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    壓力容器的分類和特性及相關(guān)的操作規(guī)程和注意要領(lǐng)

    發(fā)表時間:2018-06-01 ??點擊次數(shù):1725? 技術(shù)支持:1560-1403-222
         什么是壓力容器。所謂壓力容器可以這樣定義,凡承受液體介質(zhì)壓力的密封設(shè)備稱為壓力容器。一般指在石油化工和其他工業(yè)生產(chǎn)中用于完成反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)、分離和貯運等生產(chǎn)工藝過程,并具有特定功能的承受一定壓力的設(shè)備。它主要用于石油化工、能源工業(yè)、科研和軍事工業(yè)等方面;同時在民用工業(yè)領(lǐng)域也得到了**的應(yīng)用,如煤氣或液化石油氣罐、各種蓄能器、換熱器、分離器以及大型管道工程等。目前工業(yè)生產(chǎn)中對于氣體與液體容器的密封性的要求不斷提高,壓力容器作為對于生產(chǎn)特別重要的設(shè)備,由于其優(yōu)良的密閉性和結(jié)構(gòu)、工藝,被**應(yīng)用于石油、化工、醫(yī)藥、輕工、科研等領(lǐng)域,且不斷向高溫化、高壓化和大型化發(fā)展,再加上其儲存的物質(zhì)一般是易燃、易爆、腐蝕或有毒的,因此壓力容器在使用中具有一定的危險性,一旦被點燃就會發(fā)生爆炸,就會為社會帶來巨大的生命財產(chǎn)損失。
     
        2015年6月28日10時04分,位于鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗的內(nèi)蒙古伊東集團(tuán)九鼎化工有限責(zé)任公司發(fā)生一起壓力容器爆炸較大生產(chǎn)安全事故,造成3人死亡,6人受傷,直接經(jīng)濟(jì)損失人民幣812.4萬元。
     
        2005年8月31日9時20分左右,河南省周口市駿馬化工有限公司發(fā)生一起壓力容器(汽車罐車)泄漏爆燃重大事故,造成3人死亡,9人輕度中毒,直接經(jīng)濟(jì)損失102萬元。

    壓力容器
     
    一、壓力容器的定義
    壓力容器,英文:pressure vessel,是指盛裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設(shè)備。為了更有效地實施科學(xué)管理和安全監(jiān)檢,我國《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》中根據(jù)工作壓力、介質(zhì)危害性及其在生產(chǎn)中的作用將壓力容器分為三類。
     
    并對每個類別的壓力容器在設(shè)計、制造過程,以及檢驗項目、內(nèi)容和方式做出了不同的規(guī)定。壓力容器已實施進(jìn)口商品安全質(zhì)量許可制度,未取得進(jìn)口安全質(zhì)量許可證書的商品不準(zhǔn)進(jìn)口。應(yīng)該按照新TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中劃分,先按介質(zhì)劃分為*先組介質(zhì)和二組介質(zhì),然后再按照壓力和容積劃分類別Ⅰ類,Ⅱ類,Ⅲ類,老容規(guī)的所謂*先類、二類、第三類已經(jīng)不適用了。
      
    壓力容器是一種能夠承受壓力的密閉容器。壓力容器的用途極為**,它在工業(yè)、民用、軍工等許多部門以及科學(xué)研究的許多領(lǐng)域都具有重要的地位和作用。其中以在化學(xué)工業(yè)與石油化學(xué)工業(yè)中用多,僅在石油化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用的壓力容器就占全部壓力容器總數(shù)的50 %左右。壓力容器在化工與石油化工領(lǐng)城,主要用于傳熱、傳質(zhì)、反應(yīng)等工藝過程,以及貯存、運輸有壓力的氣體或液化氣體;在其他工業(yè)與民用領(lǐng)域亦有**的應(yīng)用,如空氣壓縮機(jī)。各類專用壓縮機(jī)及制冷壓縮機(jī)的輔機(jī)(冷卻器、緩沖器、油水分離器、貯氣罐、蒸發(fā)器、液體冷陳劑貯雄等)均屬壓力容器。
      
    依據(jù)新的特種設(shè)備目錄對壓力容器的定義:“壓力容器,是指盛裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設(shè)備,其范圍規(guī)定為高工作壓力大于或者等于0.1MPa(表壓)的氣體、液化氣體和高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體、容積大于或者等于30L且內(nèi)直徑(非圓形截面指截面內(nèi)邊界大幾何尺寸)大于或者等于150mm的固定式容器和移動式容器。”
      
