液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)探討

古麗巴哈爾·吐?tīng)査?+張斌

摘 要：本篇論文簡(jiǎn)要論述了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，分析了壓力容器的危險(xiǎn)性，闡明了液化石油氣的危害性，概括講解了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和相關(guān)的使用問(wèn)題。并介紹了DN3200X11300類(lèi)型的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的簡(jiǎn)要概況。

關(guān)鍵詞：液化石油氣 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 簡(jiǎn)要概況 設(shè)計(jì)探討

中圖分類(lèi)號(hào)：U47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（a）-0094-01

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的石油行業(yè)迅猛發(fā)展，其中價(jià)格低廉、資源豐富、污染較小的液化石油氣成為了廣泛應(yīng)用的能源。但是，由于液化石油氣儲(chǔ)罐中存在的H2S應(yīng)力腐蝕以及焊縫缺陷等問(wèn)題多次引發(fā)了安全事故，為了保證它的安全運(yùn)行，必須從設(shè)計(jì)、使用、制造和維護(hù)等方面實(shí)行嚴(yán)格的要求，本論文結(jié)合了DN3200X11300規(guī)格的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)，具體探討了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐在設(shè)計(jì)中的材料選擇、參數(shù)確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)要求等，有效避免液化石油氣的危害是液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題。

1 液化石油氣儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

自二戰(zhàn)結(jié)束以來(lái)，液化石油氣的應(yīng)用已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年。事故頻發(fā)使得液化石油氣的儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估越來(lái)越受到關(guān)注。所謂的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估就是將事故預(yù)測(cè)、事故預(yù)防、控制技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行一系列的分析，有效地降低財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。液化石油氣的危險(xiǎn)分析主要有以下幾個(gè)方面。

1.1 液化石油氣理化特征

液化石油氣的主要成分是丙烯、丙烷、丁烯、丁烷等碳三、碳四的物質(zhì)，都是易燃易爆的氣體，易引發(fā)爆炸現(xiàn)象。液化石油氣的閃點(diǎn)為-74 ℃，引燃溫度處于426 ℃到537 ℃之間，爆炸極限在1.5%～9.5%范圍內(nèi)，主要的用途就是作為燃料。因?yàn)橐夯蜌庵匈A存了少量的硫化物，其腐蝕性會(huì)破壞儲(chǔ)罐的內(nèi)壁，導(dǎo)致焊縫或是穿孔，進(jìn)而導(dǎo)致泄露事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

1.2 液化石油氣的危險(xiǎn)危害特性

根據(jù)液化石油氣的理化特性，分析出了液化石油氣可能帶來(lái)的危險(xiǎn)危害，主要總結(jié)為以下幾個(gè)方面：第一方面，液化石油氣的閃點(diǎn)比較低，最小引燃能量小，爆炸的極限就很容易達(dá)到，火災(zāi)爆炸的隱患就很大。第二方面，液化石油氣的成分存在毒性，一旦發(fā)生泄漏就很可能引發(fā)現(xiàn)場(chǎng)人員急性中毒。第三方面，液化石油氣具有極高的燃燒值，如果發(fā)生爆炸，引起了火災(zāi)，火勢(shì)就會(huì)又猛又大，并且產(chǎn)生熱輻射，很可能進(jìn)一步引燃周?chē)兹嘉镔|(zhì)，形成連環(huán)爆炸。基于對(duì)液化石油氣危險(xiǎn)特性的分析，液化石油氣中貯存的H2S應(yīng)力腐蝕對(duì)液化石油氣儲(chǔ)罐安全問(wèn)題的影響相對(duì)較大，下面我們主要探討一下在液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于H2S應(yīng)力腐蝕問(wèn)題的處理

2 H2S應(yīng)力腐蝕危害及相關(guān)設(shè)計(jì)

2.1 應(yīng)力腐蝕特征

應(yīng)力腐蝕破裂指的是金屬在應(yīng)力以及腐蝕的共同作用下引發(fā)的破裂。腐蝕是始終存在的，當(dāng)應(yīng)力也開(kāi)始出現(xiàn)，就很容易發(fā)生破裂，造成災(zāi)難性的事故。應(yīng)力主要包括了外加載荷作用、熱應(yīng)力、冷熱加工和焊接殘力等

