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浅析压力容器设备安全问题

添加时间:2016-06-23 10:06:17

  压力容器设备的用途十分广泛, 它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个有些都起着首要效果的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接纳、支座等六大有些构成容器本体。此外,还配有安全设备、表计及结束不相同出产技术效果的内件。压力容器由于密封、承压及介质等要素,简略发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和工业的安全及污染环境的事端。
2. 我国在用压力容器安全现状
我国现有在用压力容器6 800万台(其间固定式176多万台) 。它们大多数是在高温、高压、低温、疲倦及腐蚀性介质等苛刻工况下工作。安全运用寿数长的可达20年以上,短的只需几年乃至几个月。大约估计一下,若能将每台设备的寿数均匀延伸两年,每台设备的均匀寿数按15年计,则恰当于制造设备新设备17万台,可为国家节约资金达百亿元。在用压力容器一般存在着各种焊接缺陷、结构缺陷、材料缺陷、运用时发生的裂纹、腐蚀、磨损等,再加上长期超期服役构成的材料损害,潜在损害性极大。这些设备及危险若不及时研讨处理,继续盲目运用,必将成为爆炸事端的首要根源。在用压力容器存在的失效首要有脆断、疲倦、腐蚀、冲蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀以及腐蚀疲倦等形体式,一旦发生事端将会对公民生命工业安全构成极大的损害,因此国际各国都恰当重视。
3. 压力容器技术打开
跟着冶金、机械加工、焊接和无损检查技术的不断跋涉, 分外是计算机技术的飞速打开, 在压力容器技术领域也取得了相应的打开。国际标准化一体化跟着全球经济一体化的逐步打开, 压力容器标准国际化的趋势现已越来越明显。欧洲议会已于1997 年5 月正式附和了一同的压力设备指令(Pressue Equipement Directive) 该指令于1999年11 月引进欧盟成员国的法规,于2002 年5 月在欧盟内强行施行。欧洲标准化委员会(CEN)现正在选用生动行动, 试图将欧洲标准上升为国际标准。美国和日本等一些国家为了争夺国际市场,也在选用生动的方法加速国际标准的拟定。设在美国的秘书处ISO/ TC11已屡次召开会议, 并现已提出了ISO 15386 国际锅炉压力容器标准草案。其首要内容为国际标准的底子恳求、质量系统的恳求、结构安全性的恳求以及各国标准成为国际标准的注册认可程序等。1914年美国拟定了国际上榜首部压力容器标准,材料许用应力值仅以抗拉强度为基准。直到1943年,英国压力容器标准选择材料许用应力值时初度引进材料屈服强度为基准。为保证压力容器安全,判定材料许用应力值时,一同考虑材料抗拉强度和屈服强度更为合理。奥氏体不锈钢材料具有十分好的应变强化才华和耐性,为充分发挥奥氏体不锈钢材料优秀功用,选择奥氏体不锈钢材料许用应力。
如今,判定压力容器材料许用应力值一般取min{σs / ns ,σb / nb , σD / nD , σn / nn }。其间, σs , σb ,σD ,σn 分别为材料的屈服强度、抗拉强度、蠕变强度,和疲倦强度,在大多数工况下,压力容器材料首要考虑屈服强度和抗拉强度,在一定条件下,才需考虑材料蠕变强度和疲倦强度; ns , nb , nD , nn 为安全系数。安全系数首要取决于我们对客观规律的了解程度和设备发生事端的损害程度,压力容器安全系数的选择建立在经历基础上,跟着理论研讨和科学实验的跋涉,在保证压力容器安全性条件条件下,为节约材料和经济考虑,压力容器安全系数有降低的趋势。
4. 影响压力容器安全牢靠性的几个要素
4.1 计划参数
计划参数的判定是压力容器计划工作的条件和基础, 也是选择压力容器安全工作的要害要素。因此, 计划者要分外予以重视。压力容器计划参数所涉及到的内容较多, 但最要害的参数为计划压力、计划温度、介质特性( 包括易燃、易爆、毒性和腐蚀功用等等) 。这些参数选择的适宜与否, 直接影响压力容器的运用牢靠性和计划的经济性。
4.1.1 计划压力
对于压力容器来说, 一般根据最高工作压力来判定, 其他还应根据系统特性, 如有无安全阀,有无泄放设备, 是不是在泵出入口, 设备特性是不是属真空、外压操作等应概括考虑, 可根据化工行业计划标准, 如HG20580-1998 规矩判定计划压力。
