化工設(shè)備壓力容器破壞及預(yù)防分析

曹慶奎

摘 要：近年來，我國(guó)的化工行業(yè)有了很大進(jìn)展，在化工生產(chǎn)中，化工設(shè)備是關(guān)鍵元素，設(shè)備需要與化工生產(chǎn)要求完全一致，這些設(shè)備在應(yīng)用中才不會(huì)出現(xiàn)安全事故。壓力容器在化工生產(chǎn)中的位置舉足親重，該種設(shè)備出現(xiàn)損壞，介質(zhì)流出會(huì)影響化工生產(chǎn)，還會(huì)造成更大的安全隱患，嚴(yán)重情況下，會(huì)發(fā)生爆炸等事故?；て髽I(yè)人員還要就壓力容器破壞問題，展開研究，針對(duì)各種損壞問題，提出預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：化工設(shè)備;壓力容器;破壞;預(yù)防措施

引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，化工行業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但是在化工壓力容器的使用過程中還存在諸多問題，壓力容器長(zhǎng)時(shí)間在惡劣的環(huán)境中工作，會(huì)出現(xiàn)各種不同形式的破裂問題，從而影響壓力容器的使用壽命，而且可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，基于這一現(xiàn)狀，本文針對(duì)壓力容器使用過程中出現(xiàn)的主要破裂形式，提出一些有效的預(yù)防措施，以供參考。

1 壓力容器破裂形式與原因

1.1 脆性損壞

當(dāng)壓力容器在使用中的承載壓力未能達(dá)到容器極限值時(shí)，則會(huì)引發(fā)脆性破裂的損壞現(xiàn)象。此類破裂大多發(fā)生在低溫環(huán)境，因未呈現(xiàn)出任何的征兆，所以其預(yù)防難度極大。其主要原因可以歸結(jié)于焊接縫沒達(dá)標(biāo)、抗變形能力差、材質(zhì)不夠好。

1.2 韌性變形

當(dāng)壓力容器所承載的壓力大于其最大承載能力之后，就很容易出現(xiàn)韌性變形，壓力容器會(huì)破裂，從而影響其正常工作。引起韌性變形的主要原因是壓力容器的承載壓力過大，使得容器壁變薄，進(jìn)一步發(fā)生塑性變形。導(dǎo)致發(fā)生韌性變形的其他原因有容器材質(zhì)選擇不合理，而且在應(yīng)用過程中沒有按照規(guī)定進(jìn)行安裝，或者容器使用維護(hù)工作不到位等等。

1.3 疲勞破壞

壓力容器在長(zhǎng)期負(fù)荷運(yùn)行中，其承壓部位會(huì)不斷接受外界壓力，該處會(huì)成為薄弱部位，該部位的耐勞性能會(huì)逐漸降低，當(dāng)其達(dá)到極限疲勞狀態(tài)時(shí)，該部位會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，這會(huì)破壞材料的完好無損，使其出現(xiàn)開裂問題。起初裂縫尺寸很小，不會(huì)對(duì)壓力容器運(yùn)行產(chǎn)生影響，當(dāng)外界壓力繼續(xù)重復(fù)作用于該部位時(shí)，裂縫尺寸會(huì)逐漸擴(kuò)大，容器破裂問題也會(huì)加大，這種問題極易引發(fā)容器爆炸事故。這種破壞與材質(zhì)本身的耐勞性能低有關(guān)，該破壞作用時(shí)間較長(zhǎng)，在一開始會(huì)有裂紋等征兆，維護(hù)人員應(yīng)注意這種現(xiàn)象，及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

1.4 腐蝕

因化工原材料大多擁有一定的腐蝕性，因此長(zhǎng)久以往容器器壁就會(huì)在腐蝕作用下變得越來越薄，最終致使容器整體性能嚴(yán)重下降，甚至?xí)?dǎo)致容器無法再承受原有的壓力，發(fā)生破裂問題。腐蝕性破裂現(xiàn)象的成因源自于容器器材品質(zhì)。面對(duì)拉伸應(yīng)力與化學(xué)腐蝕的共同作用，器壁將會(huì)變得越來越薄，在持久性損傷以后，容器結(jié)構(gòu)就會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p傷。

1.5 燸變破裂

燸變破裂在化工壓力容器中不是很常見，但也是壓力容器破裂的主要類型之一。在壓力容器正常使用的過程中，在持續(xù)高溫和應(yīng)力的作用下，容器的金屬材料會(huì)發(fā)生持續(xù)性的變化，最終導(dǎo)致其發(fā)生破裂，這種破裂被稱為燸變破裂。高溫的持續(xù)作用會(huì)導(dǎo)致壓力容器剛性變?nèi)?，同時(shí)應(yīng)力的持續(xù)作用使得容器發(fā)生變形，最終發(fā)生破裂。