2.2 應(yīng)力腐蝕機(jī)理

在濕H2S的環(huán)境中，剛才與H2S發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生了氫原子，滲透到鋼材中，產(chǎn)生了氫鼓泡，導(dǎo)致開(kāi)裂，加大鋼的脆性，在拉應(yīng)力的作用下使硫化物應(yīng)力腐蝕性開(kāi)裂。最常見(jiàn)的就是H2S環(huán)境和應(yīng)力共同作用在管內(nèi)壁或者焊接處產(chǎn)生壓力腐蝕，導(dǎo)致表面開(kāi)裂。

2.3 降低壓力腐蝕的設(shè)計(jì)

液化石油氣儲(chǔ)罐中的介質(zhì)通常是經(jīng)過(guò)催化裂化的化學(xué)工藝獲得的液化石油氣，一般含有H2S、水分和一定的氰化物。在這樣敏感的環(huán)境中，H2S腐蝕開(kāi)裂十分常見(jiàn)。在液化石油氣臥式儲(chǔ)罐中，采用了更加科學(xué)的設(shè)計(jì)，保證儲(chǔ)罐的安全。在選材上，選擇了敏感性較低的素材Q345R，材料的抗應(yīng)力腐蝕能力強(qiáng)。在技術(shù)上，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，降低裂縫、分層和夾雜的存在。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，避免應(yīng)力集中，采用焊接接頭的形式，常見(jiàn)的有接管內(nèi)伸倒圓。最后，要對(duì)易發(fā)生濕H2S應(yīng)力腐蝕的容器進(jìn)行熱處理，焊后的熱處理溫度要盡量按標(biāo)準(zhǔn)取上限。了解了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)分析，出現(xiàn)故障的原因，和事故防范的相關(guān)技術(shù)，我們現(xiàn)在就針對(duì)一種規(guī)格的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐，對(duì)液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的技術(shù)設(shè)計(jì)和使用安全進(jìn)行詳盡的說(shuō)明。

3 DN3200X11300規(guī)格的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐

在液化石油氣最常見(jiàn)的臥式儲(chǔ)罐中，最為常見(jiàn)的就是DN3200X11300規(guī)格，我們就以這種儲(chǔ)罐為例，對(duì)臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

首先，來(lái)了解臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)參數(shù)：我們本次采用的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)格和名稱(chēng)是DN3200X11300液化石油氣臥式儲(chǔ)罐，根據(jù)設(shè)備的類(lèi)型，確定出設(shè)計(jì)壓力為1.77 MPa，溫度為50℃，介質(zhì)就是液化石油氣并且具有易燃易爆的特性，主要的材料是Q345R，16MnII。在液化石油氣儲(chǔ)罐的使用過(guò)程中，為保證安全，必須要設(shè)計(jì)好操作的條件參數(shù)。工作壓力為1.62 MPa，工作溫度是常溫就可以，介質(zhì)的裝料系數(shù)應(yīng)該不高于0.9。

3.2 壓力確定

在液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要保證壓力的科學(xué)設(shè)計(jì)，因?yàn)橐夯蜌獾闹饕煞质嵌⊥楹捅榈扔袡C(jī)混合物。所以要按照《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)，在常溫的儲(chǔ)罐中，溫度不低于50 ℃的情況下，工作壓力按照實(shí)際的飽和蒸汽壓確定。在設(shè)計(jì)圖樣上要注明對(duì)應(yīng)壓力和限定組分。

3.3 裝量確定

在液化石油氣的平衡狀態(tài)下，飽和蒸汽壓伴隨著溫度的升高增大，液體的膨脹也較強(qiáng)，所以，在儲(chǔ)罐裝量系數(shù)的確定過(guò)程中，必須要保留適當(dāng)?shù)臍庀嗫臻g，防止溫度升高導(dǎo)致的壓力劇增。最后要確定出充裝量。液化石油氣儲(chǔ)罐內(nèi)的充裝量會(huì)直接關(guān)系到容器在正常條件下的工作壓力，關(guān)系到了容器的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和使用安全。所以充裝量的確定是設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要事項(xiàng)。通用的液化石油氣儲(chǔ)存量的計(jì)算公式為：W=￠VPt。其中，W是儲(chǔ)存量，￠為裝料系數(shù)，V為容積。

