淺談壓力容器破壞形式及安全控制措施
2015-04-29 00:00:00鄧衛(wèi)亮
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，壓力容器不斷向大型化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化發(fā)展，特別是?；飞a(chǎn)企業(yè)，由于工作壓力提高、介質(zhì)腐蝕、生產(chǎn)條件惡劣等因素影響，導(dǎo)致各類壓力容器事故頻發(fā)，對壓力容器的破壞分析及安全控制顯得越來越重要。
1.壓力容器的破壞形式和原因分析
壓力容器破裂形式通常分為以下幾種：韌性破裂、脆性破裂、疲勞破裂、腐蝕破裂等。
1.1韌性破裂
韌性破裂容器在壓力作用下，器壁上產(chǎn)生的應(yīng)力達到材料的強度極限而發(fā)生的破裂。原因分析：一是安全附件失靈、違章操作、超負荷運行等引起超壓導(dǎo)致容器破裂；二是設(shè)計厚度不夠、介質(zhì)器壁厚度減薄。
1.2脆性破裂
脆性破裂是容器在未發(fā)生宏觀塑性變形，器壁平均應(yīng)力未達到材料強度極限而發(fā)生的破裂。原因分析：容器結(jié)構(gòu)、焊縫和材料存在缺陷，外部應(yīng)力或環(huán)境因素。
1.3疲勞破裂
疲勞破裂是容器在反復(fù)加壓、卸壓過程中，長期受到交變載荷作用，因疲勞在低應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生的破壞。原因分析：頻繁啟動或停車，反復(fù)加壓或卸載，壓力、溫度波動頻繁或局部應(yīng)力過高。
1.4腐蝕破裂
腐蝕破裂是由于容器受到腐蝕介質(zhì)的作用而產(chǎn)生的破壞，可分為均勻腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕。原因分析：高溫、高壓、易產(chǎn)生局部過熱區(qū)、氫與硫共存、CO2、烴類等易腐蝕介質(zhì)。
2.壓力容器的安全控制措施
2.1安全技術(shù)措施
2.1.1嚴(yán)把壓力容器設(shè)計、制造關(guān)
（1）壓力容器的設(shè)計、制造單位應(yīng)當(dāng)具備《壓力容器安全監(jiān)察條例》規(guī)定的條件，并按照壓力容器設(shè)計范圍，取得相關(guān)資質(zhì)，方可從事壓力容器的設(shè)計、制造活動。
（2）壓力容器的設(shè)計必須符合相關(guān)法律要求。壓力容器的壓力、溫度的設(shè)計，應(yīng)綜合考慮工作介質(zhì)、操作溫度、操作壓力設(shè)備的工作狀態(tài)，并符合法律要求。
（3）壓力容器的設(shè)計文件須經(jīng)過國家質(zhì)檢總局核準(zhǔn)的檢測機構(gòu)鑒定合格，方可用于制造。
2.1.2嚴(yán)格壓力容器缺陷處理和維修
（1）嚴(yán)格缺陷處理，及時消除隱患。
①設(shè)計缺陷處理。對于不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材質(zhì)問題應(yīng)進行必要的處理。如：對缺陷部位和材質(zhì)問題部位進行更換，按照規(guī)定進行開孔補強處理等。對難以修復(fù)且不能保證安全運行的應(yīng)及時作廢處理。
②制造缺陷的處理。制造缺陷主要有成形組裝缺陷和焊縫缺陷。成形組裝缺陷有錯便、棱角、表面凹凸等，對超標(biāo)嚴(yán)重的，應(yīng)先進行無損傷檢查，確定是否存在其他缺陷，若確定沒有其他缺陷，則通過進一步應(yīng)力分析來確定是否可以繼續(xù)使用。對一般內(nèi)外表面焊縫咬邊深度、連續(xù)長度不超過要求時可以不作任何處理。出現(xiàn)裂紋的部位應(yīng)挖除并補焊，情況嚴(yán)重作廢。
③運行缺陷的處理。運行缺陷是壓力容器運行過程中，受到壓力、溫度和介質(zhì)的長期作用而產(chǎn)生的，是缺陷處理的重點。一是腐蝕缺陷的處理。發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等缺陷時，一般不宜繼續(xù)使用。如發(fā)生腐蝕程度輕微、分散點腐蝕或局部腐蝕，可根據(jù)具體情況來做降壓使用、補焊、更換或作廢處理。二是裂紋缺陷的處理。發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷時，應(yīng)根據(jù)裂紋位置、數(shù)量、尺寸等分析裂紋產(chǎn)生的原因，由于結(jié)構(gòu)不良，局部應(yīng)力過高而產(chǎn)生的疲勞裂紋的壓力容器，不應(yīng)該繼續(xù)使用。三是變形缺陷的處理。產(chǎn)生變形缺陷的壓力容器，一般不宜繼續(xù)使用；對于輕微鼓包變形，可考慮挖補處理的工藝措施。
（2）壓力容器的維修。
① 維修前應(yīng)檢查缺陷的性質(zhì)、特征、范圍和缺陷產(chǎn)生原因，制定維修方案，在制定維修方案時應(yīng)參照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，并經(jīng)相關(guān)技術(shù)負責(zé)人員審查批準(zhǔn)。
