化工設(shè)備壓力容器破壞原因分析及預(yù)防措施

丁子榮

摘要：壓力容器是化工企業(yè)生產(chǎn)過程中的常用設(shè)備，其能否安全平穩(wěn)運(yùn)行決定著生產(chǎn)活動能否順利開展。由于壓力容器的工作環(huán)境往往非常惡劣，這就會對其整體性能帶來不利影響。本文對化工設(shè)備壓力容器發(fā)生破壞的形式和原因進(jìn)行了深入的分析，提出了針對性的預(yù)防措施，有助于提高壓力容器的整體性能，對于確保化工企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：化工設(shè)備;壓力容器;破壞原因;預(yù)防措施

中圖分類號：TQ052 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1化工設(shè)備壓力容器破壞形式及原因

1.1韌性破裂分析

壓力容器器壁承受壓力有上限值，一旦超過上限造成容器破裂，這類破裂形式稱為軔性破裂。這類破裂形式超過壓力容器承受過大壓力，使得容器產(chǎn)生塑性變形，造成器壁變薄且直徑增大，甚至呈現(xiàn)出腰鼓形狀。出現(xiàn)這種情況主要在于材質(zhì)選擇不當(dāng)、安裝不合適等[1]。

1.2脆性破裂分析

在低溫壓力條件下，壓力容器承受的荷載主要為靜荷載，溫度的降低會造成壓力容器構(gòu)成材料的韌性降低， 容易產(chǎn)生剪切斷裂或者解理斷裂。壓力容器產(chǎn)生脆性破裂前外觀上往往沒有明顯的征兆，不會出現(xiàn)嚴(yán)重塑性變形的情況， 只是偶爾會出現(xiàn)很小的局部變形，在檢查過程中不容易發(fā)現(xiàn)。 壓力容器的破壞常發(fā)生在低溫情況，此時材料的韌性較差，破裂往往從缺陷出開始。這類破裂斷口呈現(xiàn)平直且伴有金屬光澤，普遍發(fā)生在低溫環(huán)境下。

1.3疲勞破裂分析

作為最常見的壓力容器破裂形式，由于器壁承壓部位長期承受應(yīng)力作用，使得器壁達(dá)到極限疲勞狀態(tài)，造成集中應(yīng)力的部分產(chǎn)生裂紋，隨著使用時間變長造成裂縫擴(kuò)大，進(jìn)而產(chǎn)生容器破裂現(xiàn)象[2]。這種破裂從初現(xiàn)端倪到最終破裂需要較長時間。

1.4腐蝕破裂分析

化工壓力容器通常盛放腐蝕性、毒性的化學(xué)物質(zhì)，受到長期腐蝕作用的影響，器壁與化學(xué)物質(zhì)之間產(chǎn)生反應(yīng)，器壁逐漸變薄，影響到容器的整體性能，最終因?yàn)槌袎耗芰Σ钜壮霈F(xiàn)破裂情況。出現(xiàn)腐蝕性破裂的壓力容器材質(zhì)多為合金，內(nèi)部存在一定雜質(zhì)，受到化學(xué)作用影響器壁逐漸變薄，破壞到整體結(jié)構(gòu)。

1.5蠕變破裂分析

我們都知道，壓力容器的金屬受到應(yīng)力與高溫的雙重作用會出現(xiàn)一些變化，長此以往就會造成壓力容器的器壁出現(xiàn)破裂問題，這種問題被成為蠕變。造成蠕變的一個主要因素就是溫度因素，如果在溫度過高的情況下，金屬材料的剛性會變?nèi)?，在這種情況下壓力容器受到過大的拉伸力影響，就會造成壓力容器的器壁變薄，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致容器變形和破裂。造成壓力容器蠕變的主要因素就是容器的材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，壓力容器的器壁材料耐溫性較弱。

2壓力容器損壞的預(yù)防策略

2.1壓力容器的脆性損壞預(yù)防

為了緩解壓力容器的脆性損壞問題，我們應(yīng)該結(jié)合實(shí)際需求科學(xué)選擇容器材料，結(jié)合實(shí)際需求合理選擇質(zhì)量較好的材料才能提升壓力容器的自身質(zhì)量，從而有效降低壓力容器脆性破裂問題的出現(xiàn)。除此之外，還需要不斷提高操作人員的專業(yè)規(guī)范程度，否則就會造成壓力容器的破裂問題。壓力容器設(shè)計人員應(yīng)該嚴(yán)格按照要求選擇合適的材料，通過提升容器材料質(zhì)量進(jìn)一步提升壓力容器的綜合性能，從而提升壓力容器的抗變形水平。在壓力容器的制造過程中，工作人員應(yīng)該認(rèn)真做好焊接工作，確保焊接連接點(diǎn)的選擇準(zhǔn)確性，盡量降低壓力容器的焊接問題發(fā)生率。在化工企業(yè)壓力容器的運(yùn)用過程中，應(yīng)該定期做好檢查、檢驗(yàn)工作，確保壓力容器的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2壓力容器的疲勞損壞預(yù)防

