朱 泳，陳 鑫，董思遠，張雙刀

（1. 海軍裝備部駐上海地區(qū)第一軍事代表室，上海 200031；2. 上海船舶設(shè)備研究所，上海 200031）

0 引言

壓力容器雖然沒有轉(zhuǎn)動機械那樣容易磨損，也不像高速發(fā)動機因高頻率反復(fù)載荷，極易導(dǎo)致疲勞損壞，但高溫高壓的使用條件導(dǎo)致其破壞率相對較高。其高壓的特點還會引起爆炸導(dǎo)致更加具有危害性的事故，如一個容積為10 m3、壓力為1 MPa 的空氣貯罐，如果發(fā)生爆炸，其沖擊波可以毀損30 m 外的門窗玻璃。同時壓力容器通常還含有有毒、易腐蝕、易燃易爆等介質(zhì)，在其發(fā)生破環(huán)的同時往往還伴隨著著火、爆炸、中毒、腐蝕等具有嚴重危害的事故。在英國，其原子能局及聯(lián)合部的調(diào)查結(jié)果顯示，10 萬臺符合英國標 準的壓力容器，在30 年的使用年限內(nèi)，每年發(fā)生事故132 次，其中重大事故7 次[1]。這是針對符合標準的壓力容器的調(diào)查，可以想象不符合標準的壓力容器在使用過程中的事故發(fā)生率會更高。

壓力容器事故較多的因素是多方面的。就技術(shù)角度來講，其原因主要是：

1）壓力容器的部件受力情況復(fù)雜，比如壓力 容器的器壁開孔位置就是其結(jié)構(gòu)強度上的薄弱點， 很容易從此處產(chǎn)生問題。

2）壓力容器的使用環(huán)境苛刻，有的不但需要承受壓力，還需要在高溫度或者超低溫度下運行。

3）目前大多數(shù)壓力容器都是焊接而成的，假 設(shè)焊接工藝不達標，即使是焊縫處的微小問題，在實際使用過程中也會存在極大的安全隱患，如遇到合適的溫度和壓力，微小的問題就可能迅速擴大。

4）在運行過程中，操作工人對設(shè)備操作條件不熟悉，導(dǎo)致壓力容器的壓力、溫度超過運行條件運行，從而產(chǎn)生安全事故。

1 常見的安全問題的原因

1.1 人為因素

目前，大多數(shù)企業(yè)對壓力容器的管理都不到位，使用單位沒有針對壓力容器管理的相關(guān)制度，同時在日常使用過程中對壓力容器的管理也不重視，相關(guān)的安全預(yù)防和應(yīng)急措施都不完善，導(dǎo)致在企業(yè)對壓力容器的使用中存在諸多隱患。對壓力容器的作業(yè)人員其技能培訓不到位，如壓力容器在使用過程中對運行參數(shù)有明確的要求，操作人員在實際運行中卻忽視溫度、壓力等參數(shù)，導(dǎo)致設(shè)備超溫超壓工作，從而引發(fā)泄露乃至爆炸等事故。此外，若壓力容器相關(guān)的作業(yè)人員存在視力聽力方面的缺陷，患有高血壓、心臟病等疾病，又或是具有易冒險易激動等不穩(wěn)定情緒，也很容易導(dǎo)致人為因素危險事故的發(fā)生。一些企業(yè)在用工的過程中對工人的身心狀況并不重視，往往會發(fā)生由于操作人員導(dǎo)致的安全事故。

1.2 設(shè)備缺陷

設(shè)備缺陷主要分為2 類，一類是壓力容器自身的質(zhì)量或設(shè)計問題，例如材料不合格導(dǎo)致的強度不足、設(shè)備自身密封性不良、設(shè)備與設(shè)備之間的密封性不好、安全閥及儀器儀表等安全附件失靈等，這些現(xiàn)象都屬于設(shè)備、設(shè)施的缺陷[2]。另一類是壓力容器缺乏相應(yīng)的安全防護設(shè)施，例如防護材料不恰當、防護距離不足導(dǎo)致工作人員受到傷害[3]。此外，壓力容器的用電問題也是導(dǎo)致事故發(fā)生的常見原因，因為壓力容器的帶電設(shè)備如果存在漏電情況，就會產(chǎn)生靜電、電火花從而引發(fā)壓力容器事故。

1.3 磨損腐蝕

在壓力容器運行中，容器內(nèi)的器壁、焊縫等會受到容器內(nèi)部介質(zhì)長時間的沖刷，產(chǎn)生磨損，隨著使用時間的增加，器壁和焊縫等就會因為磨損而出現(xiàn)缺陷，導(dǎo)致壓力容器強度降低。同時在壓力容器運行時還會遇到腐蝕介質(zhì)、高低溫介質(zhì)、有毒介質(zhì)、易燃易爆性物質(zhì)和粉塵等比較危險的物質(zhì)。因此，有缺陷的壓力容器與腐蝕性物質(zhì)或有毒有害物質(zhì)同時存在，如果操作不當，就很有可能引發(fā)爆炸或有毒物質(zhì)的泄漏，從而導(dǎo)致生命和財產(chǎn)的損失[4]。

