07.71-34.13、
25、介质的物理特性、介质的物理特性-临界状态 临界温度确定气体的分类 移动式压力容器安全技术监察规程规定 气体气体，是指在50时，蒸气压力大于0.3MPa(绝压)的物质或者20时在0.1013MPa(绝压)标准压力下完全是气态的物质。按照运输时介质物理状态的不同，气体可以分为压缩气体、高(低)压液化气体、冷冻液化气体等。其中：(1)压缩气体压缩气体，是指在50下加压时完全是气态的气体，包括临界温度低于或者等于50的气体；(2)高高(低低)压液化气体压液化气体，是指在温度高于是指在温度高于50下加压时部下加压时部分分是液态的气体，包括临界温度在5065的高压液化气体和临界温度高于65的低压液化气体(
26、以下通称为液化气体)如：二氧化碳、氨、氯、液化石油气等；3、介质的物理特性、介质的物理特性-临界状态(3)冷冻液化气体，是指在运输过程中由于温度低而部分呈液态的气体(临界温度一般低于或者等于50)如：液氧、液氮、液氩。注1-7：移动式压力容器罐体内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时，如果气相空间的容积与工作压力的乘积大于或者等于2.5 MPaL时，也属于本规程的适用范围。注1-8：液体，是指在50时蒸气压力小于或者等于0.3MPa(绝压)，或者在20和0.1013MPa(绝压)压力下不完全是气态，或者在0.1013MPa(绝压)标准压力下熔点或者起始熔点等于或者低于20的物质。4、介质的
27、物理特性、介质的物理特性-饱和状态 在密闭的容器内，由于逸出液面的气体分子无法溢出，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，其结果是返回液体里去。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，而蒸气密度的逐渐加大，又会促使液体的蒸发速度减缓。当逸出液面的分子数与返回液体的分子数相当逸出液面的分子数与返回液体的分子数相等时，就达到了动态平衡等时，就达到了动态平衡。也就是说，气、液二相处于相对稳定的平衡共存状态，汽液两相即达到了相平衡。称之为饱和状态饱和状态。在饱和状态下的液体叫饱和液体，其密度叫饱和液体密度，饱和液体液面上的蒸气叫饱和蒸气，其
28、密度叫饱和蒸气密度，其压力叫饱和蒸气压(简称蒸气压)。4、介质的物理特性、介质的物理特性-饱和状态 气气液液p*气液平衡时气液平衡时：气体称为气体称为饱和蒸气饱和蒸气；液体称为液体称为饱和液体；饱和液体；压力称为压力称为饱和蒸气压。饱和蒸气压。二氧化碳的饱和蒸气压、饱和密度与温度的关系温度()0 5 10 15 20 25 30 tc=31饱和蒸气压(MPa)3.49 3.97 4.50 5.09 5.73 6.43 7.21 pc=7.39 饱和液体密度(kg/L)0.925 0.893 0.858 0.818 0.771 0.706 0.596 dc=0.464饱和蒸气密度(kg/L)0.