3.4 焊接接頭系數(shù)確定

焊接接頭的系數(shù)一般是根據(jù)受壓元件焊接接頭的型式和無(wú)損檢測(cè)長(zhǎng)度的比例來(lái)確定的。雙面焊的焊接接頭還有相當(dāng)于雙面焊的一部分全焊透接頭是100%無(wú)損檢測(cè)為：￠=1.00。焊接接頭的系數(shù)確定也是液化石油氣臥式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵程序。

4 結(jié)語(yǔ)

液化石油氣作為特殊能源，在儲(chǔ)存的過(guò)程中必須要保證安全性，通常采取了液化石油氣的臥式儲(chǔ)罐，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要嚴(yán)格地按照J(rèn)B/T4731-2005的《鋼制臥式容器》以及TSG R0004-2009的《固定式壓力容器相關(guān)安全技術(shù)的監(jiān)察規(guī)程》的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定，充分地考慮儲(chǔ)罐在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，在設(shè)計(jì)上，盡可能減少安全隱患，降低事故的發(fā)生率，保障液化石油氣儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 聶崇巖.液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（18）：97-97，66.

[2] 聶崇巖.液化石油氣臥式儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析及相關(guān)問(wèn)題探討[J].化工管理，2013（14）：5-6.

[3] 液化石油氣臥式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題[C].2000年中國(guó)焦化年會(huì)論文集，2001：1-4.endprint

摘 要：本篇論文簡(jiǎn)要論述了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，分析了壓力容器的危險(xiǎn)性，闡明了液化石油氣的危害性，概括講解了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和相關(guān)的使用問(wèn)題。并介紹了DN3200X11300類(lèi)型的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的簡(jiǎn)要概況。

關(guān)鍵詞：液化石油氣 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 簡(jiǎn)要概況 設(shè)計(jì)探討

中圖分類(lèi)號(hào)：U47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（a）-0094-01

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的石油行業(yè)迅猛發(fā)展，其中價(jià)格低廉、資源豐富、污染較小的液化石油氣成為了廣泛應(yīng)用的能源。但是，由于液化石油氣儲(chǔ)罐中存在的H2S應(yīng)力腐蝕以及焊縫缺陷等問(wèn)題多次引發(fā)了安全事故，為了保證它的安全運(yùn)行，必須從設(shè)計(jì)、使用、制造和維護(hù)等方面實(shí)行嚴(yán)格的要求，本論文結(jié)合了DN3200X11300規(guī)格的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)，具體探討了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐在設(shè)計(jì)中的材料選擇、參數(shù)確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)要求等，有效避免液化石油氣的危害是液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題。

1 液化石油氣儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

自二戰(zhàn)結(jié)束以來(lái)，液化石油氣的應(yīng)用已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年。事故頻發(fā)使得液化石油氣的儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估越來(lái)越受到關(guān)注。所謂的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估就是將事故預(yù)測(cè)、事故預(yù)防、控制技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行一系列的分析，有效地降低財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。液化石油氣的危險(xiǎn)分析主要有以下幾個(gè)方面。

1.1 液化石油氣理化特征

液化石油氣的主要成分是丙烯、丙烷、丁烯、丁烷等碳三、碳四的物質(zhì)，都是易燃易爆的氣體，易引發(fā)爆炸現(xiàn)象。液化石油氣的閃點(diǎn)為-74 ℃，引燃溫度處于426 ℃到537 ℃之間，爆炸極限在1.5%～9.5%范圍內(nèi)，主要的用途就是作為燃料。因?yàn)橐夯蜌庵匈A存了少量的硫化物，其腐蝕性會(huì)破壞儲(chǔ)罐的內(nèi)壁，導(dǎo)致焊縫或是穿孔，進(jìn)而導(dǎo)致泄露事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