2 壓力容器問題應(yīng)對措施

2.1 壓力容器的制造質(zhì)量

設(shè)計單位應(yīng)根據(jù)技術(shù)要求及相關(guān)設(shè)計標準進行設(shè)計，給出壓力容器的制造圖紙，然后由具備相應(yīng)制造資質(zhì)的工廠完成壓力容器的制造工作。同時，為了使壓力容器的制造質(zhì)量得到有效保證，設(shè)計單位及承制工廠還應(yīng)當制定詳細的工藝規(guī)程，在生產(chǎn)之前就做好保證[5]。

生產(chǎn)工廠拿到制造圖紙后需進行技術(shù)消化工作，對生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工藝、重要點與設(shè)計單位進行溝通。生產(chǎn)單位完成技術(shù)消化后正式進入到壓力容器制造過程后，首先需對原材料進行控制，這是制造質(zhì)量控制的首要環(huán)節(jié)。壓力容器承制單位應(yīng)明確材料和采購控制的范圍，并形成相應(yīng)的標準體系。控制材料環(huán)節(jié)包括材料的選型、替代、采購、檢驗、驗收、入庫、存放、發(fā)放、標記移植等[6]。

在工廠通常是通過焊接各個連接部位來制造壓力容器的，因此焊接的質(zhì)量好壞也直接影響壓力容器的質(zhì)量好壞。這主要是由焊接材料和施焊人員技術(shù)水平?jīng)Q定，為了確保焊接的高質(zhì)量，制造單位應(yīng)該在焊接過程中加強以下幾個環(huán)節(jié)：焊接材料的管理和控制、焊工資格和管理、焊接工藝文件的編制審批和使用以及焊縫返修的質(zhì)量記錄和控制等[7]。通過對原材料及焊接的控制，避免在筒節(jié)、封頭、平板等關(guān)鍵性焊接部位容易出現(xiàn)出現(xiàn)不合格的焊縫等問題，從而避免因制造質(zhì)量導(dǎo)致的壓力容器事故。

2.2 磨損腐蝕情況的處理

壓力容器中的化學介質(zhì)是導(dǎo)致容器腐蝕的主要原因，通常會出現(xiàn)壓力容器器壁厚度變薄或產(chǎn)生裂紋等情況，為防止危險事故發(fā)生這時就必須對壓力容器進行修復(fù)。在進行壓力容器腐蝕修復(fù)前需要利用超聲波測厚儀、干分表等儀器對壓力容器器壁的腐蝕程度進行評估。用干分表測量腐蝕坑的深度并以最大腐蝕坑深為參數(shù)，得到壓力容器腐蝕程度評估的詳細數(shù)據(jù)后，計算出壓力容器的工作載荷能力及剩余使用壽命。對使用工況含強腐蝕性、有毒、易燃、易爆、高溫、高壓介質(zhì)的壓力容器需要重點關(guān)注，定期安排檢驗工作，檢驗合格后方可繼續(xù)使用[8]。壓力容器安全附件的損壞也會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，因此在日常運行中還需對安全閥門、壓力表等安全附件進行檢驗，校驗合格的安全附件方可繼續(xù)使用，有缺陷的附件必須進行更換。

2.3 日常工作運行的規(guī)范

壓力容器的作業(yè)環(huán)境本身具有一定的危險性，為了減小安全事故的發(fā)生幾率，壓力容器使用單位還應(yīng)該建立健全相應(yīng)的安全管理規(guī)章制度，對設(shè)備的使用要嚴格遵循壓力容器安全技術(shù)規(guī)范。操作人員一定要選用具有較強業(yè)務(wù)素質(zhì)的人員，加強壓力容器作業(yè)人員的相關(guān)操作技能的培訓和考核，使其能了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能并掌握規(guī)范的操作規(guī)程，同時必須對操作人員的工作流程進行規(guī)范。經(jīng)常進行安全培訓和考核，強化安全生產(chǎn)的意識。另外，要提高操作人員的應(yīng)急能力，使其能熟練掌握危害識別能力以及應(yīng)急處理措施，從而減小意外傷害。還需要建立壓力容器的各種管理制度和操作規(guī)程，加強對壓力容器的維護和管理。定期對壓力容器進行全面檢查，包括容器的內(nèi)外部磨損、腐蝕情況、安全附件的狀況、容器的接地保護裝置以及設(shè)備的電力運行設(shè)施等[9]。

3 結(jié)論

制造質(zhì)量、磨損腐蝕、人為因素等均可導(dǎo)致壓力容器安全事故的產(chǎn)生，不僅影響安全生產(chǎn)，還會危害生命安全。在壓力容器的設(shè)計制造階段需要對設(shè)計生產(chǎn)制定詳細的工藝規(guī)程和檢驗驗收標準，保證壓力容器的制造質(zhì)量；在運行使用階段需建立相應(yīng)的操作及安全管理規(guī)章制度，提高操作人員的技術(shù)水平和安全意識，避免人為因素導(dǎo)致安全事故的產(chǎn)生。同時還需要定期對壓力容器進行安全檢驗和設(shè)備維護，保證壓力容器安全穩(wěn)定運行。