29、0963 0.113 0.158 0.190 0.240 0.334 dc=0.464 介质的饱和蒸汽压是液化气体容器设计压力的依据。6、气体的基本定律在工程计算中，人们广泛的利用气体的基本定律来确定各种气体在物理状态下三个基本状态参数（压力、温度、容积）之间的关系。1、玻义耳-马略特定律玻义耳马略特定律反映气体的体积随压力改变而改变的规律。对于一定质量的气体，在其温度保持不变时，它的压力和体积成反比；或者说，其压力P与它的体积V的乘积为一常量：PVC（常数）或 P1V1P2V2PnVn。式中常量的大小与气体系统的温度和气体的质量有关。玻一马定律对理想气体才能严格成立，它只能近似地反映实际气体
30、的性质。气体的压力越大，温度越低，该定律与实际情况的偏差就越显著。玻一马定律的微观解释：气体的质量一定，即气体的总分子数不变；若温度为定值，气体的平均动能不变。在这种情况下，气体的休积减小到原来的几分之一，则分子的密度就增大为原来的几倍，因而在单位时间内，气体分子对器壁单位面积的碰撞次数就增加到原来的几倍，即压力增加到几倍。2、查理定律查理定律描述定质量气体在体积不变时其压力随温度作线性变化的规律。P=P0(1+t)，式中P0是在0时的压强，t为摄氏温度，是气体的膨胀系数。对于理想气体，与气体种类及温度范围无关，且=1/273.15，这时P=P0(1+t/273.15)，对于热力学温标，则有对
31、于热力学温标，则有P/T=C（C为定值），为定值），说明定质量定体积理想气体的压力与热力学温度成正比。查理定律对理想气体才能严格成立，它只能近似反映实际气体的性质。气体压力越大，温度越低，该定律与实际情况的偏差就越显著。公式中的常数决定于气体体积和摩尔数。查理定律的微观解释：一定质量的气体，体积保持不变，当气体温度升高时，分子的平均动能增大，平均速率也增大，因而气体的压强增大。温度降低时，情况相反。3、盖.吕萨克定律压力不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比。即：V1/T1=V2/T2=C C为常量。盖吕萨克定律对理想气体才能严格成立。气体的压强越大，温度越低，该定律与实际情况的偏差就越
32、明显。盖吕萨克定律的微观解释：一定质量的气体，压力保持不变，也就是说分子对器壁单位面积上的总冲量不变。然而当气体温度升高时，分子的平均速率增大，分子对器壁单位面积上的冲量要增大，即有使压力增大的倾向。在气体的总分子数保持一定的条件下，要使压力不变，必然是气体单位体积内的分子数相应减少，即气体的体积增大，以使压力有减小的倾向，这样才能保持压力不变。当气体温度下降时，情况恰好相反。4、理想气体 所谓理想气体是指密度很低，因而可忽略气体分子本身所占的体积和分子间的互相引力的气体。根据以上定义，理想气体具有下列特点：(1)分子本身的大小和分子之间的距离相比，可以忽略不计。(2)分子在运动过程中，除碰撞
33、的一瞬间外，分子之间的作用力可以忽略不计，因而理想气体的内能决定于温度，而与它的体积无关。(3)分子间及分子与器壁间的碰撞都是弹性碰撞。理想气体是一种理想化的模型，实际并不存在。一般气体在压强不太大、温度不太低的条件下，性质非常接近理想气体。因此，常常把实际气体当作理想气体来处理。这样可以使问题大大简化，误差也很小。将以上三个气体基本定律综合起来将以上三个气体基本定律综合起来,可以推导出压力、温可以推导出压力、温度和体积三个状态参数间的关系公式，即度和体积三个状态参数间的关系公式，即常数333222111TVPTVPTVP由上式可知，它包括了三个基本定律，表示某种气体的状态发生任意变化时，压力
34、和体积的乘积除以热力学温度的只是不变的，即：上式称为理想状态方程式。并可看出，气体状态参数P、V、T中，当任意两个状态参数确定后，第三个状态参数可由状态方程式求出。质量为m的理想气体，其压力、体积和热力学温度满足以下关系式：常数TPV式中M为气体的摩尔质量R是气体常数，其数值是不变的。R=8.314J/（molK）若气体的摩尔数为n，上式可写成RMmTPVnRTPV 5、真实气体气体只有在高温低压条件下，才可以按理想气体来处理，而气体在压力较高和温度较低的条件下，尤其是对于容易液化的气体，运用理想气体状态方程来计算，显然会有误差。为纠正理想气体与真实气体之间的误差，人们提出了很多对理想气体状态
