??????? 三、燃?xì)庑袠I(yè)壓力容器安全附件的管理
??????? 壓力容器用的安全裝置包括:安全閥、爆破片裝置、緊急切斷裝置、壓力表、液面計(jì)、測溫儀表、快開門式壓力容器的安全連鎖裝置。
??????? 1、燃?xì)庑袠I(yè)安全閥的選用與安裝要求
??????? (1)對易燃介質(zhì)或毒性程度為極度、高度或中度危害介質(zhì)的壓力容器,應(yīng)在安全閥或爆破片的排出口裝設(shè)導(dǎo)管,將排放介質(zhì)引至安全地點(diǎn),并進(jìn)行妥善處理,不得直接排入大氣。
??????? (2)安全閥應(yīng)垂直安裝,并應(yīng)裝設(shè)在壓力容器的液面以上的氣相空間部分或裝設(shè)在與壓力容器氣相空間相連的管道上。安全閥裝設(shè)位置應(yīng)便于檢查和維修。
??????? (3)安全閥與壓力容器之間一般不宜裝設(shè)截止閥門。為實(shí)現(xiàn)安全閥的要現(xiàn)校驗(yàn),可在安全閥與壓力容器之間裝設(shè)爆破片裝置。
??????? (4)同于介質(zhì)的緣故,安全閥需要經(jīng)常清洗或更換時,經(jīng)使用單位主管壓力容器安全的技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn),可在安全閥(爆破片裝置)與壓力容器之間裝設(shè)截止閥門,為確保壓力容器正常運(yùn)行期間截止閥是全開的,在截止閥上加鉛封或鎖定裝置。
??????? (5)安全閥一般每年至少校驗(yàn)一次,拆卸進(jìn)行校驗(yàn)有困難時應(yīng)彩在現(xiàn)校驗(yàn)?,F(xiàn)場校驗(yàn)時,使用單位主管壓力容器安全的技術(shù)負(fù)責(zé)人和具有相應(yīng)資格的檢驗(yàn)人員應(yīng)到場確認(rèn)。校驗(yàn)合格的安全閥應(yīng)加鉛封。
??????? (6)爆破片裝置應(yīng)進(jìn)行定期更換。對于超過最大設(shè)計(jì)爆破壓力而未爆破的爆破片應(yīng)立即更換;在苛刻條件下使用的爆破片裝置應(yīng)每年更換;一般爆破片裝置應(yīng)在2-3年內(nèi)更換。
??????? 2、燃?xì)庑袠I(yè)壓力表的選用與安裝要求
??????? (1)選用的壓力表必須與壓力容器的介質(zhì)相適應(yīng)。
??????? (2)設(shè)計(jì)壓力小于1.6Mpa壓力容器使用的壓力表的精度不得低于2.5級,設(shè)計(jì)壓力大于或者等于1.6Mpa壓力容器使用的壓力表的精度不得低于1.6級;
??????? (3)壓力表盤刻度極限值應(yīng)當(dāng)為最大允許工作壓力的1.5-3.0倍,表盤直徑不得小于100mm。
??????? (4)壓力表的校驗(yàn)和維護(hù)應(yīng)符合國家計(jì)量部門的有關(guān)規(guī)定。壓力表安裝前應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn),在刻度盤上應(yīng)劃出指示最高工作壓力的紅線,注明下次校驗(yàn)日期,壓力表校驗(yàn)后應(yīng)加鉛封。
??????? (5)壓力表的安裝位置應(yīng)便于操作人員的觀察和清洗,且應(yīng)避免受到熱國徽、凍結(jié)或震動的不利影響。
??????? (6)壓力表與壓力容器之間,應(yīng)裝設(shè)三通旋塞或針形閥;旋塞或針形閥應(yīng)有開啟標(biāo)記和鎖緊裝置;壓力表與壓力容器之間,不得連接其他任何配件或接管;
??????? (7)用于蒸汽介質(zhì)的壓力表,在壓力表與壓力容器之間應(yīng)裝有存水彎管;用于具有腐蝕性或高度粘度介質(zhì)的壓力表,在壓力表格局壓力容器之間應(yīng)討設(shè)能隔離介質(zhì)的緩沖裝置。
??????? 3、燃?xì)庑袠I(yè)液面計(jì)的安裝與使用要求
??????? (1)根據(jù)壓力容器的介質(zhì)、最大允許工作壓力和溫度選用;
??????? (2)在安裝使用前,設(shè)計(jì)壓力不大于10Mpa壓力容器用液位計(jì)進(jìn)行1.5倍液位計(jì)公稱壓力的液壓試驗(yàn),設(shè)計(jì)壓力大于或者等于10Mpa壓力容器的液位計(jì)進(jìn)行1.25倍液位計(jì)公稱壓力的液壓試驗(yàn);
