预防压力容器事故

　　压力容器在国民经济和人民生活中是一种广泛使用的特种设备，一旦发生泄漏或爆炸失效事故，会产生灾难性的后果,危及人民生命安全,造成人民财产的严重损失,因此,做好压力容器安全工作非常重要。
　　事故实例
　　某厂40万t合成氨装置二段转化炉的中温管，采用了材质为II11的低合金钢无缝管，施工水压实验时在20MPa压力下发生爆裂。当时气温约0℃，爆裂的裂口约为850mm,几乎无膨胀变形。事故发生后，调查组专业技术人员认真进行了事故原因的调查分析，调查包括以下几个步骤。
　　1.事故管解剖
　　经解剖后看到，发生爆裂的中温管处有一长为220mm的纵向原始裂纹缺陷，与管表面垂直。初步分析为原始缺陷引起的事故。
　　2.材料试验
　　在进行了材料化学成分分析、力学性能试验和断裂韧性试验后，得出的数据表明，化学成分和机械性能均符合规定，断裂韧性的启裂张开位移值也大于要求值，金相组织均为回火索氏体，试验表明原材料基本符合要求。
　　3.爆破试验
　　这一试验是对备用管进行超声检测。结果表明，当管子无任何宏观缺陷时，各项指标均为正常；一旦管子存在裂纹、分层、或壁厚不均匀，就会不同程度地影响爆破强度。
　　4.断口分析
　　试验结果表明，无缺陷管表现出良好的韧性和强度；有严重原始裂纹管则爆破压力明显低于屈服压力，断口特殊。
　　5.钢管机制过程分析
　　原始缺陷从何而来，这是事故分析的中心问题。其腐蚀黑膜的存在，说明不是水压实验时新裂开的，而是早就存在的；原始断口是解理型的，而高温轧制时是不会发生解理断裂的；金相组织正常，无加热所造成的脱碳、氧化现象，说明原始缺陷不可能是高温轧制时形成；II11管是热轧的，管胚未采用剥皮工艺，代之以酸洗研磨损工艺，形成热轧原始缺陷。
　　从上面的分析可以得知，原始裂纹是造成事故的根本原因。原始裂纹的形成是由于管胚仅采用酸洗研磨损工艺，而未采用剥皮法。在精整过程中，由于冷作形变最大，造成原始裂纹。因此，只要将已安装的管子经100%超声探伤(或再加表面检验)，剔除缺陷部分，补上合格管，是可以安全使用，避免事故发生的。
　　事故成因的分析
　　分析这起事故，可以看到压力容器安全问题的涉及面非常广泛，它涉及到有关压力容器的设计、制造、材料、焊接、热处理、无损检验、腐蚀、管理与维修、使用操作以及断裂疲劳等方面。随着新型工业化的发展，压力容器的数量日益增多，压力容器的事故率还有增高的趋势。压力容器发生事故的原因主要有4点。
　　1.设计制造方面的原因
　　选材不当，致使存在严重缺陷；焊接接头设计不当，致使产生焊接裂纹、应力集中、残余应力过大，夹渣等；结构设计不当，引起破裂。
　　2.运行管理方面的原因
　　包括因超压、超装、遮阳装置破坏、保温保冷材料破损等原因，导致储罐或容器升温超压引发事故，或者阀门操作失误、流量、温度失控导致压力升高造成事故等。
　　3.超压泄放附件方面的原因
　　安全阀或爆破片等安全附件因未设置、失修、腐蚀、使用不当等，致使超压时不能安全开启排放，引发事故。
　　4.安装维修方面的原因
　　在安装、技改、检修时，最容易发生现场焊接差、检验困难、采用代用材料不适当等引起焊接缺陷或局部应力集中，导致破坏事故。
　　压力容器事故的危害
　　1.冲击伤害
　　冲击波超压会造成人员伤亡和建筑物的损坏，特别是气体爆炸事故更为严重。压力容器因严重超压而爆炸时，其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.碎片破坏
　　压力容器破裂爆炸时，具有较高速度或较大质量的碎片，在飞出过程中动能较大，会造成很大危害。碎片还可能损坏附近的设备和管道，引起连续爆炸或火灾，进而造成更大的危害。
　　3.电击伤害
　　电器设备在事故中被击坏时，如果没有保护系统自动切断电源，会使现场人员受到电击伤害。
　　4.介质伤害
　　在压力容器所盛装的液化气体中有很多是毒性介质。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中扩散，会造成大面积的毒害，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安全。爆炸释放的高温气水混合物，会使爆炸中心附近的人员烫伤。其他高温介质泄放气化也会灼烫伤害现场人员。
　　5.二次爆炸及燃烧
　　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，并迅速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，造成重大危害。
　　预防措施
　　要对压力容器的安全工作给予高度重视，采取有效的预防措施，才能防止事故的发生。
　　1.严把设计关
　　要严格遵照规程和有关技术标准进行设计，按照＂安全可靠、经济合理、结构科学＂进行实施。
　　2.严把制造关
　　事故统计数据表明，因设备质量问题导致的事故概率为33.9%，是事故发生的重要原因。所以杜绝粗制滥造是减少事故的重要措施之一。要及时发现和处理焊接或制造中的缺陷，选用的材质及规格应符合有关标准要求。
　　3.严把档案关
　　设备技术档案是正确使用设备的主要依据，重点要做好容器的使用记录：包括容器的实际操作条件(如：压力、温度、介质、等)；容器的使用情况(如：开始使用日期、每次开停日期等)；容器的检验和修理记录(如：每次检验日期、内容、结果以及发现的缺陷和检修情况等)。
　　4.严把制度关
　　要保证容器的安全、经济运行，必须加强技术管理，建立必要的技术管理制度，并严格贯彻执行。容器使用单位应该在总技术负责人领导下，制定容器操作规程，并进行经常性的检查和考核。规程中必须包括以下内容：容器的正常操作方法，容器的最高工作压力和温度，开停机的操作程序和注意事项，容器运行中的检查项目和部位、可能出现的异常现象及其判断方法和应急采取的措施，容器停用时的维护和检查。
　　5.严把使用关
　　压力容器应严格按照操作规程的规定进行操作(如：加载要缓慢，运行中要防止温度变化过大，保持压力平稳等)。压力容器禁止超压运行，加强对压力容器的使用保养，确保安全装置和附件要齐全、灵敏、安全和可靠，并做定期检验。
　　6.严把人员关
　　加强责任制建设的落实，配备责任心强、懂技术的管理干部。操作人员必须通过安全知识培训，经考试合格取得压力容器操作证后方可上岗。同时要加强对人员的定期培训，使其掌握压力容器的基本知识，熟悉国家颁布的安全技术法规中的有关要求；熟记本岗位的工艺流程和有关容器的结构、类别、技术参数等主要性能；了解工作介质的性质，掌握安全操作方法及应急措施，学会救护；对操作人员定期复审，努力提高技术素质和安全意识，不断增强其执行各项安全技术法规的自觉性。
　　7.严把监督关
　　加强安全监察工作，建立一个行之有效的管理体系，将压力容器管理工作指标纳入企业法人任期目标责任制，并实施阶段考核奖惩，促使企业高度重视压力容器安全管理，做到全过程有效控制。
　　编辑韩 颖