壓力容器的疲勞破裂帶來的負(fù)面影響較大，為了緩解這一問題，我們應(yīng)該盡量減少長時間加壓的操作。另外，為了盡量減少壓力容器的超負(fù)荷運(yùn)行發(fā)生率，我們應(yīng)該盡量減少重復(fù)操作的出現(xiàn)，把壓力容器工作壓力控制在合理范圍內(nèi)[3]。壓力容器的制作需要采用性能較強(qiáng)的材料，特別是在壓力容器的生產(chǎn)過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行操作，在確保壓力容器正常工作的前提下降低其器壁壓力。為此，工作人員可以通過卸載或者加壓的方式降低壓力容器的疲勞損壞發(fā)生率。

2.3壓力容器的韌性變形預(yù)防

只有嚴(yán)格按照相關(guān)要求落實(shí)好壓力容器的設(shè)計和生產(chǎn)操作及材料選擇工作，才能有效提升壓力容器的質(zhì)量。在壓力容器的使用和生產(chǎn)過程中都需要降低超負(fù)荷問題的出現(xiàn)率，另外還應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)防，并每隔一段時間進(jìn)行一次壓力容器設(shè)備的外觀檢查，確保壓力容器設(shè)備的正常工作，從而有效增加壓力容器的使用時間。工作人員需要不斷提升壓力容器的自身性能，這樣才能增強(qiáng)壓力容器的抗壓能力。在壓力容器的設(shè)計制作工作中，我們需要按照生產(chǎn)需要和環(huán)境需要提升壓力容器的運(yùn)行荷載能力。施工工作人員應(yīng)該確保壓力容器自身作用的發(fā)揮，結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整容器的安裝方案，把容器和檢測設(shè)備結(jié)合在一起，提升壓力容器的抗任性破壞能力。

2.4壓力容器的腐蝕預(yù)防

在壓力容器的損壞問題中，腐蝕問題理應(yīng)得到人們的重視和關(guān)注，為此我們需要制定科學(xué)的方案控制腐蝕問題的發(fā)生。壓力容器在承裝化學(xué)物質(zhì)之前需要進(jìn)行科學(xué)的清洗，還要盡量降低強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)的承裝時間。在日常工作中應(yīng)該定期進(jìn)行壓力容器的維護(hù)檢修，及時發(fā)現(xiàn)壓力容器的破裂問題，提出相應(yīng)的解決方案，把壓力容器的問題發(fā)生率降到最低，提升壓力容器的使用安全性[4]。

2.5壓力容器的蠕變預(yù)防

工作人員可以通過降低應(yīng)力與高溫同時出現(xiàn)的概率就能緩解壓力容器的蠕變問題。壓力容器的設(shè)計過程中應(yīng)該重視容器自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計，不僅如此還應(yīng)該每隔一段時間就對壓力容器進(jìn)行一次科學(xué)的檢測維修，從而有效控制容器蠕變破裂的出現(xiàn)，并進(jìn)一步降低蠕變問題對容器的負(fù)面影響。總的來說，壓力容器的使用時間過長，加之容器沒有得到應(yīng)有的檢修就會導(dǎo)致相關(guān)問題。為了緩解相關(guān)問題，工作人員應(yīng)該及時發(fā)現(xiàn)壓力容器的運(yùn)行問題并進(jìn)行積極處理。在處理方法中，較為常見的是壓力容器的預(yù)防方案，通過加強(qiáng)對壓力容器的重視和關(guān)注，有效降低壓力容器的破裂問題。

總而言之，化工壓力容器破裂造成重大安全事故的出現(xiàn)，會給企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡，需要做好研究分析工作。探討壓力容器破壞的原因，并從安裝層面著手，給出預(yù)防壓力容器破裂的措施。

參考文獻(xiàn)

[1]石璐.壓力容器在石油化工行業(yè)設(shè)計中的相關(guān)技術(shù)分析[J].化工管理，2018（01）：77.

[2]馬鈺迪，李遠(yuǎn)哲.化工壓力容器的選材及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計淺談[J].化工管理，2017（35）：11.

[3]楊學(xué)明，許斌.壓力容器在化工生產(chǎn)中的腐蝕與防護(hù)研究[J].化工管理，2017（33）：222.

[4]付春定.化工壓力容器的安全控制措施分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，37（19）：56-57.