??????? (3)儲存0℃以下介質(zhì)的壓力容器,選用防霜液位計(jì);
??????? (4)寒冷地區(qū)室外使用的液位計(jì),選用夾套型或者保溫型結(jié)構(gòu)的液信計(jì);
??????? (5)用于易爆、毒性程度為極度、高度危害介質(zhì)的液化氣體壓力容器上,有防止泄漏的保護(hù)裝置;
??????? (6)要求液面指示平穩(wěn)的,不允許采用浮子(標(biāo))式液位計(jì)。
??????? (7)液面計(jì)應(yīng)安裝在便于觀察的位置,如液面計(jì)的安裝位置不便于觀察,應(yīng)增加其他輔助設(shè)施。大型壓力容器還應(yīng)有集中控制的設(shè)施和警報(bào)裝置;液面計(jì)劃內(nèi)最高和最低安全液位應(yīng)作出明顯標(biāo)志。
??????? (8)壓力容器運(yùn)行操作人員應(yīng)加強(qiáng)對液面計(jì)的維護(hù)管理,保持完好和清晰。使用單位應(yīng)根據(jù)運(yùn)行實(shí)際情況規(guī)定液面計(jì)的栓合適周期,但液面計(jì)的栓修周期不得超過壓力容器內(nèi)外部檢驗(yàn)周期。
??????? 四、燃?xì)庑袠I(yè)壓力容器的事故原因與破壞形式
??????? 近年來壓力容器爆炸事故時有發(fā)生,如1997年6月26日北京東方化工廠乙烯球罐發(fā)生爆炸,1998年3月5日陜西省西安市煤氣公司液化石油汽貯罐爆炸事故等。壓力容器爆炸時,不但會造成極大的人身傷亡事故,而且有時還會引起火災(zāi)或更強(qiáng)烈的爆炸。因此,研究分析壓力容器爆炸事故,找出事故原因,對預(yù)防事故、保障設(shè)備安全有著極其重要作用。壓力容器的破壞形式主要是根據(jù)國際《壓力容器、鍋爐和管道委員會》提出的方法,依照破壞形態(tài)和破壞原因,壓力容器破壞形式可分以下幾種:
??????? 1、燃?xì)庑袠I(yè)壓力容器過度的塑性變形
??????? 當(dāng)壓力載荷大大超過設(shè)計(jì)數(shù)值時,容器的器壁變薄,最后達(dá)到不穩(wěn)定點(diǎn),即當(dāng)壓力稍許增加時,容器就會因過度塑性變形而發(fā)生破裂。當(dāng)容器發(fā)生過度塑性變形破裂時,斷口為撕斷狀態(tài),容器破壞時不產(chǎn)生碎片或者僅有少量碎塊,爆破口的大小視容器爆破的膨脹能量而定。除壓力的影響以外,金屬材料在高溫下的蠕變也是引起塑性變形的一個重要原因,在蠕變過程中,材料發(fā)生連續(xù)的塑性變形,在塑性變形積累到相當(dāng)長時間后,將以破裂而告終。
??????? 2、燃?xì)庑袠I(yè)壓力容器過度的彈性變形
??????? 彈性變形是固體在外力的作用下表現(xiàn)出的一種行為,當(dāng)外力撤出后,物體能夠恢復(fù)原來形狀的能力稱為彈性性質(zhì),而具有這種可逆性的變形就叫做彈性變形,過度的彈性變形可能使容器呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài),甚至達(dá)到失穩(wěn)程度。
??????? 3、燃?xì)庑袠I(yè)壓力容器的大應(yīng)變疲勞
??????? 壓力容器在交變應(yīng)力的作用下,位于容器的某些局部區(qū)域(如開孔接管周圍、局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)處等)受力最大的金屬晶粒將會產(chǎn)生滑移并逐漸發(fā)展成為微小裂紋,且裂紋兩端不斷擴(kuò)展,最終導(dǎo)致容器的疲勞破壞。疲勞首先出現(xiàn)在上述高應(yīng)力的局部區(qū)域,即出現(xiàn)在這些高應(yīng)力引起的大應(yīng)變的地方,這種破壞就稱大應(yīng)變疲勞。壓力容器的疲勞破壞一般具有以下特征:
??????? (1)容器沒有明顯的變形
??????? (2)破裂的斷口存在兩個區(qū)域:疲勞裂紋產(chǎn)生至擴(kuò)展區(qū)和最后斷裂區(qū)
??????? (3)容器常因開裂泄漏而失效
??????? (4)疲勞破壞總是在容器經(jīng)過反復(fù)的加載和卸載以后發(fā)生
??????? 4、燃?xì)庑袠I(yè)壓力容器的腐蝕疲勞