4.1.2 计划温度
影响压力容器安全牢靠性计划的另一个首要参数-- 计划温度, 它是指容器在正常工作状况下, 设定的元件的金属温度。它与操作时介质温度及环境温度有关, 它的选择准确与否将直接给容器选材带来至关首要的影响。当容器处于低温时, 若没有考虑它的低温影响, 将会致使选择材料低温耐性缺少而致使的脆性损坏。当容器处于高温状况,若计划温度选择不合理, 也会致使选材不妥而致使的安全性缺少或许糟蹋等现象。我国压力容器的有关计划标准规矩了对有不相同温度工况下的容器, 应按最苛刻的工况计划, 并在图样或相应技术文件中注明各工况的温度值。
4.1.3 介质特性
介质特性是压力容器计划中与安全有直接关系的又一个首要要素, 因此我国保证容器安全的法规性文件《容规》给予了分外的重视, 很多条文作了具体的硬性规矩。为保证《容规》准确施行,国家对有毒介质分类、化学介质毒性损害和爆炸危险程度分类都拟定了专门标准, 只需准确施行是可以保证安全的。
4.1.4 其它要素
除了要准确掌握工作压力、温度及介质特性等参数外, 对用户的压力容器运用管理水平也应有一些了解, 由于管理水平的高低直接影响着压力容器的安全工作。因此, 计划人员在判定计划参数时应当考虑到这些状况, 在为这类公司计划压力容器时,技术恳求中明白捆绑条件, 然后保证压力容器安全工作。
4.2 压力容器计划主体材料选用方法
压力容器主体材料对于压力容器的安全运用是至关首要的, 在进行压力容器计划时, 除了应严峻按照GB150 及压力容器安全技术监察规程等进行选材外, 还应分外留心介质特性对主体材料的影响. 主体材料的选用应考虑计划压力、温度、工作介质及寿数选择等要素. 如硫浓度环境则不宜选用16MnR、15MnVR 等低合金钢, 而宜选用20R、2 0等碳素钢, 除了介质的腐蚀性、运用寿数与选材有直接关系外, 介质的易燃易爆程度及毒性等级也是选材的根据. 极度损害介质容器Q2352B不容许用于盛装极高度损害介质, Q2352A 不容许盛装易燃或中、高、极度损害介质, 不得用于盛装液化石油气. 即压力容器主体材料的选用不只应考虑容器的工作压力、温度及标准的容许计划, 并且还应考虑介质特性对材料腐蚀及其它化学( 易燃爆、毒性) 功用的影响, 然后做出选择. 为了降低制造本钱,可根据有关新式材料的物理化学性质选定新式代用。
4.3 压力容器补强材料选择分析
选择强度等级较低的材料, 所需的补强面积要添加. 接纳有用补强面积削减, 不只对补强效应倒运, 并且对焊接相同有负面影响. 厚壁接纳可选用无缝钢管, 也可用锻件加工制造. 当计划压力较小, 一同满足补强恳求所需的壁厚不太大时, 一般选用无缝钢管; 当计划压力较高, 一同满足补强恳求所需的壁厚较大时, 选用锻件来加工制造, 补强圈的材料一般应与筒体的材料相同, 这是最经济合理的选择. 厚壁接纳的材料应根据设备的操作条件和介质特性来选择, 一般选择与壳体材料相同品种和强度的材料.当选择强度等级较高的材料时, 补强效果较好, 安全与稳定性亦跋涉, 但添加了材料本钱, 一同对焊接提出较高恳求, 然后或许对整体强度发生负面的影响.从以上选择补强材料及效应分析可以看出, 补强材料选择应从材料强度、焊接、经济性诸方面整体分析。
5、压力容器的运用、维护与修补
5.1 压力容器的安全运用
为保证压力容器的安全工作, 运用中有必要做到以下三大方面:
榜首,阻挠超压。运用压力不能超过容器的计划压力,否则会使容器超压爆炸。悉数压力容器上都设备有安全卸压设备或超压报警设备,以防超压爆炸事端的发生。第二,温度捆绑。在运用过程中温度的改动与选择有必要要在原计划的温度计划内,这是由于温度过高会致使材料的蠕变和晶粒变大而降低强度,温度过低或许会使钢材发生冷脆而开裂,温度的剧烈不坚决会使材料遭受严峻的冷热冲击而遭到损坏。第三,守时检查。压力容器制造出厂时带有产品合格证,容器上焊接缺陷都现已进行处理。但是在投产运用一守时刻后,焊缝中一般会发生推延性的裂纹或其他缺陷,尤其是低合金钢的焊接件发生的机会更多。有些焊缝因焊接结构和焊接技术不妥存在着很大的剩余应力,当设备在出厂时由于应力消除的不完全,会在投产加载时发生应力叠加而使焊缝割裂。所以压力容器在运用中有必要守时进行开罐做表里检查,假定发现裂纹或其他缺陷要及时处理。压力容器在工作中假定出现以下。