    二、壓力容器的分類
    壓力容器的分類方法很多,按照不同的方法可以有不同的分類。
    1、 制造分類
    可分焊接容器、鍛造容器、鉚接容器、鑄造容器和組合容器五種。
    2、按材料分類
    有鋼制容器、有色金屬容器和非金屬容器。
    3、按壁厚分類
    可分薄壁容器和厚壁容器兩種。
    4、按形狀分類
    有球形容器、圓筒形容器、圓錐形容器。
    5、按承壓方式分類
    有內(nèi)壓容器和外壓容器。
     
     6、按設(shè)計壓力劃分
     
    低壓容器(代號L)       0.1MPa≤p﹤1.6MPa
    中壓容器(代號M)      1.6MPa≤p﹤10MPa
    高壓容器(代號H)       10MPa≤p﹤100MPa
    超高壓容器(代號U)         p≥100MPa
      
    7、按綜合因素(如壓力容器的高低、容積的大小、介質(zhì)的危害程度以及在生產(chǎn)過程中的重要作用)劃分
    Ⅰ類容器:指裝有非易燃或無毒介質(zhì)的低壓容器,或是裝有易燃或有毒介質(zhì)的低壓分離容器和換熱容器
    Ⅱ類容器:指屬于下列情況之一的容器
    (1)中壓容器
    (2)  裝有劇毒介質(zhì)的低壓容器
    (3)裝有易燃或有毒介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器及貯罐
    (4)內(nèi)徑小于1m的低壓廢熱鍋爐
     
    Ⅲ類容器:指屬于下列情況之一的容器
     
    (1)高壓、超高壓容器
    (2)裝有易燃或有毒介質(zhì)的中壓反應(yīng)容器,中壓貯罐或槽車
    (3)裝有劇毒介質(zhì)的大型低壓容器和中壓容器
    (4)中壓廢熱鍋爐或內(nèi)徑大于1m的低壓廢熱鍋爐
     
     8、按容器工作溫度劃分
    高溫容器     200~500℃
    常溫容器     自然環(huán)境溫度
    低溫容器     -20~-253℃
     
    9、按壓力容器作用劃分
    反應(yīng)壓力容器主要用于完成介質(zhì)物理、化學(xué)反應(yīng)的容器。如反應(yīng)器、發(fā)生器、分解鍋、蒸煮爐等。
    換熱壓力容器主要用于完成介質(zhì)熱量交換的容器。如廢熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、蒸發(fā)器等。
    分離壓力容器主要用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡和氣體凈化分離等的容器,如分離器,過濾器、集油器。
    儲存壓力容器主要用于盛裝生產(chǎn)和生活用的原料氣體、液體、液化氣體的容器。如個中形式的貯罐、槽車等。
      
    10、按安裝方式分類:
    固定式壓力容器:有固定安裝和使用地點,工藝條件和操作人員也較固定的壓力容器。 
     
    移動式壓力容器:使用時不僅承受內(nèi)壓或外壓載荷,搬運過程中還會受到由于內(nèi)部介質(zhì)晃動引起的沖擊力,以及運輸過程帶來的外部撞擊和振動載荷,因而在結(jié)構(gòu)、使用和安全方面均有其特殊的要求。
      
    三、壓力容器的特點
    1、壓力容器的事故率高于一般容器
       使用條件比較苛刻。
       容易超負(fù)荷。
       局部應(yīng)力比較復(fù)雜。
       常隱藏有嚴(yán)重缺陷。
     
     2、壓力容器事故造成災(zāi)害性后果
    壓力容器一旦發(fā)生爆炸,不僅僅是設(shè)備本身遭到毀壞,而且常常會破壞周圍的設(shè)備及建筑物,甚至產(chǎn)生連鎖反應(yīng),釀成災(zāi)難性事故。
     
    四、壓力容器常見事故類型及原因
    1、壓力容器事故按照壓力容器自身的損壞程度來分,可以分為一般事故、重大事故和爆炸事故三類:
     (1)一般事故,是指壓力容器損壞程度比較輕,修理時不需要將其停止使用的事故;
     (2)重大事故,是指壓力容器的受壓部件或附件受到比較嚴(yán)重的損壞,導(dǎo)致不得不馬上停止使用進(jìn)行修理的事故;
     (3)爆炸事故,是指壓力容器在使用時的表面發(fā)生破裂,在破裂的瞬間壓力容器內(nèi)的壓力大氣環(huán)境壓力持平后發(fā)生爆炸或者壓力容器內(nèi)的物質(zhì)泄漏被點燃發(fā)生爆炸的事故。
     
