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压力容器事故安全及事例分析的探讨

  
评论: 更新日期:2015年01月15日

   摘要:探讨了化工压力容器的安装装置的设置及操作要点,对化工压力容器的安全问题及事例进行了分类和描述,说明了加强化工压力容器安全装置的设置,对保证化工容器的安全运行,防止发生意外事故,具有非常重要的作用。
        关键词:压力容器、安全装置、安全事故
        一、 引言
        化工压力容器一般是指在化工生产中用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程,并且能够承受压力的密闭容器。压力容器作为机械制造产品,它是在各种介质和环境十分苛刻的条件下进行操作的,如:高温、高压且具有易燃、易爆、剧毒和腐蚀等。压力容器在设计、制造、安装、运行和维护等各个环节中都会产生缺陷,不管来源于那个环节,都将影响其安全使用,因此压力容器的正常是保证安全的重要因素。
        二、 化工压力容器的安全问题及事例
        (一) 化工压力压力容器的使用过程中常常伴随着高温、低温或者是介质的腐蚀的联
        合作用;温度和压力的波动和短期的超载又常常不可避免。若遇频繁的开车或者温度、压力波动,则会对压力容器发生疲劳破坏、应发安全事故。化工压力容器上的某些局部区域的应力状态复杂而恶劣、其使用的条件和制造要求苛刻。如容器的焊缝、开孔和接管处等,这些部位常常容易产生疲劳裂痕[1],成为脆性破坏的发源地,最终造成严重的安全事故,下面就是一则关于此类的安全事故。
            2008年9月6口13时30分左右,宁夏永宁县金丰纸业有限公司一液氯瓶发生爆裂,造成119人有刺激、中毒症状,其中33人在医院接受医疗观察治疗。 
          事故钢瓶为8001-液氯钢瓶,于1981年制造,由银川市制钠厂液氯充装站亢装。事发时,该瓶已超过检验周期,处于露天静置状态,未投入使用。爆破口位于气瓶有角阀一侧封头护罩固定焊缝内侧约25mm处的母材沿环向裂刀:,长约750mm,最小壁厚不足4mm,母材内表面光滑,外侧有明显的呈条状腐蚀迹象。事故钢瓶属于超过安全使用年限的报废气瓶,且腐蚀严重,钢瓶充装液氯后,在露天下暴晒使用和存放,发生爆裂是导致液氯泄黼的直接原因。
        (二)、中高强度的钢制化工压力容器在制造中采用焊制容易产生焊缝裂纹,如果在后期的使用过程不注意和介质的腐蚀及挤压力等恶劣的操作条件,就会使这些原始的裂痕扩展,导致压力容器的疲劳破坏,最终导致化工安全事故。
        2002年9月26日21时30分许,辽宁省葫芦岛市碳素厂一台有机热载体炉发生泄漏引起爆燃火灾,造成3人死亡,1人受伤。事故锅炉系该厂自行设计,由连山县高桥农场机械厂制造,2002年4月初自行安装投入使用。在使用过程中,曾发生过炉管泄露,自行维修后启炉2h后炉管再次发生泄漏,漏出的导热油遇明火发生爆炸,造成事故。
        事故的原因就是该锅炉设计制造质量太差,不能满足安全使用条件。炉管接口焊接部位存在严重缺陷,后期的使用过程中不注意维护造成原始的焊缝裂纹产生漏洞,油温升高后,不能承受相应压力是造成破裂泄漏的直接原因。
        (三)、化工压力容器容纳的压缩气体或饱和液体,一旦容器破裂,介质泄压膨胀,瞬间所产生的能量不仅使压力容器本身爆炸,而且会产生冲击波再次破坏周围的设备与建筑,由于内部介质的泄露引发二次爆炸、着火燃烧或者毒气弥漫导致厂毁人亡的恶性事故。
        2004年4月15日,重庆天原化工总厂氯氢分厂1号氯冷凝器列管腐蚀穿孔,造成含铵的盐水泄漏到液氯系统,生成大量三氯化氮。4月16日凌晨发生排污罐爆炸,全厂停车;排完盐水4h后的1号盐水泵在停止状态下发生粉碎性爆炸。16日,在抢险过程中,突然听到连续2声爆响,经查是5号、6号液氯储罐内的三氯化氮发生了爆炸。爆炸使5号、6号液氯储罐罐体破裂解体,并将地面炸出1个长9m、宽4m、深2m的坑。以坑为中心半径200m范围内的地面与建筑物上散落着大量爆炸碎片。此次事故造成9人死亡,3人受伤,15万名群众疏散,直接经济损失277万元。
        经调查分析确认,事故爆炸直接因素的关系链是:氯冷凝器列管腐蚀穿孔→盐水泄漏进入液氯系统→氯气与盐水中的铵反应生成三氯化氮→三氯化氮富集达到爆炸浓度→启动事故氯处理装置因震动引爆三氯化氮。
        三、 压力容器的安全附件
        (一)、安全泄压装置
        化工压力容器的使用过程中;由于种种原因可能出现容器压力超过它的最高许用压力的情况。为了防止超压,确保压力容器的安全运行,因此需要安装压力泄压装置。压力容器的常见泄压装置有安全阀和爆破片[2]。生产企业中压力容器压力管道、锅炉等安全运行是企业安全生产的关键点要防止这些受压设备发生安全生产事故,就必须做好受压设备安全附件(安全泄压装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力仪表、液面计、测温仪表等)的设计。安全泄压装置的设置可以防止容器、管道或系统内的压力超过预先设定的安全值,它包括泄压阀、安全阀、安全泄压阀、爆破片装置、安全阀与爆破片装置的组合装置、易熔塞、呼吸阀、真空泄压阀、泄放管等。安全阀是一种靠阀前静压力动作并具有能迅速全开或紧急动作特性的自动压力泄放设备。最常用的是直接载荷式(弹簧式、杠杆式和重锤式)安全阀;从其阀瓣开启程度可分为全启式和微启式。爆破片装置是一种非重闭式泄压装置,由爆破片、夹持器和真空托架等组成,爆破片是夹在法兰之间的金属膜片,受超压后爆破而达到泄压作用。
            (二)、装设液位计
            对固定式液化气体储罐和釜式反应器等压力容器一定要装设灵敏可靠的液位计,严格按照充装量进行充装,要防止容器意外受热和反应温度的升高而发生超压。液面计的安装可以观察容器内部的液位高低,根据其原理的不同液位计可分为伺服式、压力式、超声波、磁翻板、雷达等。每种压力容器的不同需求可以选择不同原理的液位计。在测量有毒害、有腐蚀、有压力、易燃易爆、易挥发、易泄漏的液体时,由于测量头和仪表都在容器外,所以安装、维修、维护操作时不接触罐内的液体和气体,非常安全。即使在仪表损坏或维修状态下,也绝无引起泄漏的可能。

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