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        化工設備壓力容器破壞及預防分析

        2019-09-10 20:10:24曹慶奎
        E動時尚·科學工程技術(shù) 2019年13期
        關(guān)鍵詞:破壞壓力容器化工設備

        曹慶奎

        摘 要:近年來,我國的化工行業(yè)有了很大進展,在化工生產(chǎn)中,化工設備是關(guān)鍵元素,設備需要與化工生產(chǎn)要求完全一致,這些設備在應用中才不會出現(xiàn)安全事故。壓力容器在化工生產(chǎn)中的位置舉足親重,該種設備出現(xiàn)損壞,介質(zhì)流出會影響化工生產(chǎn),還會造成更大的安全隱患,嚴重情況下,會發(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,針對各種損壞問題,提出預防措施。

        關(guān)鍵詞:化工設備;壓力容器;破壞;預防措施

        引言

        隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,化工行業(yè)得到了長足的發(fā)展,但是在化工壓力容器的使用過程中還存在諸多問題,壓力容器長時間在惡劣的環(huán)境中工作,會出現(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)嚴重的安全事故,基于這一現(xiàn)狀,本文針對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

        當壓力容器在使用中的承載壓力未能達到容器極限值時,則會引發(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,所以其預防難度極大。其主要原因可以歸結(jié)于焊接縫沒達標、抗變形能力差、材質(zhì)不夠好。

        1.2 韌性變形

        當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,進一步發(fā)生塑性變形。導致發(fā)生韌性變形的其他原因有容器材質(zhì)選擇不合理,而且在應用過程中沒有按照規(guī)定進行安裝,或者容器使用維護工作不到位等等。

        1.3 疲勞破壞

        壓力容器在長期負荷運行中,其承壓部位會不斷接受外界壓力,該處會成為薄弱部位,該部位的耐勞性能會逐漸降低,當其達到極限疲勞狀態(tài)時,該部位會出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象,這會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,不會對壓力容器運行產(chǎn)生影響,當外界壓力繼續(xù)重復作用于該部位時,裂縫尺寸會逐漸擴大,容器破裂問題也會加大,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),該破壞作用時間較長,在一開始會有裂紋等征兆,維護人員應注意這種現(xiàn)象,及時采取補救措施。

        1.4 腐蝕

        因化工原材料大多擁有一定的腐蝕性,因此長久以往容器器壁就會在腐蝕作用下變得越來越薄,最終致使容器整體性能嚴重下降,甚至會導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)。面對拉伸應力與化學腐蝕的共同作用,器壁將會變得越來越薄,在持久性損傷以后,容器結(jié)構(gòu)就會受到嚴重損傷。

        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)高溫和應力的作用下,容器的金屬材料會發(fā)生持續(xù)性的變化,最終導致其發(fā)生破裂,這種破裂被稱為燸變破裂。高溫的持續(xù)作用會導致壓力容器剛性變?nèi)?,同時應力的持續(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。因此導致了次日的排污罐、鹽水泵、液氯儲罐爆炸事件。此事件極其嚴重,并導致極大的負面影響,直接受損經(jīng)濟數(shù)額較大,而對周邊居民也構(gòu)成一定影響?;ぴO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,在壓力容器的設施管理中比較混亂,以及各設施技術(shù)資料不全與技術(shù)交底未落實到位,且未能及時進行全面性的耐壓檢測,還有安全責任制未能切實落實到位,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,當檢測出或是在面臨化工安全隱患問題時,必須要先明確實施相應的整改措施,并配備的設施必須齊全,保證材質(zhì)符合生產(chǎn)標準,加大自檢與整改力度。為防范同類事故,應全面提升安全意識,管理力度加強,對?;a(chǎn)予以高度重視。將安全責任與相關(guān)的預防知識全面落實,以切實有效的針對安全隱患實施解決措施,務必提前消除安全隱患,嚴防事故發(fā)生。通常深化專項整治工作的推進,切實將整體生產(chǎn)的安全水平提升。嚴格遵循國家在?;袠I(yè)的生產(chǎn)規(guī)范來進行整治和實施,企業(yè)要加大整治工作的力度。責任制落實到人,并加以監(jiān)督管控。對存在有安全問題的設施必須責令暫停,待調(diào)整完善且達標后方能恢復再次生產(chǎn)。

        3 化工設備壓力容器破壞預防措施

        3.1 韌性破壞預防措施

        在韌性破壞預防中,相關(guān)人員應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)應滿足標準要求,其承壓能力及剛度等性能需要滿足化工生產(chǎn)要求。在設計制作中,還要結(jié)合實際應用生產(chǎn)要求和環(huán)境要求,使容器本身可接受的運行荷載更大。不通壓力容器應用場所和安裝要求不通,施工人員要將壓力容器準確落實到位,并做好安裝調(diào)整工作,使其與檢測儀器有效連接在一起,后者的性能也要滿足要求,以便實時監(jiān)控壓力容器運行情況,及時險前預警。在壓力容器運行中,化工企業(yè)還要做好維護管理工作。

        3.2 脆性損壞預防

        對于這類問題來說,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)流程也必須予以嚴格控制、管理與約束,以免不恰當?shù)氖褂萌萜饕鸫嘈云屏褑栴}的發(fā)生。

        3.3 疲勞破裂的預防措施

        避免疲勞破裂的主要措施是不能長時間的對壓力容器進行加壓操作,而且要避免對其進行超負荷運行,減少應力對器壁的重復作用時間,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)境條件下應用,有著非常長效防腐壽命,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,可是大大的增強了阻隔介質(zhì)通過微孔的擴散力與溶液電阻力,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)應對工作環(huán)境的條件進行改善,使容器不會同時受到高溫和應力影響。在容器制作中,制作人員應選擇耐溫、剛度較大的材料,使其在應用中不容易出現(xiàn)薄弱部位。在設計制作中,相關(guān)人員還要注意壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計制作情況,使其滿足介質(zhì)承載要求。

        結(jié)束語

        綜上所述,在壓力容器破壞預防中,檢修人員需要保證壓力容器設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)境帶來的負面影響簡直最小。企業(yè)還要建立壓力容器檢修制度,制定檢修計劃和方案,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備才不會存在安全隱患。

        參考文獻

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        [2]王陳煒.壓力容器的疲勞損傷與其防護技術(shù)[J].化學工程與裝備,2018,(11):261-262.

        [3]張紅霞,姬倩倩.化工壓力容器的破裂及預防探討[J].山東工業(yè)技術(shù),2018,(9):15.

        [4]張建偉,秦德剛.壓力容器破壞預防與維護分析及相關(guān)措施簡介[J].中國科技投資,2017(24):65.

        [5]劉長仙.淺析一起壓力容器應力腐蝕事故及預防措施[J].石油和化工設備,2017(04):66-67.

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