1.3壓力容器的爆炸能量分析。

　　壓力容器之所以作為一種特種設(shè)備,是因?yàn)檫\(yùn)行中的壓力容器一旦發(fā)生爆炸破裂,不但設(shè)備本身遭到嚴(yán)重破壞,而且往往波及很大的范圍,毀壞周?chē)脑O(shè)備或建筑,造成人員打擊傷害,中毒,燒傷等,甚至?xí)l(fā)更大范圍的爆炸事故。

　　壓力容器發(fā)生爆炸事故而破裂時(shí),容器內(nèi)的高壓流體介質(zhì)突然解除器壁的約束,瞬間膨脹卸壓,以極高的速度釋放出內(nèi)在的大量能量,發(fā)生所謂的物理爆炸。如果容器內(nèi)充裝的是可爆性混合氣體,遇到明火,碎片撞擊火花,或高速氣流所產(chǎn)生的靜電作用,會(huì)立即發(fā)生化學(xué)爆炸,即通常所說(shuō)的二次爆炸。因此,壓力容器爆炸破裂時(shí),其爆炸能量的大小不但與原有的壓力和容器的容積有關(guān),而且還與介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及在容器內(nèi)的物性集態(tài)有關(guān)。

　　壓力容器爆炸所造成的危害主要有爆炸沖擊波及碎片的破壞作用,有毒介質(zhì)容器破裂后造成的毒害作用,以及可燃?xì)怏w介質(zhì)容器破裂后造成的火災(zāi)等。

　　2.壓力容器生命周期各階段安全措施。

　　2.1壓力容器安全設(shè)計(jì)。

　　壓力容器的設(shè)計(jì)是否安全可靠，主要取決于設(shè)計(jì)過(guò)程的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和容器壁厚確定是否合理。另外還要考慮適應(yīng)生產(chǎn)能力，保證強(qiáng)度和穩(wěn)定性、密封性，以及制造、運(yùn)行、安裝、檢修的方便性和總體設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

　　壓力容器的安全設(shè)計(jì)主要包括以下三個(gè)方面：

　　(1)合理選用材料。合理選用材料，是保證壓力容器安全運(yùn)行的一個(gè)重要措施，如果材料選擇不當(dāng)，即使具有較大的強(qiáng)度裕度，也可能在運(yùn)行中發(fā)生破壞事故。選擇壓力容器用鋼材，不僅要從操作條件和使用環(huán)境方面來(lái)考慮，即要求材料對(duì)工作介質(zhì)、壓力、溫度、載荷特性等操作條件和氣溫、濕度等使用環(huán)境具有必需的適應(yīng)能力；還要從鍋爐、壓力容器的制造方面來(lái)考慮，即要求所選用的材料容易加工成形，在工藝加工過(guò)程中不易產(chǎn)生缺陷。因此，在壓力容器的選材上，應(yīng)充分考慮材料的力學(xué)性能(強(qiáng)度、韌性、塑性、硬度)、物理性能、耐腐蝕性、制造工藝性能(可焊性、可鍛性、切削加工性以及研磨性、沖壓性、熱處理性等)。壓力容器選材的一般原則是:在保證塑性指標(biāo)和其它性能指標(biāo)的要求下,盡量選用強(qiáng)度指標(biāo)較高的材料。

　　(2)選擇合適的結(jié)構(gòu)形式。在壓力容器的破壞事故中，有相當(dāng)一部分是由于結(jié)構(gòu)不合理引起的，結(jié)構(gòu)不合理，往往使得鍋爐、壓力容器在制造和使用過(guò)程中容易產(chǎn)生缺陷。因此首先要求結(jié)構(gòu)便于制造，以利于保證制造質(zhì)量和避免、減少制造缺陷；其次是要求結(jié)構(gòu)便于無(wú)損檢驗(yàn)，使制造和使用中產(chǎn)生的缺陷能及時(shí)、準(zhǔn)確地檢查出來(lái)；第三是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮盡量降低局部附加應(yīng)力和應(yīng)力集中。

　　(3)滿(mǎn)足強(qiáng)度的要求。為保證壓力容器安全運(yùn)行，其承壓部件必須具有足夠的強(qiáng)度，即具有適當(dāng)?shù)谋诤褚缘挚雇饧虞d荷的作用。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除了結(jié)構(gòu)特殊、使用條件復(fù)雜或特別重要的壓力容器需要以應(yīng)力分析進(jìn)行設(shè)計(jì)外，一般的是以薄膜應(yīng)力來(lái)確定所需的壁厚。至于壓力容器結(jié)構(gòu)不連續(xù)部位的附加應(yīng)力和應(yīng)力集中，則從結(jié)構(gòu)形式或尺寸上加以限制。

　　壓力容器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，基本上都是由筒體、封頭、接管、法蘭、支座等零部件組成。壓力的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以下基本原則：

　?、?、結(jié)構(gòu)不連續(xù)處應(yīng)該平滑過(guò)渡。受壓器件在幾何結(jié)構(gòu)突變和不連續(xù)過(guò)渡區(qū)域會(huì)產(chǎn)生較高的不連續(xù)應(yīng)力，并可能導(dǎo)致應(yīng)力集中，致使壓力容器的疲勞破壞，因此應(yīng)該避免這種情況的出現(xiàn)。

　?、?、引起應(yīng)力集中或削弱強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，避免高應(yīng)力的疊加。