35、方程的修正式。列出了若干个真实气体状态方程。下面的对比状态方程式是使用比较方便，计算简单又具有一定准确度的一种。ZnRTPV 式中Z为压缩因子，又称压缩系数，是为解决真实气体与理想气体的偏差而引入的一个物理量。它是表征每一种气态物质特性的综合校正因数。压缩因子Z是对比温度（Tr）和对比压力（Pr）的函数，可由图1-3中查得。式中 T气体的实际温度 Tc气体的临界温度 P气体的实际压力 Pc气体的临界压力TcTTrPcTPr 图1-3 气体压缩因子图D1.3 气体的危险特性气体的危险特性 充装气体的特殊性充装气体的特殊性 充装气体的特殊性在于它的危害性，介质危害性介质危害性是指移动式压力容器在运
36、输使用过程中因事故致使介质与人体或者大气环境大量接触，发生爆炸、燃烧，或者因泄漏引起职业性慢性危害的严重程度，用介质毒性危害程度、有毒、剧毒、爆炸危险性和易燃危险性表示。构成气体介质的危险特性的因素有：构成气体介质的危险特性的因素有：(1)为了便于运输使用，通常是把永久性气体压缩到一定体积。液化气体一般也是经压缩进入容器的。如把气态氯加压到0.60.8MPa装入液氯罐车为液态氯（当然有一定饱和气相空间），液氯气化后体积增加很大，在标准状态下，lL液氯可气化成484L氯气，一旦发生事故，则火灾、爆炸的危害性和中毒受害的可能性将大大增加。(2)从充装、运输到使用各环节中，无专职的技术管理人员跟踪监
37、督，充装、运输、使用某一环节中出现操作失误或处理不当均可导致恶性事故。因而移动式压力容器是构成因而移动式压力容器是构成气体危险特性的又一重要因素。气体危险特性的又一重要因素。移动式压力容器安全技术监察规程规定 3.9 介质的分类及危害性 3.9.1 介质编号、名称和分类（FTSC燃烧性、毒性、状态、腐蚀性）介质的编号、名称和分类(包括项别)按照GB 6944危险货物分类和品名编号和GB 12268危险货物品名表的规定。3.9.2 介质危害性 介质危害性是指移动式压力容器在运输使用过程中因事故致使介质与人体或者大气环境大量接触，发生爆炸、燃烧，或者因泄漏引起职业性慢性危害的严重程度，用介质毒性危
38、害程度、有毒、剧毒、爆炸危险性和易燃危险性表示 一、燃烧性与爆炸性(一)燃烧、爆炸的基本概念 1燃烧、爆炸的共同点 燃烧和爆炸本质上都是可燃物质的氧化反应。燃烧的定义燃烧的定义燃烧：当氧化过程迅速进行时，产生的热量使物质和周围空气的温度急剧升高，并且产生光亮和火焰，这种剧烈的氧化现象便是燃烧。任何物质发生燃烧，都有一个由未燃状态转向燃烧状态的过程。这过程的发生必须具备三个条件：即：可燃物、助燃物和着火源，并且三者要相互作用。输送介质易燃易爆特点及火灾危险性分类 燃点、闪点、自燃点（1）燃点 按照标准试验方法，引燃爆炸性气体混合物的最低温度叫燃点，也称为着火点、引燃点。（2）闪点 标准条件下，能
39、够使液体释放出足够的蒸气而形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液体最低温度叫闪点。（3）自燃点 可燃物质达到某一温度时，与空气接触，无需引火即可剧烈氧化而自行燃烧的最低温度。爆炸 爆炸：在极短时间内，释放出大量能量，产生高温，并放出大量气体，在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化。其造成的压力波冲击器壁，可使容器破裂，产生强大的冲击波，掀飞屋顶，推倒墙壁，破坏建筑，发出轰然巨响，这种现象就是爆炸。可燃气体（或蒸气、粉尘）与空气的混合物必须在一定的浓度范围内，遇火源才能发生爆炸。这个遇火源发生爆炸的可燃气体浓度范围，称为爆炸浓度极限。爆炸又分为化学性爆炸和物理性爆炸。由于工作介质产生化学反应而放