1.2 液化石油氣的危險(xiǎn)危害特性

根據(jù)液化石油氣的理化特性，分析出了液化石油氣可能帶來(lái)的危險(xiǎn)危害，主要總結(jié)為以下幾個(gè)方面：第一方面，液化石油氣的閃點(diǎn)比較低，最小引燃能量小，爆炸的極限就很容易達(dá)到，火災(zāi)爆炸的隱患就很大。第二方面，液化石油氣的成分存在毒性，一旦發(fā)生泄漏就很可能引發(fā)現(xiàn)場(chǎng)人員急性中毒。第三方面，液化石油氣具有極高的燃燒值，如果發(fā)生爆炸，引起了火災(zāi)，火勢(shì)就會(huì)又猛又大，并且產(chǎn)生熱輻射，很可能進(jìn)一步引燃周?chē)兹嘉镔|(zhì)，形成連環(huán)爆炸?；趯?duì)液化石油氣危險(xiǎn)特性的分析，液化石油氣中貯存的H2S應(yīng)力腐蝕對(duì)液化石油氣儲(chǔ)罐安全問(wèn)題的影響相對(duì)較大，下面我們主要探討一下在液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于H2S應(yīng)力腐蝕問(wèn)題的處理

2 H2S應(yīng)力腐蝕危害及相關(guān)設(shè)計(jì)

2.1 應(yīng)力腐蝕特征

應(yīng)力腐蝕破裂指的是金屬在應(yīng)力以及腐蝕的共同作用下引發(fā)的破裂。腐蝕是始終存在的，當(dāng)應(yīng)力也開(kāi)始出現(xiàn)，就很容易發(fā)生破裂，造成災(zāi)難性的事故。應(yīng)力主要包括了外加載荷作用、熱應(yīng)力、冷熱加工和焊接殘力等

2.2 應(yīng)力腐蝕機(jī)理

在濕H2S的環(huán)境中，剛才與H2S發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生了氫原子，滲透到鋼材中，產(chǎn)生了氫鼓泡，導(dǎo)致開(kāi)裂，加大鋼的脆性，在拉應(yīng)力的作用下使硫化物應(yīng)力腐蝕性開(kāi)裂。最常見(jiàn)的就是H2S環(huán)境和應(yīng)力共同作用在管內(nèi)壁或者焊接處產(chǎn)生壓力腐蝕，導(dǎo)致表面開(kāi)裂。

2.3 降低壓力腐蝕的設(shè)計(jì)

液化石油氣儲(chǔ)罐中的介質(zhì)通常是經(jīng)過(guò)催化裂化的化學(xué)工藝獲得的液化石油氣，一般含有H2S、水分和一定的氰化物。在這樣敏感的環(huán)境中，H2S腐蝕開(kāi)裂十分常見(jiàn)。在液化石油氣臥式儲(chǔ)罐中，采用了更加科學(xué)的設(shè)計(jì)，保證儲(chǔ)罐的安全。在選材上，選擇了敏感性較低的素材Q345R，材料的抗應(yīng)力腐蝕能力強(qiáng)。在技術(shù)上，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，降低裂縫、分層和夾雜的存在。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，避免應(yīng)力集中，采用焊接接頭的形式，常見(jiàn)的有接管內(nèi)伸倒圓。最后，要對(duì)易發(fā)生濕H2S應(yīng)力腐蝕的容器進(jìn)行熱處理，焊后的熱處理溫度要盡量按標(biāo)準(zhǔn)取上限。了解了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)分析，出現(xiàn)故障的原因，和事故防范的相關(guān)技術(shù)，我們現(xiàn)在就針對(duì)一種規(guī)格的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐，對(duì)液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的技術(shù)設(shè)計(jì)和使用安全進(jìn)行詳盡的說(shuō)明。

3 DN3200X11300規(guī)格的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐

在液化石油氣最常見(jiàn)的臥式儲(chǔ)罐中，最為常見(jiàn)的就是DN3200X11300規(guī)格，我們就以這種儲(chǔ)罐為例，對(duì)臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

首先，來(lái)了解臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)參數(shù)：我們本次采用的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)格和名稱(chēng)是DN3200X11300液化石油氣臥式儲(chǔ)罐，根據(jù)設(shè)備的類(lèi)型，確定出設(shè)計(jì)壓力為1.77 MPa，溫度為50℃，介質(zhì)就是液化石油氣并且具有易燃易爆的特性，主要的材料是Q345R，16MnII。在液化石油氣儲(chǔ)罐的使用過(guò)程中，為保證安全，必須要設(shè)計(jì)好操作的條件參數(shù)。工作壓力為1.62 MPa，工作溫度是常溫就可以，介質(zhì)的裝料系數(shù)應(yīng)該不高于0.9。