状况要当即接连工作:1)操作压力或器壁温度超过了规程中规矩的极限值,选用方法后仍无效果,并且有继续恶化的趋势。2)压力容器接口、法兰、阀门等出现裂缝、变形或泄露,危及了容器本身的安全。3)安全设备失效、联接纳线开裂、紧固件损坏,难以保证安全操作或出产现场发生火灾,要挟到容器的安全。4)压力容器上装设的安全报警设备宣告报警信号。做到了以上工作,我们还要留心的是,对于贮存单调气体的压力容器,运用中不能带进水分,否则会加速容器的腐蚀速度,缩短运用寿数。
5.2 压力容器的维护
对压力容器进行超卓的维护维护,是保证其安全工作的一项首要的有用的方法,一般从下列五项下手:1)涂油漆、电镀、布料。出产中最简略遭到损害的是本腐蚀,用这些方法对容器敷设防腐层以抵挡或降低介质大气对容器构成的腐蚀,并且当防腐层有损坏时要及时处理。2)维护好安全设备。按规矩进行查验和校验,保证其活络、牢靠、准确;没有设备安全设备的压力容器不能运用,发现安全设备失灵时要及时进行处理。3)检查。常常检查压力容器零部件的安全工作状况,保证其完好性,以避免" 跑冒滴漏" 现象发生。4)根据出产介质的特性,消除致使容器腐蚀、冲蚀的各种要素。5) 长期或暂时停用的压力容器应将内部介质悉数处理洁净,坚持容器单调并维护好防腐层。对具有腐蚀性的介质,要通过完全的排放、置换或清洗等技术处理,不能留有死角。压力容器表面还应常常坚持清洗。
5.3 压力容器的修补
进行压力容器修补时,一般需要将压力容器排空或距离,以避免火灾爆炸或中毒事端发生。
5.3.1 排空
有时候恳求完全排空,但运用正常的联接或排放管线不能使罐和压力容器完全排空。在这种现象下,应运用柔性软管并通过入孔盖联接到简练泵,将罐或容器抽净。因此,鉴于上述现象,简练泵的选择将限于:气动泵、蒸汽泵、防火电马达和防火结构的泵构成的设备。防火防爆电机有必要牢靠接地,动力电缆也应当有防护方法,以防损坏。泵抽暇操作应在取得容许后方能进行。
5.3.2 距离
距离应按下述方法之一进行:拆掉一个阀,或许从各联接纳线拆下一段管子,拆下阀和管段的联接处应尽或许接近罐和压力容器的壳体。以标准的盲法兰密封拆开处管线;刺进一个标准盲板,应当留心盲板和已关闭阀间不能留存油;一般的槽、箱可通过运用一可胀大的橡胶塞子结束阻隔。
5.4 压力容器建档恳求
运用单位恳求处理压力容器挂号时, 应填写" 压力容器运用挂号表",并向挂号有些提交有关技术材料。新压力容器投入运用前, 运用单位除了填写“压力容器运用挂号表”外, 还应当带着有关材料到本地主管有些处理挂号手续。带着材料包括:产品合格证、产品质量证明书、产品图样、产品安全质量监监察验书。进口产品应持省级以上安全技术监督有些的阅览手续和查验陈说。对于未注册挂号的在用压力容器,运用单位有必要进行注册。在用压力容器设备在查验时要一同判定出安全状况等级,此等级以查验单位出示的查验陈说为准。查验后安全状况等级被核定为1 、2、3 级的在用压力容器发给运用证。安全状况核定为四级的在用固定式压力容器在处理注册手续后,容许在满足查验陈说所捆绑的运用条件和查验周期内运用,但不发运用证。待安全状况等级抵达3 级以上后再发给运用证。
5.5 压力容器安全概括恳求
a) 运用容器的有些,有必要对每台容器进行编号、挂号,建立设备档案。档案应包括合格证、质量证明书、挂号卡片、修补和查验记载等。运用容器的有些, 不得恣意修改原计划单位计划容器的技术条件,阻挠超温、超压工作。
b) 压力容器上的安全附件有必要完好无缺、活络牢靠,安全阀每半年校验一次,压力表要准确无误。
c) 运用有些对压力容器不得自行改造, 需要进行焊补、更换部件等都应契合原技术标准的恳求。
d) 运用容器的有些,应根据《安全手册》、《操作手册》的恳求和容器的技术功用拟定容器安全操作规程,并要严峻施行。
e) 受压容器发生下列反常现象之一时, 应当即接连运用并及时陈说上级有些。
f) 运用容器的有些,有必要守时对容器进行查验,平常按巡回检查原则和月度检查原则进行检查;每年由安技有些协作公司进行一次悉数查验, 并将检查状况上报有关有些。
结束语
压力容器在工作和运用过程中,要遭到重复升压、卸压等疲倦荷载的影响,又常常遭到外部环境的影响,还要遭到有腐蚀性介质的腐蚀,或在高温深冷等技术条件下工作,其力学功用会随之发生改动,容器制造过程中的小缺陷也会随之拓宽增大,对压力容器进行守时的悉数地技术查验。及早发现容器存在的缺陷,消除危险,然后保证压力容器安全工作。

 

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