40、出强大能量的现象称化学性爆炸；由于盛装容器本身承受不了容器内压力而破裂的物理现象称为物理爆炸。爆炸时没有燃烧，但有可能引发火灾，而化学爆炸的火灾危险性要大得多。化学性爆炸根据瞬间燃烧速度、破坏力的大小一般分为：爆燃：即普通的爆炸，其燃烧速度十至数百米每秒。爆震（爆轰）：其燃烧速度10007000m/s。在条件特别的情况下，还会出现殉爆：即发生爆炸时，反应所产生能量的一部分转给被压缩的气体层，于是冲击波迅速传播至远离爆震发源地，引发远处爆炸物品发生爆炸的现象。由爆燃发展到爆震有一个火焰传播速度增长的过程。能否由爆燃发展到爆震，由气体组分、容器形状和点燃能源的形式和强度决定。2燃烧与爆炸的异同点(
41、1)燃烧与爆炸的区别在于氧化速度的不同。(2)决定氧化速度的因素是在点火前可燃物质与助燃剂的混合均匀程度。(3)同一种物质，在一种条件下可以燃烧，在另一种条件下可以爆炸。(4)物质与氧起化学反应的结果是生成新的物质并产生热量，这种热量叫燃烧热。例如甲烷的燃烧热值为889.5kJ/mol；丙烷的燃烧热值为2217.8kJ/mol。3.易燃介质和易爆介质 易爆介质是指气体或者液体的蒸气、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物，并且其爆炸下限小于10，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20的具有爆炸危险性的介质。易燃介质是指易燃气体和易燃液体等具有易燃危险性的介质。(二)可燃性气体 1可燃性气体种类
42、所谓可燃性气体，包括自燃气体、可燃气体、易燃气体三部分。自燃气体自燃气体：在低于100（54.15）温度下与空气或氧化剂接触即能自发燃烧的气体。可燃气体可燃气体：指能够与空气（或氧气）在一定的浓度范围内均匀混合形成预混气，遇到火源会发生爆炸的，燃烧过程中释放出大量能量的气体。易燃气体易燃气体：爆炸下限小于10或爆炸上下限之差大于20的气体。2可燃液化气体的燃烧爆炸危险性 液化气体的特点是沸点低，如丙烷的沸点为-42.1，极易气化，因而突然泄压时造成的闪蒸（即瞬间的迅速气化）是一般气体所没有的特殊现象。一般情况下，闪蒸量约为泄漏量的2030。已蒸发气体自然地向大气扩散。这种闪蒸现象对于可燃的液化
43、气体来说特别危险，因为迅速蒸发使气体来不及扩散而滞留在一定的空间范围内与空气混合形成了爆炸性气体，这就意味着已具备发生爆炸的先决条件。通常比空气轻的气体在接近地面的大气中垂直扩散大于水平扩散；而比空气重的气体在大气中则容易沉降，因而主要是水平扩散。水平扩散的结果会使气体在下风向沿地面大范围的空间里分散，如果是毒性或可燃性气体，那后果是不堪设想的。可燃性液化气体的燃烧危险性远比易燃液体大得多。汽油是大家比较熟悉的一种易燃液体，沸点在50以上，闪点在-45左右，易挥发，爆炸性很强，挥发后有蒸汽与空气混合，遇火即可引爆。而可燃液化气体的沸点低于常温，已不能测定其闪点，并以此来衡量其危险级别，可见其火
44、灾危险性比汽油大得多。几种液化气体的燃烧性能见表1-4。通过表1-4中试验数据的比较，可以设想液化气体一旦酿成火灾将是何等的严重：人受到强烈热辐射时，会被烧伤或死亡；有机物受到热辐射时，会形成火灾，而且灭火以后极有可能发生二次爆炸。表表1-41-4几种液化气体的燃烧性能几种液化气体的燃烧性能名称风速为2m/s时火焰传播速度（m/s）燃烧速度（mm/min）火焰表面辐射强度(MJ/m2.h)无风时距火源15m处的辐射热(MJ/m2.h)甲烷2.210.414.780.31乙烯3.912.923.980.55正丁烷3.99.318.230.41汽油2.04.811.940.24注注：此燃烧速度是指
