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压力容器安全知识和事故预防

时间:2023-12-22 点击数:


一  压力容器事故特点

(1)压力容器在运行中由于超压、过热而超出受压元件可以承受的压力,或腐蚀、磨损造成受压元件承受能力下降到不能承受正常压力的程度,发生爆炸、撕裂等事故。

(2)压力容器发生爆炸事故后,不但事故设备被毁,而且还波及周围的设备、建筑和人群。爆炸直接产生的碎片能飞出数百米远,并能产生巨大的冲击波,其破坏力与杀伤力极大。

(3)压力容器发生爆炸、撕裂等重大事故后,有毒物质的大量外溢会造成人畜中毒的恶性事故;而可燃性物质的大量泄漏,还会引起重大的火灾和二次爆炸事故,后果也十分严重。




二 压力容器事故种类

(1)压力容器爆炸

压力容器爆炸分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸是容器内高压气体迅速膨胀并高速释放内在能量。化学爆炸是容器内的介质发生化学反应,释放能量生成高压、高温,其爆炸危害程度往往比物理爆炸严重

压力容器爆炸的危害巨大,主要体现在以下方面:  

①冲击波及其破坏作用。冲击波超压会造成人员伤亡和建筑物的破坏。压力容器因严重超压而爆炸时,其爆炸能量远大于按工作压力估算的爆炸能量,破坏和伤害情况也严重得多。

②爆破碎片的破坏作用。压力容器破裂爆炸时,高速喷出的气流可将壳体反向推出,有些壳体破裂成块或片向四周飞散。这些具有较高速度或较大质量的碎片,在飞出过程中具有较大的动能,会造成较大的危害。碎片还可能损坏附近的设备和管道,引起连续爆炸或火灾,造成更大危害。

③介质伤害。主要是有毒介质的毒害和高温蒸汽的烫伤。压力容器所盛装的液化气体中有很多是毒性介质,如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氢氟酸等。盛装这些介质的容器破裂时,大量液体瞬间气化并向周围大气扩散,造成大面积的毒害,不但造成人员中毒,致死致病,而且严重破坏生态环境,危及中毒区的动植物。其他高温介质泄放气化会灼烫伤害现场人员。

④二次爆炸及燃烧危害。当容器所盛装的介质为可燃液化气体时,容器破裂爆炸在现场形成大量可燃蒸气,并迅即与空气混合形成可爆性混合气,在扩散中遇明火即形成二次爆炸。可燃液化气体容器的这种燃烧爆炸,常使现场附近变成一片火海,造成严重后果。

⑤压力容器快开门事故危害。快开门式压力容器开关盖频繁,在容器泄压未尽前或带压下打开端盖,以及端盖未完全闭合就升压,极易造成快开门式压力容器爆炸事故。

(2)压力容器泄露

压力容器的元件开裂、穿孔、密封失效等造成容器内的介质泄漏的现象。

压力容器的泄漏事故也会造成较大程度的伤害,主要体现在如下几个方面:

①有毒介质伤害。压力容器盛装的是毒性介质时,这些介质会从容器破裂处泄漏,大量液体瞬间气化并扩散,会造成大面积的毒害,造成人员中毒,破坏生态环境。有毒介质由容器泄放气化后,体积增大100~250倍。所形成的毒害区的大小及毒害程度,取决于容器内有毒介质的质量、容器破裂前的介质温度和压力、介质毒性。

②爆炸及燃烧危害。容器盛装的是可燃介质时,这些介质会从容器破裂处泄漏,液化气会瞬间气化,在现场形成大量可燃气体,并迅即与空气混合,达到爆炸极限时,遇明火即会造成空间爆炸。未达到爆炸极限,遇明火即会燃烧,此时的燃烧往往会造成周边的容器产生爆炸,进而造成严重的后果。

③高温灼烫伤。主要是高温介质泄放气化灼烫伤害现场人员,如高温蒸汽的烫伤等。




三 压力容器事故发生原因

(1)结构不合理、材质不符合要求、焊接质量不好、受压元件强度不够以及其他设计制造方面的原因。

(2)安装不符合技术要求,安全附件规格不对、质量不好,以及其他安装、改造或修理方面的原因。

(3)在运行中超压、超负荷、超温,违反劳动纪律、违章作业、超过检验期限没有进行定期检验、操作人员不懂技术,以及其他运行管理不善方面的原因。




压力容器事故应急措施


(1)压力容器发生超压超温时要马上切断进汽阀门;对于反应容器停止进料;对于无毒非易燃介质,要打开放空管排汽;对于有毒易燃易爆介质要打开放空管,将介质通过接管排至安全地点。

(2)如果属超温引起的超压,除采取上述措施外,还要通过水喷淋冷却以降温。

(3)压力容器发生泄漏时,要马上切断进料阀门及泄漏处前端阀门。

(4)压力容器本体泄漏或第一道阀门泄漏时,要根据容器、介质不同使用专用堵漏技术和堵漏工具进行堵漏。

(5)易燃易爆介质泄漏时,要对周边明火进行控制,切断电源,严禁一切用电设备运行,并防止静电产生。


压力容器事故的预防


为防止压力容器发生爆炸、泄漏事故,应采取下列措施:

(1)在设计上,应采用合理的结构,如采用全焊透结构,能自由膨胀等,避免应力集中、几何突变。针对设备使用工况,选用塑性、韧性较好的材料。强度计算及安全阀排量计算符合标准。

(2)制造、修理、安装、改造时,加强焊接管理,提高焊接质量并按规范要求进行热处理和探伤;加强材料管理,避免采用有缺陷的材料或用错钢材、焊接材料。

(3)在压力容器的使用过程中,加强管理,避免操作失误、超温、超压、超负荷运行、失检、失修、安全装置失灵等。

(4)加强检验工作,及时发现缺陷并采取有效措施。

(5)在压力容器的使用过程中,发生下列异常现象时,应立即采取紧急措施,停止容器的运行。

①超温、超压、超负荷时,采取措施后仍不能得到有效控制;

②容器主要受压元件发生裂纹、鼓包、变形等现象;

③安全附件失效;

④接管、紧固件损坏,难以保证安全运行;

⑤发生火灾、撞击等直接威胁压力容器安全运行的情况;

⑥充装过量;

⑦压力容器液位超过规定,采取措施仍不能得到有效控制;

⑧压力容器与管道发生严重振动,危及安全运行。