杜文強(qiáng)

壓力容器在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活中是一種廣泛使用的特種設(shè)備，一旦發(fā)生泄漏或爆炸失效事故，會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的后果,危及人民生命安全,造成人民財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失,因此,做好壓力容器安全工作非常重要。

事故實(shí)例

某廠40萬t合成氨裝置二段轉(zhuǎn)化爐的中溫管，采用了材質(zhì)為II11的低合金鋼無縫管，施工水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)在20MPa壓力下發(fā)生爆裂。當(dāng)時(shí)氣溫約0℃，爆裂的裂口約為850mm,幾乎無膨脹變形。事故發(fā)生后，調(diào)查組專業(yè)技術(shù)人員認(rèn)真進(jìn)行了事故原因的調(diào)查分析，調(diào)查包括以下幾個(gè)步驟。

1.事故管解剖

經(jīng)解剖后看到，發(fā)生爆裂的中溫管處有一長(zhǎng)為220mm的縱向原始裂紋缺陷，與管表面垂直。初步分析為原始缺陷引起的事故。

2.材料試驗(yàn)

在進(jìn)行了材料化學(xué)成分分析、力學(xué)性能試驗(yàn)和斷裂韌性試驗(yàn)后，得出的數(shù)據(jù)表明，化學(xué)成分和機(jī)械性能均符合規(guī)定，斷裂韌性的啟裂張開位移值也大于要求值，金相組織均為回火索氏體，試驗(yàn)表明原材料基本符合要求。

3.爆破試驗(yàn)

這一試驗(yàn)是對(duì)備用管進(jìn)行超聲檢測(cè)。結(jié)果表明，當(dāng)管子無任何宏觀缺陷時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)均為正常；一旦管子存在裂紋、分層、或壁厚不均勻，就會(huì)不同程度地影響爆破強(qiáng)度。

4.斷口分析

試驗(yàn)結(jié)果表明，無缺陷管表現(xiàn)出良好的韌性和強(qiáng)度；有嚴(yán)重原始裂紋管則爆破壓力明顯低于屈服壓力，斷口特殊。

5.鋼管機(jī)制過程分析

原始缺陷從何而來，這是事故分析的中心問題。其腐蝕黑膜的存在，說明不是水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)新裂開的，而是早就存在的；原始斷口是解理型的，而高溫軋制時(shí)是不會(huì)發(fā)生解理斷裂的；金相組織正常，無加熱所造成的脫碳、氧化現(xiàn)象，說明原始缺陷不可能是高溫軋制時(shí)形成；II11管是熱軋的，管胚未采用剝皮工藝，代之以酸洗研磨損工藝，形成熱軋?jiān)既毕荨?/p>

從上面的分析可以得知，原始裂紋是造成事故的根本原因。原始裂紋的形成是由于管胚僅采用酸洗研磨損工藝，而未采用剝皮法。在精整過程中，由于冷作形變最大，造成原始裂紋。因此，只要將已安裝的管子經(jīng)100%超聲探傷(或再加表面檢驗(yàn))，剔除缺陷部分，補(bǔ)上合格管，是可以安全使用，避免事故發(fā)生的。

事故成因的分析

分析這起事故，可以看到壓力容器安全問題的涉及面非常廣泛，它涉及到有關(guān)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、材料、焊接、熱處理、無損檢驗(yàn)、腐蝕、管理與維修、使用操作以及斷裂疲勞等方面。隨著新型工業(yè)化的發(fā)展，壓力容器的數(shù)量日益增多，壓力容器的事故率還有增高的趨勢(shì)。壓力容器發(fā)生事故的原因主要有4點(diǎn)。

1.設(shè)計(jì)制造方面的原因

選材不當(dāng)，致使存在嚴(yán)重缺陷；焊接接頭設(shè)計(jì)不當(dāng)，致使產(chǎn)生焊接裂紋、應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力過大，夾渣等；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，引起破裂。

2.運(yùn)行管理方面的原因

包括因超壓、超裝、遮陽(yáng)裝置破壞、保溫保冷材料破損等原因，導(dǎo)致儲(chǔ)罐或容器升溫超壓引發(fā)事故，或者閥門操作失誤、流量、溫度失控導(dǎo)致壓力升高造成事故等。

3.超壓泄放附件方面的原因

安全閥或爆破片等安全附件因未設(shè)置、失修、腐蝕、使用不當(dāng)?shù)?，致使超壓時(shí)不能安全開啟排放，引發(fā)事故。

4.安裝維修方面的原因

在安裝、技改、檢修時(shí)，最容易發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)焊接差、檢驗(yàn)困難、采用代用材料不適當(dāng)?shù)纫鸷附尤毕莼蚓植繎?yīng)力集中，導(dǎo)致破壞事故。

壓力容器事故的危害

1.沖擊傷害

沖擊波超壓會(huì)造成人員傷亡和建筑物的損壞，特別是氣體爆炸事故更為嚴(yán)重。壓力容器因嚴(yán)重超壓而爆炸時(shí)，其能量遠(yuǎn)大于按工作壓力估算的爆炸能量，破壞和傷害情況也嚴(yán)重得多。