3.2 壓力確定

在液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要保證壓力的科學(xué)設(shè)計(jì)，因?yàn)橐夯蜌獾闹饕煞质嵌⊥楹捅榈扔袡C(jī)混合物。所以要按照《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)，在常溫的儲(chǔ)罐中，溫度不低于50 ℃的情況下，工作壓力按照實(shí)際的飽和蒸汽壓確定。在設(shè)計(jì)圖樣上要注明對(duì)應(yīng)壓力和限定組分。

3.3 裝量確定

在液化石油氣的平衡狀態(tài)下，飽和蒸汽壓伴隨著溫度的升高增大，液體的膨脹也較強(qiáng)，所以，在儲(chǔ)罐裝量系數(shù)的確定過(guò)程中，必須要保留適當(dāng)?shù)臍庀嗫臻g，防止溫度升高導(dǎo)致的壓力劇增。最后要確定出充裝量。液化石油氣儲(chǔ)罐內(nèi)的充裝量會(huì)直接關(guān)系到容器在正常條件下的工作壓力，關(guān)系到了容器的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和使用安全。所以充裝量的確定是設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要事項(xiàng)。通用的液化石油氣儲(chǔ)存量的計(jì)算公式為：W=￠VPt。其中，W是儲(chǔ)存量，￠為裝料系數(shù)，V為容積。

3.4 焊接接頭系數(shù)確定

焊接接頭的系數(shù)一般是根據(jù)受壓元件焊接接頭的型式和無(wú)損檢測(cè)長(zhǎng)度的比例來(lái)確定的。雙面焊的焊接接頭還有相當(dāng)于雙面焊的一部分全焊透接頭是100%無(wú)損檢測(cè)為：￠=1.00。焊接接頭的系數(shù)確定也是液化石油氣臥式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵程序。

4 結(jié)語(yǔ)

液化石油氣作為特殊能源，在儲(chǔ)存的過(guò)程中必須要保證安全性，通常采取了液化石油氣的臥式儲(chǔ)罐，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要嚴(yán)格地按照J(rèn)B/T4731-2005的《鋼制臥式容器》以及TSG R0004-2009的《固定式壓力容器相關(guān)安全技術(shù)的監(jiān)察規(guī)程》的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定，充分地考慮儲(chǔ)罐在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，在設(shè)計(jì)上，盡可能減少安全隱患，降低事故的發(fā)生率，保障液化石油氣儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 聶崇巖.液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（18）：97-97，66.

[2] 聶崇巖.液化石油氣臥式儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析及相關(guān)問(wèn)題探討[J].化工管理，2013（14）：5-6.

[3] 液化石油氣臥式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題[C].2000年中國(guó)焦化年會(huì)論文集，2001：1-4.endprint

摘 要：本篇論文簡(jiǎn)要論述了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，分析了壓力容器的危險(xiǎn)性，闡明了液化石油氣的危害性，概括講解了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和相關(guān)的使用問(wèn)題。并介紹了DN3200X11300類(lèi)型的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的簡(jiǎn)要概況。

關(guān)鍵詞：液化石油氣 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 簡(jiǎn)要概況 設(shè)計(jì)探討

中圖分類(lèi)號(hào)：U47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（a）-0094-01

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的石油行業(yè)迅猛發(fā)展，其中價(jià)格低廉、資源豐富、污染較小的液化石油氣成為了廣泛應(yīng)用的能源。但是，由于液化石油氣儲(chǔ)罐中存在的H2S應(yīng)力腐蝕以及焊縫缺陷等問(wèn)題多次引發(fā)了安全事故，為了保證它的安全運(yùn)行，必須從設(shè)計(jì)、使用、制造和維護(hù)等方面實(shí)行嚴(yán)格的要求，本論文結(jié)合了DN3200X11300規(guī)格的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)，具體探討了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐在設(shè)計(jì)中的材料選擇、參數(shù)確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)要求等，有效避免液化石油氣的危害是液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題。