??????? 腐蝕疲勞是金屬材料在腐蝕和應(yīng)力的共同作用下引起的一種破壞形式。在材料的腐蝕疲勞中,一方面由于腐蝕使金屬表面局部損壞并促使疲勞裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展;另一方面,交變的拉伸應(yīng)力破壞金屬表面的保護(hù)膜并促使表面腐蝕的產(chǎn)生。在交變應(yīng)力的作用下,被破壞的保護(hù)膜無法再次形成,沉積在腐蝕坑中的腐蝕產(chǎn)物又阻止氧的擴(kuò)散使保護(hù)膜難以恢復(fù)。所以腐蝕坑的底部始終處在活性狀態(tài)之下而構(gòu)成了腐蝕電池的陽極。就這樣在腐蝕與交變應(yīng)力的聯(lián)合作用下,裂紋不斷發(fā)展直至金屬最后斷裂。
??????? 5、燃?xì)庑袠I(yè)壓力容器的應(yīng)力腐蝕
??????? 應(yīng)力腐蝕是金屬腐蝕介質(zhì)和拉伸應(yīng)力的共同作用下而產(chǎn)生的一種破壞形式。金屬發(fā)生應(yīng)力腐蝕時,腐蝕和應(yīng)力這兩個因素是相互促進(jìn)的。一方面,腐蝕使金屬的有效截面積減小和表面形成缺口,產(chǎn)生應(yīng)力集中;另一方面,應(yīng)力的存在加速了腐蝕的進(jìn)展,使表面的腐蝕缺口向深處擴(kuò)展,最后導(dǎo)致斷裂。
??????? 6、燃?xì)庑袠I(yè)壓力容器的脆性破裂
??????? 工程上把沒有明顯塑性變形的斷裂統(tǒng)稱為脆性斷裂或破裂,而壓力容器的脆性破裂是指由塑性材料制成的壓力容器,破裂時呈脆性破裂特征。破裂容器的工作應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于材料的強(qiáng)度極限,甚至低于材料的屈服極限。壓力容器發(fā)生脆性斷裂的特征是:
??????? (1)容器器壁沒有明顯的伸長變形,容器的厚度一般沒有改變。
??????? (2)斷口呈金屬光澤的結(jié)晶狀,裂口齊平與主應(yīng)力方向垂直。
??????? (3)脆性破裂的容器常呈碎塊狀,且常有碎片飛出。
??????? (4)破裂事故多數(shù)在溫度較低的情況下發(fā)生。
??????? (5)脆性斷裂更容易在高強(qiáng)度鋼制的壓力容器和用中、低強(qiáng)度制造的厚壁容器上發(fā)生。
??????? 7、燃?xì)庑袠I(yè)壓力容器的氫腐蝕破壞
??????? 在高溫高壓下,吸附在鋼表面的氫分子部分分解為氫原子或離子而固溶于鋼表面層并向鋼內(nèi)擴(kuò)散,它以氫脆和氫腐蝕兩種方式影響著鋼的性能。氫脆是由于氫擴(kuò)散并溶解于金屬晶格中,使鋼在緩慢變形時產(chǎn)生脆性現(xiàn)象,此時鋼的塑性顯著降低。氫腐蝕是指氫原子或離子擴(kuò)散進(jìn)入鋼中,將結(jié)合成氫分子,并部分地與微孔壁上的碳或碳化物及非金屬夾雜物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),這些不易溶解的氣體生成物聚積在晶界原有的微隙內(nèi),形成局部高壓,造成應(yīng)力集中,使晶界變寬,發(fā)展成微裂紋,降低了鋼的機(jī)械性能。
??????? 總之,隨著燃?xì)馐聵I(yè)的快速發(fā)展和市政公用事業(yè)市場化進(jìn)程的不斷加快,壓力容器在現(xiàn)代生活中越來越普及如壓力管道、液化石油氣儲罐、液化石油鋼瓶、車用天然氣氣瓶、以及壓縮天然氣撬車等,還有越來越多的隸屬不同行業(yè)、不同部門的單位進(jìn)入燃?xì)馐袌鲋衼?,這就造成了從業(yè)人員安全意識淡薄、安全知識匱乏、缺少壓力容器專業(yè)技術(shù)和經(jīng)營管理經(jīng)驗(yàn),并嚴(yán)重制約燃?xì)庑袠I(yè)的健康發(fā)展。因此,做好壓力容器的安全管理工作,加強(qiáng)從業(yè)人員培訓(xùn),建立壓力容器嚴(yán)格的管理制度和操作規(guī)程,全面提高燃?xì)庑袠I(yè)壓力容器管理水平和專業(yè)技術(shù)水平,是減少和避免各種壓力容器事故,保證人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全重要舉措。是實(shí)現(xiàn)燃?xì)庑袠I(yè)安全發(fā)展的重要內(nèi)容。