    2、各類壓力容器事故造成的原因有很多,問題有可能存在于從壓力容器的設(shè)計到使用的某個步驟中,以下就來研究一下幾類常見的原因:
     (1)設(shè)計原因,壓力容器在設(shè)計時沒有嚴(yán)格按照國家規(guī)定的壓力容器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范,采用一些安全性較差或結(jié)構(gòu)不合理的設(shè)計。例如在支座的選型時選擇不當(dāng),封頭和筒體連接時選用不合理的角接或搭接,壓力容器選用材質(zhì)不符合安全標(biāo)準(zhǔn),受壓部件抗壓力不足等。
     (2)制作原因,壓力容器的制作操作和流程沒有按照要求完成,焊接工藝粗糙,導(dǎo)致壓力容器表面出現(xiàn)未焊透、未融合、氣孔、夾渣、焊縫缺陷等焊接缺陷問題。
     (3)安裝原因,一些大型的壓力容器需要運送到使用現(xiàn)場再進(jìn)行安裝,但因為現(xiàn)場條件差、安裝人員技術(shù)不**,導(dǎo)致出現(xiàn)進(jìn)行焊接時焊條仍未烘干或者進(jìn)行強(qiáng)制組裝等問題。
     (4)使用原因,操作人員工作時沒有嚴(yán)格遵守壓力容器操作規(guī)范,進(jìn)行違規(guī)操作,例如不按標(biāo)準(zhǔn)的程序開、停車等。
     (5)檢驗、修理原因,檢驗時沒有按照《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定進(jìn)行或者沒有作定期檢驗,壓力容器超過使用期限仍在服役,修理時改變了容器結(jié)構(gòu)等。
     (6)安全附件原因,容器的安全附件失靈或設(shè)置不完善。
     (7)安全管理原因,沒有貫徹安全生產(chǎn)原則,沒有嚴(yán)格按照工作現(xiàn)場規(guī)章制度進(jìn)行管理,或進(jìn)行違章指揮等。
      
    五、壓力容器安全操作規(guī)程
    1、特種設(shè)備須有專人操作,并且持證上崗
     2、特種設(shè)備操作前,必須對壓力容器及其管件進(jìn)行檢查。
     (1)檢查各管件密封處是否有墊子、墊子是否加偏。
     (2)檢查密封墊子與介質(zhì)密封要求是否一致。
     (3)檢查緊固螺栓是否緊牢。
     (4)檢查各相接閥門壓蘭是否密封良好。
     (5)檢查安全閥是否靈敏可靠。
     (6)檢查溫度計是否靈敏可靠。
     (7)液位計是否靈敏可靠。
     (8)檢查其他安全措施是否符合要求。
     (9)檢查伸縮節(jié)及膨脹端是否留出膨脹開口。
     (10)基礎(chǔ)緊固螺栓是否松動。
     
    3、操作過程注意事項
    (1)設(shè)備的抽空、排空、關(guān)閉其他管件,打開抽空閥門、開啟真空泵、直至工藝要求的真空度。
    (2)關(guān)閉抽空管件,慢慢開啟介質(zhì)主進(jìn)料閥門。
    (3)介質(zhì)壓力不允許超過容器許用壓力(設(shè)計壓力)
    (4)介質(zhì)溫度是否超過容器許用設(shè)計溫度。
    (5)壓力容器膨脹收縮是否在設(shè)計范圍內(nèi)。
    (6)介質(zhì)液位是否在規(guī)定范圍內(nèi),不允許超過規(guī)定高液位。
    (7)由容器向外供介質(zhì)時,閥門開啟速度要緩慢,不允許有聚開聚關(guān)現(xiàn)象。
    (8)要定時巡檢,并認(rèn)真填寫巡檢記錄。
     