1 液化石油氣儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

自二戰(zhàn)結(jié)束以來(lái)，液化石油氣的應(yīng)用已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年。事故頻發(fā)使得液化石油氣的儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估越來(lái)越受到關(guān)注。所謂的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估就是將事故預(yù)測(cè)、事故預(yù)防、控制技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行一系列的分析，有效地降低財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。液化石油氣的危險(xiǎn)分析主要有以下幾個(gè)方面。

1.1 液化石油氣理化特征

液化石油氣的主要成分是丙烯、丙烷、丁烯、丁烷等碳三、碳四的物質(zhì)，都是易燃易爆的氣體，易引發(fā)爆炸現(xiàn)象。液化石油氣的閃點(diǎn)為-74 ℃，引燃溫度處于426 ℃到537 ℃之間，爆炸極限在1.5%～9.5%范圍內(nèi)，主要的用途就是作為燃料。因?yàn)橐夯蜌庵匈A存了少量的硫化物，其腐蝕性會(huì)破壞儲(chǔ)罐的內(nèi)壁，導(dǎo)致焊縫或是穿孔，進(jìn)而導(dǎo)致泄露事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

1.2 液化石油氣的危險(xiǎn)危害特性

根據(jù)液化石油氣的理化特性，分析出了液化石油氣可能帶來(lái)的危險(xiǎn)危害，主要總結(jié)為以下幾個(gè)方面：第一方面，液化石油氣的閃點(diǎn)比較低，最小引燃能量小，爆炸的極限就很容易達(dá)到，火災(zāi)爆炸的隱患就很大。第二方面，液化石油氣的成分存在毒性，一旦發(fā)生泄漏就很可能引發(fā)現(xiàn)場(chǎng)人員急性中毒。第三方面，液化石油氣具有極高的燃燒值，如果發(fā)生爆炸，引起了火災(zāi)，火勢(shì)就會(huì)又猛又大，并且產(chǎn)生熱輻射，很可能進(jìn)一步引燃周?chē)兹嘉镔|(zhì)，形成連環(huán)爆炸。基于對(duì)液化石油氣危險(xiǎn)特性的分析，液化石油氣中貯存的H2S應(yīng)力腐蝕對(duì)液化石油氣儲(chǔ)罐安全問(wèn)題的影響相對(duì)較大，下面我們主要探討一下在液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于H2S應(yīng)力腐蝕問(wèn)題的處理

2 H2S應(yīng)力腐蝕危害及相關(guān)設(shè)計(jì)

2.1 應(yīng)力腐蝕特征

應(yīng)力腐蝕破裂指的是金屬在應(yīng)力以及腐蝕的共同作用下引發(fā)的破裂。腐蝕是始終存在的，當(dāng)應(yīng)力也開(kāi)始出現(xiàn)，就很容易發(fā)生破裂，造成災(zāi)難性的事故。應(yīng)力主要包括了外加載荷作用、熱應(yīng)力、冷熱加工和焊接殘力等

2.2 應(yīng)力腐蝕機(jī)理

在濕H2S的環(huán)境中，剛才與H2S發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生了氫原子，滲透到鋼材中，產(chǎn)生了氫鼓泡，導(dǎo)致開(kāi)裂，加大鋼的脆性，在拉應(yīng)力的作用下使硫化物應(yīng)力腐蝕性開(kāi)裂。最常見(jiàn)的就是H2S環(huán)境和應(yīng)力共同作用在管內(nèi)壁或者焊接處產(chǎn)生壓力腐蝕，導(dǎo)致表面開(kāi)裂。

2.3 降低壓力腐蝕的設(shè)計(jì)

