4.2??? 壓力容器設(shè)計主體材料選用方法

壓力容器主體材料對于壓力容器的安全使用是至關(guān)重要的, 在進(jìn)行壓力容器設(shè)計時, 除了應(yīng)嚴(yán)格按照GB150 及壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程等進(jìn)行選材外, 還應(yīng)特別注意介質(zhì)特性對主體材料的影響. 主體材料的選用應(yīng)考慮設(shè)計壓力、溫度、工作介質(zhì)及壽命選擇等因素. 如硫濃度環(huán)境則不宜選用16MnR、15MnVR 等低合金鋼, 而宜選用20R、2 0等碳素鋼, 除了介質(zhì)的腐蝕性、使用壽命與選材有直接關(guān)系外, 介質(zhì)的易燃易爆程度及毒性級別也是選材的依據(jù). 極度危害介質(zhì)容器Q2352B不允許用于盛裝極高度危害介質(zhì), Q2352A 不允許盛裝易燃或中、高、極度危害介質(zhì), 不得用于盛裝液化石油氣. 即壓力容器主體材料的選用不僅應(yīng)考慮容器的工作壓力、溫度及規(guī)范的允許范圍, 而且還應(yīng)考慮介質(zhì)特性對材料腐蝕及其它化學(xué)( 易燃爆、毒性) 性能的影響, 從而做出選擇. 為了降低制造成本,可根據(jù)有關(guān)新型材料的物理化學(xué)性質(zhì)選定新型代用。

4.3??? 壓力容器補強材料選擇分析

選擇強度等級較低的材料, 所需的補強面積要增加. 接管有效補強面積減少, 不僅對補強效應(yīng)不利, 而且對焊接同樣有負(fù)面影響. 厚壁接管可選用無縫鋼管, 也可用鍛件加工制造. 當(dāng)設(shè)計壓力較小, 同時滿足補強要求所需的壁厚不太大時, 通常選用無縫鋼管; 當(dāng)設(shè)計壓力較高, 同時滿足補強要求所需的壁厚較大時, 選用鍛件來加工制造, 補強圈的材料一般應(yīng)與筒體的材料相同, 這是最經(jīng)濟合理的選擇. 厚壁接管的材料應(yīng)根據(jù)設(shè)備的操作條件和介質(zhì)特性來選取, 一般選擇與殼體材料相同類別和強度的材料.當(dāng)選擇強度等級較高的材料時, 補強效果較好, 安全與穩(wěn)定性亦提高, 但增加了材料成本, 同時對焊接提出較高要求, 從而可能對整體強度產(chǎn)生負(fù)面的影響.從以上選擇補強材料及效應(yīng)分析可以看出, 補強材料選擇應(yīng)從材質(zhì)強度、焊接、經(jīng)濟性諸方面整體分析。

5、壓力容器的使用、維護與維修

5.1??? 壓力容器的安全使用

為保證壓力容器的安全運行, 使用中必須做到以下三大方面:

第一,嚴(yán)禁超壓。使用壓力不能超過容器的設(shè)計壓力,否則會使容器超壓爆炸。所有壓力容器上都安裝有安全卸壓裝置或超壓報警裝置,以防超壓爆炸事故的發(fā)生。第二,溫度限制。在使用過程中溫度的變化與選擇必須要在原設(shè)計的溫度范圍內(nèi),這是因為溫度過高會引起材料的蠕變和晶粒變大而降低強度,溫度過低可能會使鋼材產(chǎn)生冷脆而斷裂,溫度的劇烈波動會使材料遭受嚴(yán)重的冷熱沖擊而受到破壞。第三,定期檢查。壓力容器制造出廠時帶有產(chǎn)品合格證,容器上焊接缺陷都已經(jīng)進(jìn)行處理。但是在投產(chǎn)使用一定時間后,焊縫中往往會產(chǎn)生延遲性的裂紋或其他缺陷,尤其是低合金鋼的焊接件 發(fā)生的機會更多。有些焊縫因焊接結(jié)構(gòu)和焊接工藝不當(dāng)存在著很大的殘余應(yīng)力,當(dāng)設(shè)備在出廠時由于應(yīng)力消除的不徹底,會在投產(chǎn)加載時產(chǎn)生應(yīng)力疊加而使焊縫破裂。所以壓力容器在使用中必須定期進(jìn)行開罐做內(nèi)外檢查,如果發(fā)現(xiàn)裂紋或其他缺陷要及時處理。壓力容器在運行中如果出現(xiàn)以下。

情況要立即停止運行:1）操作壓力或器壁溫度超過了規(guī)程中規(guī)定的極限值,采取措施后仍無效果,而且有繼續(xù)惡化的趨勢。2)壓力容器接口、法蘭、閥門等出現(xiàn)裂縫、變形或泄漏,危及了容器本身的安全。3)安全裝置失效、連接管線斷裂、緊固件損壞,難以保證安全操作或生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生火災(zāi),威脅到容器的安全。4)壓力容器上裝設(shè)的安全報警裝置發(fā)出報警信號。做到了以上工作,我們還要注意的是,對于儲存干燥氣體的壓力容器,使用中不能帶進(jìn)水分,否則會加速容器的腐蝕速度,縮短使用壽命。