    4、操作標(biāo)準(zhǔn)
    (1)閥門開啟不準(zhǔn)聚開聚關(guān)。
    (2)工作溫度不準(zhǔn)超過設(shè)計溫度。
    (3)工作壓力不準(zhǔn)超過設(shè)計壓力。
    (4)容器液位不準(zhǔn)超過規(guī)定液位。
    (5)容器的膨脹端不允許受限。
    (6)壓力表、真空表等不允許隨意拆除。
    (7)安全閥不允許手動拉桿試靈。
    (8)緊急防護(hù)裝置不許隨意拆除。
     
     六、壓力容器安全管理控制
    一般來說,壓力容器事故都發(fā)生在其使用期間,因此要減少在用壓力容器發(fā)生事故的機(jī)會,就要加強(qiáng)對壓力容器的使用、操作、開、停車等流程的管理力度,以確保壓力容器能夠持續(xù)、安全地運作,將事故發(fā)生機(jī)會控制到低。以下就來闡述幾個壓力容器安全管理控制的關(guān)鍵點:
      
    1、提高安全管理人員的管理水平
    應(yīng)根據(jù)壓力容器使用現(xiàn)場的安全管理人員的管理水平和人員變動情況,不定期對管理人員進(jìn)行安全管理教育和**技能培訓(xùn),以做到從知識上、儀式上、技術(shù)上都能得到提升,從而提高他們的安全管理水平。
     
    2、定期檢驗和維護(hù)保養(yǎng)
    應(yīng)由**檢驗人員和維護(hù)人員分別定期對壓力容器進(jìn)行全面檢驗和維護(hù)保養(yǎng),檢驗后要記錄其檢查使用情況和發(fā)現(xiàn)的缺陷問題,另外,要對壓力容器的使用期限、安全附件有沒有通過校驗、操作人員有沒有持證上崗等安全隱患進(jìn)行仔細(xì)檢查,如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)盡快處理。
     
    3、綜合治理策略
    (1)嚴(yán)格按照安全操作規(guī)范
    在壓力容器使用時,操作人員必須按照現(xiàn)場的生產(chǎn)要求,根據(jù)容器的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行開、停車等容器操作,認(rèn)真填寫壓力容器的使用記錄,安全管理人員要定時進(jìn)行定點定線的安全檢查,如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)根據(jù)事件的輕重進(jìn)行處理,如有必要可以對壓力容器進(jìn)行緊急停用,并通知維護(hù)修理人員馬上進(jìn)行修理。
     
    (2) 嚴(yán)格控制工藝參數(shù)
    壓力容器從設(shè)計到使用的過程十分復(fù)雜,難以避免會出現(xiàn)一定的工藝缺陷,而且用現(xiàn)時的檢測手段是難以檢測出來的。加上在長期使用和盛載物質(zhì)的影響,這些缺陷很可能會被不斷擴(kuò)大。在壓力容器運作時如果使用超過設(shè)計的參數(shù)的話,很容易會導(dǎo)致壓力容器因難以承受而發(fā)生事故。因此我們在壓力容器的使用中,必須嚴(yán)格按要求把運作參數(shù)控制在一定范圍內(nèi),以保證壓力容器在其使用期限內(nèi)不會因為工藝缺陷而發(fā)生事故。

     
    (3)穩(wěn)定工藝操作
    在壓力容器的使用期間,其溫度、壓力會發(fā)生頻率高、幅度較大的波動,從而對壓力容器的受壓部位和材質(zhì)壽命產(chǎn)生不利影響,特別是對于接管、開孔、轉(zhuǎn)角、焊縫等部位,容易產(chǎn)生峰值應(yīng)力,當(dāng)該部位材料超過承受極限時,材料的內(nèi)部就會產(chǎn)生變形,長期之下,會導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生或者使原有的缺陷加深,嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致容器外壁破裂。因此我們在操作時盡可能按照工藝操作規(guī)范將壓力容器內(nèi)部的波動穩(wěn)定化,減少容器材料的損傷。
     
    總而言之,壓力容器事故是涉及從設(shè)計到使用各個步驟的復(fù)雜問題。因此必須從設(shè)計部門的合理設(shè)計、選材、制作開始,到操作規(guī)范、安全管理到位、做好檢驗和維護(hù)保養(yǎng)工作等,整個過程盡可能做到一絲不茍。在檢驗時發(fā)現(xiàn)問題后立即采取處理措施,并要做到在日常使用中防患于未然,才能真正保障壓力容器的安全運作。(本文收集于網(wǎng)絡(luò),如侵犯您權(quán)益,
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