45、在2.65m3的敞口容器中，燃烧物体在单位时间内燃烧时，其叶面的下降量。3最小点燃能量与点火源 几种典型的可燃气体与空气或氧混合后的最小点燃能量，见表1-5。氢氧混合发生爆炸，直接的原因是氢的最小点燃能量（也称点火能级）极低，仅为0.019mJ，相当于一枚订书针从1m 高处下落的能量。燃烧是一种同时伴有发光、放热的激烈的氧化反应。燃烧必须同时具备可燃物、助燃物、导致燃烧的能源这三个条件，缺少其中任何一个条件燃烧便不能发生。空气本身就是一种助燃的氧化剂，这一条件随时随地都存在。可燃物就是可燃气体本身。如何防止可燃性气体燃烧和爆炸，关键的问题是要控制好点火源和防止容器中可燃气体泄漏。点火源的种类见
46、表1-6。表表1-51-5几种典型的可燃气体与空气（氧）混合后最小点燃能量几种典型的可燃气体与空气（氧）混合后最小点燃能量序号名称最小点燃能量(mJ)序号名称最小点燃能量(mJ)1二硫化碳0.0096戊烷0.242乙炔0.0197丁烷0.253氢0.0198乙烷0.254乙醚0.199丙烷0.265苯0.2010甲烷0.28表表1-6 1-6 点火源的种类点火源的种类外界能量的形式点火源种类机械能撞击、摩擦、绝热压缩、冲击波热能加热表面、火焰、高温气体辐射热电能电火花、电弧、电晕、静电光能紫外线、红外线化学能触媒、本身自燃（分解、氧化、聚合）注注：又称接触媒或接触作用催化剂，是指在化学反应中能
47、够加快反应速度，而本身的组成和质量在反应后保持不变的物质。4爆炸危险度 可燃性气体的爆炸危险性可以用爆炸危险度即爆炸浓度范围与爆炸下限浓度之比值来表示，即 例如氢在空气中爆炸浓度下限为4.0，上限为75.0，爆炸下限浓度爆炸下限浓度爆炸上限浓度爆炸危险度75.1744-75其爆炸危险度 由此说明，当爆炸下限浓度低、爆炸上限浓度高时爆炸危险度就高。这是因为爆炸下限浓度低时可燃性气体稍有泄漏就会形成爆炸条件，爆炸范围宽则出现爆炸条件的机会就多，若爆炸上限浓度高，即使有少量的空气或氧气也能形成爆炸条件。这就要求我们严格控制外部空气渗入可燃性气体的容器内。典型的可燃性气体在空气和纯氧中爆炸危险度的比较
48、见表1-7。空气中爆炸危险度纯氧中爆炸危险度纯氧爆炸危险指数表表1-71-7典型的可燃性气体在空气和纯氧中爆炸危险度典型的可燃性气体在空气和纯氧中爆炸危险度序号名称爆炸极限浓度(%)纯氧爆炸危险度指数空气中纯氧中下限上限危险度下限上限危险度1乙炔2.580.031.002.593.036.201.172乙醚1.936.017.952.182.038.052.123氢4.075.017.754.094.022.51.274乙烯3.132.09.323.080.025.672.755一氧化碳12.574.04.9215.594.05.051.036丙烷2.29.53.322.355.022.916
49、.907甲烷5.315.01.835.161.010.965.998氨15.527.00.7413.579.04.856.6 目前对于充装可燃性气体的火灾危险程度尚无综合性评定方法，一般认为：(1)可燃性气体与空气混合时爆炸下限越低，则危险程度越高。(2)可燃性气体与空气混合时的爆炸范围（即爆炸上下限辐度）越宽，则危险程度越高。(3)可燃性气体燃点越低，则危险程度越高。(4)可燃性气体在空气中的最小引燃能量越小，则危险程度越高。(5)可燃性气体的密度相对于空气密度越大，则危险程度越高。二、毒性(一)毒物的定义 凡作用于人体产生有毒作用的物质，统称为毒物。毒物侵入人体后与人体组织发生化学或物理化
50、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。当然物质只有在一定条件下作用于人体才具有毒性。中毒现象的发生不仅与毒物的性质有关，还与毒物侵入人体的途径、数量、接触时间长短及个人身体状态等因素有关。瓶装气体中有一部分属于毒性气体。盛装毒性气体的移动式压力容器、气瓶在充装、贮运、使用过程中，其主要危害是由于泄漏造成人体的慢性中毒，或由于气瓶发生事故，导致气体的大量外泄所引起的人体急剧中毒。移动式压力容器安全技术监察规程 3.9.2.1 毒性危害程度 是在综合考虑介质的急性毒性、最高容许浓度和职业性慢性危害等因素后确定的。按照最高容许浓度确