5.2??? 壓力容器的維護

對壓力容器進(jìn)行良好的維護保養(yǎng),是保證其安全運行的一項重要的有效的措施,一般從下列五項入手:1)涂油漆、電鍍、襯里。生產(chǎn)中最容易受到損害的是本腐蝕,用這些方法對容器敷設(shè)防腐層以抵抗或降低介質(zhì)大氣對容器造成的腐蝕,并且當(dāng)防腐層有損壞時要及時處理。2)保養(yǎng)好安全裝置。按規(guī)定進(jìn)行檢驗和校驗,保證其靈敏、可靠、準(zhǔn)確;沒有安裝安全裝置的壓力容器不能使用,發(fā)現(xiàn)安全裝置失靈時要及時進(jìn)行處理。3)檢查。經(jīng)常檢查壓力容器零部件的安全運行情況,保證其完好性,以防止" 跑冒滴漏" 現(xiàn)象發(fā)生。4)根據(jù)生產(chǎn)介質(zhì)的特性,消除引起容器腐蝕、沖蝕的各種因素。5) 長期或臨時停用的壓力容器應(yīng)將內(nèi)部介質(zhì)全部處理干凈,保持容器干燥并維護好防腐層。對具有腐蝕性的介質(zhì),要經(jīng)過徹底的排放、置換或清洗等技術(shù)處理,不能留有死角。壓力容器表面還應(yīng)經(jīng)常保持清潔。

5.3??? 壓力容器的檢修

進(jìn)行壓力容器檢修時,通常需要將壓力容器排空或隔斷,以避免火災(zāi)爆炸或中毒事故發(fā)生。

5.3.1??? 排空

有時候要求完全排空,但使用正常的連接或排放管線不能使罐和壓力容器完全排空。在這種情形下,應(yīng)使用柔性軟管并通過入孔蓋連接到輕便泵,將罐或容器抽凈。因此,鑒于上述情形,輕便泵的選擇將限于:氣動泵、蒸汽泵、防火電馬達(dá)和防火結(jié)構(gòu)的泵組成 的設(shè)備。防火防爆電機必須牢靠接地,動力電纜也應(yīng)該有防護措施,以防損壞。泵抽空操作應(yīng)在取得許可后方能進(jìn)行。

5.3.2??? 隔斷

隔斷應(yīng)按下述方法之一進(jìn)行:拆掉一個閥,或者從各連接管線拆下一段管子,拆下閥和管段的連接處應(yīng)盡可能靠近罐和壓力容器的殼體。以標(biāo)準(zhǔn)的盲法蘭密封拆卸處管線;插入一個標(biāo)準(zhǔn)盲板,應(yīng)該注意盲板和已關(guān)閉閥間不能留存油;一般的槽、箱可通過使用一可膨脹的橡膠塞子實現(xiàn)隔離。

5.4??? 壓力容器建檔要求

使用單位申請辦理壓力容器登記時, 應(yīng)填寫" 壓力容器使用登記表",并向登記部門提交有關(guān)技術(shù)資料。新壓力容器投入使用前, 使用單位除了填寫“壓力容器使用登記表”外, 還應(yīng)該攜帶有關(guān)資料到當(dāng)?shù)刂鞴懿块T辦理登記手續(xù)。攜帶資料包括:產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品質(zhì)量證明書、產(chǎn)品圖樣、產(chǎn)品安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗書。進(jìn)口產(chǎn)品應(yīng)持省級以上安全技術(shù)監(jiān)督部門的審批手續(xù)和檢驗報告。對于未注冊登記的在用壓力容器,使用單位必須進(jìn)行注冊。在用壓力容器設(shè)備在檢驗時要同時評定出安全狀況等級,此等級以檢驗單位出示的檢驗報告為準(zhǔn)。檢驗后安全狀況等級被核定為1 、2、3 級的在用壓力容器發(fā)給使用證。安全狀況核定為四級的在用固定式壓力容器在辦理注冊手續(xù)后,允許在滿足檢驗報告所限定的使用條件和檢驗周期內(nèi)使用,但不發(fā)使用證。待安全狀況等級達(dá)到3 級以上后再發(fā)給使用證。

5.5??? 壓力容器安全綜合要求

a)????? 使用容器的部門,必須對每臺容器進(jìn)行編號、登記,建立設(shè)備檔案。檔案應(yīng)包括合格證、質(zhì)量證明書、登記卡片、修理和檢驗記錄等。使用容器的部門, 不得任意修改原設(shè)計單位設(shè)計容器的工藝條件,嚴(yán)禁超溫、超壓運行。

b)????? 壓力容器上的安全附件必須完好無缺、靈活可靠,安全閥每半年校驗一次,壓力表要準(zhǔn)確無誤。

c)????? 使用部門對壓力容器不得自行改造, 需要進(jìn)行焊補、更換部件等都應(yīng)符合原技術(shù)規(guī)范的要求。

d)????? 使用容器的部門,應(yīng)根據(jù)《安全手冊》、《操作手冊》的要求和容器的技術(shù)性能制定容器安全操作規(guī)程,并要嚴(yán)格執(zhí)行。

e)????? 受壓容器發(fā)生下列異?，F(xiàn)象之一時, 應(yīng)立即停止使用并及時報告上級部門。

f)????? 使用容器的部門,必須定期對容器進(jìn)行檢驗,平時按巡回檢查制度和月度檢查制度進(jìn)行檢查;每年由安技部門配合公司進(jìn)行一次全面檢驗, 并將檢查情況上報有關(guān)部門。

結(jié)束語

壓力容器在運行和使用過程中，要受到反復(fù)升壓、卸壓等疲勞荷載的影響，又經(jīng)常受到外部環(huán)境的影響，還要受到有腐蝕性介質(zhì)的腐蝕，或在高溫深冷等工藝條件下工作，其力學(xué)性能會隨之發(fā)生變化，容器制造過程中的小缺陷也會隨之?dāng)U展增大，對壓力容器進(jìn)行定期的全面地技術(shù)檢驗。及早發(fā)現(xiàn)容器存在的缺陷，消除隱患，從而保證壓力容器安全運行。