液化石油氣儲(chǔ)罐中的介質(zhì)通常是經(jīng)過(guò)催化裂化的化學(xué)工藝獲得的液化石油氣，一般含有H2S、水分和一定的氰化物。在這樣敏感的環(huán)境中，H2S腐蝕開(kāi)裂十分常見(jiàn)。在液化石油氣臥式儲(chǔ)罐中，采用了更加科學(xué)的設(shè)計(jì)，保證儲(chǔ)罐的安全。在選材上，選擇了敏感性較低的素材Q345R，材料的抗應(yīng)力腐蝕能力強(qiáng)。在技術(shù)上，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，降低裂縫、分層和夾雜的存在。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，避免應(yīng)力集中，采用焊接接頭的形式，常見(jiàn)的有接管內(nèi)伸倒圓。最后，要對(duì)易發(fā)生濕H2S應(yīng)力腐蝕的容器進(jìn)行熱處理，焊后的熱處理溫度要盡量按標(biāo)準(zhǔn)取上限。了解了液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)分析，出現(xiàn)故障的原因，和事故防范的相關(guān)技術(shù)，我們現(xiàn)在就針對(duì)一種規(guī)格的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐，對(duì)液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的技術(shù)設(shè)計(jì)和使用安全進(jìn)行詳盡的說(shuō)明。

3 DN3200X11300規(guī)格的液化石油氣臥式儲(chǔ)罐

在液化石油氣最常見(jiàn)的臥式儲(chǔ)罐中，最為常見(jiàn)的就是DN3200X11300規(guī)格，我們就以這種儲(chǔ)罐為例，對(duì)臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

首先，來(lái)了解臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)參數(shù)：我們本次采用的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)格和名稱(chēng)是DN3200X11300液化石油氣臥式儲(chǔ)罐，根據(jù)設(shè)備的類(lèi)型，確定出設(shè)計(jì)壓力為1.77 MPa，溫度為50℃，介質(zhì)就是液化石油氣并且具有易燃易爆的特性，主要的材料是Q345R，16MnII。在液化石油氣儲(chǔ)罐的使用過(guò)程中，為保證安全，必須要設(shè)計(jì)好操作的條件參數(shù)。工作壓力為1.62 MPa，工作溫度是常溫就可以，介質(zhì)的裝料系數(shù)應(yīng)該不高于0.9。

3.2 壓力確定

在液化石油氣臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要保證壓力的科學(xué)設(shè)計(jì)，因?yàn)橐夯蜌獾闹饕煞质嵌⊥楹捅榈扔袡C(jī)混合物。所以要按照《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)，在常溫的儲(chǔ)罐中，溫度不低于50 ℃的情況下，工作壓力按照實(shí)際的飽和蒸汽壓確定。在設(shè)計(jì)圖樣上要注明對(duì)應(yīng)壓力和限定組分。

3.3 裝量確定

在液化石油氣的平衡狀態(tài)下，飽和蒸汽壓伴隨著溫度的升高增大，液體的膨脹也較強(qiáng)，所以，在儲(chǔ)罐裝量系數(shù)的確定過(guò)程中，必須要保留適當(dāng)?shù)臍庀嗫臻g，防止溫度升高導(dǎo)致的壓力劇增。最后要確定出充裝量。液化石油氣儲(chǔ)罐內(nèi)的充裝量會(huì)直接關(guān)系到容器在正常條件下的工作壓力，關(guān)系到了容器的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和使用安全。所以充裝量的確定是設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要事項(xiàng)。通用的液化石油氣儲(chǔ)存量的計(jì)算公式為：W=￠VPt。其中，W是儲(chǔ)存量，￠為裝料系數(shù)，V為容積。

3.4 焊接接頭系數(shù)確定

焊接接頭的系數(shù)一般是根據(jù)受壓元件焊接接頭的型式和無(wú)損檢測(cè)長(zhǎng)度的比例來(lái)確定的。雙面焊的焊接接頭還有相當(dāng)于雙面焊的一部分全焊透接頭是100%無(wú)損檢測(cè)為：￠=1.00。焊接接頭的系數(shù)確定也是液化石油氣臥式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵程序。

4 結(jié)語(yǔ)

液化石油氣作為特殊能源，在儲(chǔ)存的過(guò)程中必須要保證安全性，通常采取了液化石油氣的臥式儲(chǔ)罐，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要嚴(yán)格地按照J(rèn)B/T4731-2005的《鋼制臥式容器》以及TSG R0004-2009的《固定式壓力容器相關(guān)安全技術(shù)的監(jiān)察規(guī)程》的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定，充分地考慮儲(chǔ)罐在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，在設(shè)計(jì)上，盡可能減少安全隱患，降低事故的發(fā)生率，保障液化石油氣儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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