2 壓力容器破壞典型事故

在某化工廠發(fā)生一起冷凝器列管腐蝕穿孔的事故，致使銨鹽水滲漏到了液氯系統(tǒng)，并產(chǎn)生三氯化氮，量大且易爆。因此導(dǎo)致了次日的排污罐、鹽水泵、液氯儲(chǔ)罐爆炸事件。此事件極其嚴(yán)重，并導(dǎo)致極大的負(fù)面影響，直接受損經(jīng)濟(jì)數(shù)額較大，而對(duì)周邊居民也構(gòu)成一定影響。化工設(shè)備因腐蝕而致穿孔，直至引發(fā)鹽水滲漏，是引發(fā)此事故的直接成因。并且，在壓力容器的設(shè)施管理中比較混亂，以及各設(shè)施技術(shù)資料不全與技術(shù)交底未落實(shí)到位，且未能及時(shí)進(jìn)行全面性的耐壓檢測(cè)，還有安全責(zé)任制未能切實(shí)落實(shí)到位，這些是此次引發(fā)事故的核心因素。此外，在安全隱患的自檢以及整改力度方面不夠，當(dāng)檢測(cè)出或是在面臨化工安全隱患問題時(shí)，必須要先明確實(shí)施相應(yīng)的整改措施，并配備的設(shè)施必須齊全，保證材質(zhì)符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，加大自檢與整改力度。為防范同類事故，應(yīng)全面提升安全意識(shí)，管理力度加強(qiáng)，對(duì)危化生產(chǎn)予以高度重視。將安全責(zé)任與相關(guān)的預(yù)防知識(shí)全面落實(shí)，以切實(shí)有效的針對(duì)安全隱患實(shí)施解決措施，務(wù)必提前消除安全隱患，嚴(yán)防事故發(fā)生。通常深化專項(xiàng)整治工作的推進(jìn)，切實(shí)將整體生產(chǎn)的安全水平提升。嚴(yán)格遵循國(guó)家在?；袠I(yè)的生產(chǎn)規(guī)范來進(jìn)行整治和實(shí)施，企業(yè)要加大整治工作的力度。責(zé)任制落實(shí)到人，并加以監(jiān)督管控。對(duì)存在有安全問題的設(shè)施必須責(zé)令暫停，待調(diào)整完善且達(dá)標(biāo)后方能恢復(fù)再次生產(chǎn)。

3 化工設(shè)備壓力容器破壞預(yù)防措施

3.1 韌性破壞預(yù)防措施

在韌性破壞預(yù)防中，相關(guān)人員應(yīng)注意提高容器本身的質(zhì)量，使其不易受到外界壓力影響，首先其材料材質(zhì)應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，其承壓能力及剛度等性能需要滿足化工生產(chǎn)要求。在設(shè)計(jì)制作中，還要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用生產(chǎn)要求和環(huán)境要求，使容器本身可接受的運(yùn)行荷載更大。不通壓力容器應(yīng)用場(chǎng)所和安裝要求不通，施工人員要將壓力容器準(zhǔn)確落實(shí)到位，并做好安裝調(diào)整工作，使其與檢測(cè)儀器有效連接在一起，后者的性能也要滿足要求，以便實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力容器運(yùn)行情況，及時(shí)險(xiǎn)前預(yù)警。在壓力容器運(yùn)行中，化工企業(yè)還要做好維護(hù)管理工作。

3.2 脆性損壞預(yù)防

對(duì)于這類問題來說，最重要的就是選用材料性能能夠滿足承壓要求的材料，用更為合適的材料承裝、制備材料才能夠避免脆性破裂問題的發(fā)生。除此之外作業(yè)流程也必須予以嚴(yán)格控制、管理與約束，以免不恰當(dāng)?shù)氖褂萌萜饕鸫嘈云屏褑栴}的發(fā)生。

3.3 疲勞破裂的預(yù)防措施

避免疲勞破裂的主要措施是不能長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)壓力容器進(jìn)行加壓操作，而且要避免對(duì)其進(jìn)行超負(fù)荷運(yùn)行，減少應(yīng)力對(duì)器壁的重復(fù)作用時(shí)間，從而有效降低壓力容器發(fā)生破裂概率。

3.4 防腐涂料的應(yīng)用

防腐涂料是油漆涂料里面不開或缺的一種涂料，由合成樹脂、橡膠、植物油和漿液溶劑等構(gòu)成，能在苛刻環(huán)境條件下應(yīng)用，有著非常長(zhǎng)效防腐壽命，因此得到了非常廣泛的使用。防腐涂料是采取涂抹在金屬的表面，干后可以形成一層薄的多孔膜。雖然沒有將金屬和腐蝕介質(zhì)全部分隔開，可是大大的增強(qiáng)了阻隔介質(zhì)通過微孔的擴(kuò)散力與溶液電阻力，明顯減小了腐蝕電流，防腐效果十分明顯。

3.5 蠕變破壞預(yù)防措施

蠕變與工作環(huán)境溫度有直接關(guān)系，在化工生產(chǎn)需求得到滿足條件下，化工企業(yè)應(yīng)對(duì)工作環(huán)境的條件進(jìn)行改善，使容器不會(huì)同時(shí)受到高溫和應(yīng)力影響。在容器制作中，制作人員應(yīng)選擇耐溫、剛度較大的材料，使其在應(yīng)用中不容易出現(xiàn)薄弱部位。在設(shè)計(jì)制作中，相關(guān)人員還要注意壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作情況，使其滿足介質(zhì)承載要求。

結(jié)束語

綜上所述，在壓力容器破壞預(yù)防中，檢修人員需要保證壓力容器設(shè)備的密閉性和完整性，需要使介質(zhì)質(zhì)量得到保證，還要從源頭入手，選擇不易受到破壞的容器材質(zhì)?；て髽I(yè)也需要改善壓力容器工作環(huán)境，使環(huán)境帶來的負(fù)面影響簡(jiǎn)直最小。企業(yè)還要建立壓力容器檢修制度，制定檢修計(jì)劃和方案，使壓力容器得到定期檢查和不定期抽查，如此化工生產(chǎn)中的各種壓力容器設(shè)備才不會(huì)存在安全隱患。

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