②修理所使用的材料必須與壓力容器母體材料相同或強度級別、焊接性能接近。修理材料應(yīng)該有質(zhì)量證明，能判斷材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能。
2.1.3壓力容器運行過程控制
（1）嚴(yán)格壓力控制。超壓往往是壓力容器發(fā)生事故的主要原因，運行時，壓力的控制顯得尤為重要。要根據(jù)不同容器要求，特別是高壓及超高壓容器，要做到實時監(jiān)控容器壓力，設(shè)定超壓報警，及時發(fā)現(xiàn)超壓危險狀態(tài)。
（2）嚴(yán)格溫度控制。在大多數(shù)反應(yīng)類壓力容器中，溫度過低時，轉(zhuǎn)化率不是很高，沒有現(xiàn)實意義；當(dāng)溫度過高時，雖然反應(yīng)速率增快，轉(zhuǎn)化率增加，但溫度太高不好控制，壓力急劇上升，容易導(dǎo)致事故發(fā)生。在運行時，要嚴(yán)格按照規(guī)程操作，控制好容器溫度，防止事故發(fā)生。
（3）原料純度控制。某些反應(yīng)類生產(chǎn)中，原料摻雜導(dǎo)致反應(yīng)幾何倍數(shù)加快，壓力和溫度急劇上升。因此在生產(chǎn)中，要嚴(yán)格控制原料的純度，做好雜質(zhì)檢測。
（4）操作失誤控制。大部分的生產(chǎn)事故都是由于違章操作導(dǎo)致，對上崗人員要加強培訓(xùn)，持證上崗，規(guī)范其操作。通過設(shè)備改造、技術(shù)創(chuàng)新等方式，提高設(shè)備本質(zhì)安全性，減少人員操作失誤。
2.1.4壓力容器及安全附件檢驗
在用壓力容器及其安全附件應(yīng)根據(jù)要求，請具備檢測資質(zhì)單位進行定期檢驗。壓力容器應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求裝設(shè)安全閥或者爆破片，對易燃或毒性介質(zhì)，應(yīng)在安全閥或者爆破片的排出口裝設(shè)導(dǎo)管，將排放介質(zhì)引至安全地點并進行妥善處理。
2.2壓力容器安全管理措施
2.2.1建立健全安全責(zé)任體系
壓力容器制造、使用企業(yè)，應(yīng)建立健全安全責(zé)任體系，制定安全生產(chǎn)責(zé)任制，并層層落實安全生產(chǎn)責(zé)任，每臺壓力容器應(yīng)定責(zé)任人，做到“橫向到邊，縱向到底”。
2.2.2建立完善各類規(guī)章制度和操作規(guī)程
企業(yè)要制定壓力容器安全管理制度、壓力容器維護保養(yǎng)制度，壓力容器操作規(guī)程等，并以文件形式簽發(fā)。企業(yè)要組織職工學(xué)習(xí)規(guī)章制度和操作規(guī)程，壓力容器操作人員要掌握壓力容器操作規(guī)程。
2.2.3遵守法律，依法合規(guī)生產(chǎn)
企業(yè)要嚴(yán)格按照法律法規(guī)要求，取得相關(guān)許可證，壓力容器要按照規(guī)定定期檢驗、報廢。企業(yè)要依法配備安全管理人員，并履行法律規(guī)定職責(zé)。企業(yè)負責(zé)人、安全管理人員、設(shè)備管理人員、操作人員要依法取證，持證上崗。
2.2.4加強培訓(xùn)教育，提高員工操作技能及安全意識
企業(yè)要牢固樹立“培訓(xùn)不到位是重大安全隱患”的理念，制定員工培訓(xùn)制度。要加強員工崗位技能培訓(xùn)和安全培訓(xùn)，不斷提高一線員工操作技能，做到會操作，會報警，會處置突發(fā)情況。
2.2.5完善隱患排查機制，及時消除安全隱患
企業(yè)要制定完善隱患排查制度，定期開展隱患檢查工作。要根據(jù)企業(yè)實際，定期開展年度、季度、月度檢查，節(jié)假日檢查，季節(jié)檢查等，及時發(fā)現(xiàn)問題，落實整改責(zé)任人、整改時間、整改資金等，并對整改結(jié)果進行跟蹤，做到隱患排查閉環(huán)管理。
2.2.6制定完善應(yīng)急預(yù)案，加強演練，提高應(yīng)急管理水平
企業(yè)要建立應(yīng)急救援體系，制定應(yīng)急預(yù)案，配備應(yīng)急救援物資，并加強應(yīng)急物資檢查，確保應(yīng)急狀態(tài)下有效。企業(yè)要定期開展應(yīng)急演練，通過實戰(zhàn)演練切實提高應(yīng)急處置能力。
2.2.7實行安全生產(chǎn)考核及獎懲，提高責(zé)任意識
企業(yè)要制定安全生產(chǎn)考核獎懲制度，做到有獎有罰、獎罰分明，一方面通過獎勵來調(diào)動廣大員工的積極性，一方面通過加強處罰力度，糾正違規(guī)違紀(jì)行為。
本文對壓力容器的破壞形式及其原因進行了分析，針對壓力容器事故多發(fā)的現(xiàn)實，從安全技術(shù)措施及安全管理措施兩方面進行了闡述。由于作者自身水平所限，不可避免的存在一定程度上的局限性與不足，還需要在以后的工作中進行不斷的研究和完善。
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