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过程装备安全评估技术讲义

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《过程装备安全评估技术》课程教学大纲

课程编号：053123
课程名称：过程装备安全评估技术
英文名称：Safety assessment of process equipments
开课单位：机电学院
课程类别：选修课
开课学期：2 学时：32 学分：2
考核方式：闭卷 考试
适用学科：动力工程 硕士研究生
预修课程：《过程设备设计》、、《过程设备制造与检测》。

一、课程的性质和任务
本课程是动力工程专业选修课程，主要介绍过程装备安全运行的规律，典型承压设备破坏事故的危害性，各种破坏机理，安全泄压装置，国内外有关标准、法规和安全管理方法，定期检验，缺陷安全评定技术等。
通过本课程的学习应使学生了解过程装备安全评估的重要性，掌握承压设备常用安全检测手段和安全评定方法。通过本课程的学习，使学生具备一定的安全意识，掌握承压设备安全分析的理论知识，了解防止承压设备事故的具体措施和现代化的检测手段。

二、教学内容及要求
第一章 承压设备安全监察基础知识
（一）目的与要求
要求学生掌握承压设备的基础知识，承压设备安全监察的目的和重要性，有关承压设备的安全监察的法规、体系标准、管理部门和机构，安全监察管理的内容及制度等。
（二）教学内容
1.主要内容：承压设备安全监察的基本规定、监督检查制度，承压设备安全监督管理部门的设置、检验检测机构，在用的安全技术监察规程等。
2.基本概念和知识点：承压设备安全监察的法规和标准体系构成，压力容器安全状况等级的划分方法和含义。
3.问题与应用（能力要求）：掌握我国承压设备安全监察的基本知识，了解承压设备的安全监察体系。
参考书目：
1.王威强，吴俊飞.承压设备安全技术与监察管理.化学工业出版社，2008.10 第1~3章内容。

第二章 线弹性断裂理论
（一）目的与要求
要求学生掌握断裂力学理论的产生与发展，理解裂纹的扩展类型及线弹性断裂理论知识。
（二）教学内容
1.主要内容：裂纹的扩展类型，裂纹尖端的应力场和位移场，按应力强度因子建立的断裂判据，能量理论与能量判据，常见带裂纹构件的应力强度因子解。
2.基本概念和知识点：应力强度因子，线弹性断裂理论的适用范围。
3.问题与应用（能力要求）：掌握线弹性断裂理论的应用范围，掌握应力强度因子的求解方法。
参考书目：
1. 李志安，张建伟，吴剑华.过程装备断裂理论与缺陷评定.化学工业出版社，2006.06 第2章内容。
2. 沈士明.含缺陷承压设备安全分析技术.中国石化出版社，2011.02 第1章内容。

第三章 弹塑性断裂理论
（一）目的与要求
要求学生掌握弹塑性断裂理论，包括COD理论和J积分理论的基本知识，理解弹塑性断裂分析的过程方法。
（二）教学内容
1.主要内容：裂纹尖端张开位移理论（COD理论）；J积分的定义，J积分判据，常见含裂纹构件的弹塑性解，失效评定图。
2.基本概念和知识点：COD定义，J积分定义，平面应变断裂韧性KIC，J积分临界值JIC
3.问题与应用（能力要求）：能够掌握弹塑性断裂理论的应用范围，掌握应用弹塑性断裂理论对含裂纹构件进行失效评定的方法。
参考书目：
1. 李志安，张建伟，吴剑华.过程装备断裂理论与缺陷评定.化学工业出版社，2006.06 第3、4章内容。
2. 沈士明.含缺陷承压设备安全分析技术.中国石化出版社，2011.02 第2章内容。

第四章 承压设备缺陷评定及风险评估
（一）目的与要求
要求学生掌握线弹性和弹塑性断裂分析方法在承压设备缺陷安全评定中的应用。掌握承压设备风险评估技术的基本知识。
（二）教学内容
1.主要内容：承压设备缺陷评定标准、步骤和评定规范；缺陷评定的主要方法，风险评估技术的分析和评价方法，基于风险的检测技术。
2.基本概念和知识点：缺陷评定类型，应力强度因子K判据法，未爆先漏设计方法。
3.问题与应用（能力要求）：要求学生能够掌握承压设备的缺陷评定方法和步骤，掌握风险评估技术的基本知识及其应用。
参考书目：
1.王威强，吴俊飞.承压设备安全技术与监察管理.化学工业出版社，2008.10 第7章内容。
2. 李志安，张建伟，吴剑华.过程装备断裂理论与缺陷评定.化学工业出版社，2006.06 第6章内容。
3. 沈士明.含缺陷承压设备安全分析技术.中国石化出版社，2011.02 第5章内容。

第五章 承压设备事故与处理
（一）目的与要求
要求学生掌握防止承压设备爆炸事故的措施。理解压力容器爆炸能量估算。了解爆炸冲击波能量及其破坏作用和压力容器爆炸的其他危害。
（二）教学内容
1.主要内容：压力容器爆炸能量估算，可燃气体器外二次爆炸能量，爆炸冲击波能量及其破坏作用，压力容器气体爆炸冲击波的超压估算，压力容器爆炸的其他危害，防止容器爆炸事故的措施。
2.基本概念和知识点：爆破能量的计算，可燃气体容器破裂时的燃烧区范围，容器爆炸事故预防与设计安全，容器制造、使用中的安全措施。
3.问题与应用（能力要求）：能掌握压力容器爆炸事故的特点，爆炸能量的计算。能够运用理论知识对压力容器进行爆炸后的事故分析，了解防止爆炸事故的预防措施。
参考书目：
1.王威强，吴俊飞.承压设备安全技术与监察管理.化学工业出版社，2008.10 第8章内容。

三、授课学时分配
章节
课程内容
教学方法和教学形式
学时
备注
第一章
承压设备安全监察基础知识
课堂授课
4

第二章
线弹性断裂理论
课堂授课+讨论
6

第三章
弹塑性断裂理论
课堂授课+讨论
6

第四章
承压设备缺陷评定及风险评估
课堂授课+讨论
8

第五章
承压设备事故与处理
课堂授课+讨论
8

四、教材及主要参考书
（1）王威强，吴俊飞编著：《承压设备安全技术与监察管理》（化学工业出版社，2008）
（2）李志安，张建伟，吴剑华主编：《过程装备断裂理论与缺陷评定》（化学工业出版社，2006）
（3）沈士明编著：《含缺陷承压设备安全分析技术》（中国石化出版社,2011年）

大纲编制人： 杨兴华 编制日期：2013-04

大纲审定人(学科负责人)： 审定日期：
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