2.碎片破壞

壓力容器破裂爆炸時(shí)，具有較高速度或較大質(zhì)量的碎片，在飛出過程中動(dòng)能較大，會(huì)造成很大危害。碎片還可能損壞附近的設(shè)備和管道，引起連續(xù)爆炸或火災(zāi)，進(jìn)而造成更大的危害。

3.電擊傷害

電器設(shè)備在事故中被擊壞時(shí)，如果沒有保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)切斷電源，會(huì)使現(xiàn)場(chǎng)人員受到電擊傷害。

4.介質(zhì)傷害

在壓力容器所盛裝的液化氣體中有很多是毒性介質(zhì)。盛裝這些介質(zhì)的容器破裂時(shí)，大量液體瞬間氣化并向周圍大氣中擴(kuò)散，會(huì)造成大面積的毒害，不但造成人員中毒，致死致病，而且嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，危及中毒區(qū)的動(dòng)植物安全。爆炸釋放的高溫氣水混合物，會(huì)使爆炸中心附近的人員燙傷。其他高溫介質(zhì)泄放氣化也會(huì)灼燙傷害現(xiàn)場(chǎng)人員。

5.二次爆炸及燃燒

當(dāng)容器所盛裝的介質(zhì)為可燃液化氣體時(shí)，容器破裂爆炸在現(xiàn)場(chǎng)形成大量可燃蒸氣，并迅速與空氣混合形成可爆性混合氣，在擴(kuò)散中遇明火即形成二次爆炸，造成重大危害。

預(yù)防措施

要對(duì)壓力容器的安全工作給予高度重視，采取有效的預(yù)防措施，才能防止事故的發(fā)生。

1.嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān)

要嚴(yán)格遵照規(guī)程和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照“安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、結(jié)構(gòu)科學(xué)”進(jìn)行實(shí)施。

2.嚴(yán)把制造關(guān)

事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，因設(shè)備質(zhì)量問題導(dǎo)致的事故概率為33.9%，是事故發(fā)生的重要原因。所以杜絕粗制濫造是減少事故的重要措施之一。要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理焊接或制造中的缺陷，選用的材質(zhì)及規(guī)格應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.嚴(yán)把檔案關(guān)

設(shè)備技術(shù)檔案是正確使用設(shè)備的主要依據(jù)，重點(diǎn)要做好容器的使用記錄：包括容器的實(shí)際操作條件(如：壓力、溫度、介質(zhì)、等)；容器的使用情況(如：開始使用日期、每次開停日期等)；容器的檢驗(yàn)和修理記錄(如：每次檢驗(yàn)日期、內(nèi)容、結(jié)果以及發(fā)現(xiàn)的缺陷和檢修情況等)。

4.嚴(yán)把制度關(guān)

要保證容器的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須加強(qiáng)技術(shù)管理，建立必要的技術(shù)管理制度，并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行。容器使用單位應(yīng)該在總技術(shù)負(fù)責(zé)人領(lǐng)導(dǎo)下，制定容器操作規(guī)程，并進(jìn)行經(jīng)常性的檢查和考核。規(guī)程中必須包括以下內(nèi)容：容器的正常操作方法，容器的最高工作壓力和溫度，開停機(jī)的操作程序和注意事項(xiàng)，容器運(yùn)行中的檢查項(xiàng)目和部位、可能出現(xiàn)的異常現(xiàn)象及其判斷方法和應(yīng)急采取的措施，容器停用時(shí)的維護(hù)和檢查。

5.嚴(yán)把使用關(guān)

壓力容器應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行操作(如：加載要緩慢，運(yùn)行中要防止溫度變化過大，保持壓力平穩(wěn)等)。壓力容器禁止超壓運(yùn)行，加強(qiáng)對(duì)壓力容器的使用保養(yǎng)，確保安全裝置和附件要齊全、靈敏、安全和可靠，并做定期檢驗(yàn)。

6.嚴(yán)把人員關(guān)

加強(qiáng)責(zé)任制建設(shè)的落實(shí)，配備責(zé)任心強(qiáng)、懂技術(shù)的管理干部。操作人員必須通過安全知識(shí)培訓(xùn)，經(jīng)考試合格取得壓力容器操作證后方可上崗。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)人員的定期培訓(xùn)，使其掌握壓力容器的基本知識(shí)，熟悉國(guó)家頒布的安全技術(shù)法規(guī)中的有關(guān)要求；熟記本崗位的工藝流程和有關(guān)容器的結(jié)構(gòu)、類別、技術(shù)參數(shù)等主要性能；了解工作介質(zhì)的性質(zhì)，掌握安全操作方法及應(yīng)急措施，學(xué)會(huì)救護(hù)；對(duì)操作人員定期復(fù)審，努力提高技術(shù)素質(zhì)和安全意識(shí)，不斷增強(qiáng)其執(zhí)行各項(xiàng)安全技術(shù)法規(guī)的自覺性。

7.嚴(yán)把監(jiān)督關(guān)

加強(qiáng)安全監(jiān)察工作，建立一個(gè)行之有效的管理體系，將壓力容器管理工作指標(biāo)納入企業(yè)法人任期目標(biāo)責(zé)任制，并實(shí)施階段考核獎(jiǎng)懲，促使企業(yè)高度重視壓力容器安全管理，做到全過程有效控制。

編輯韓 穎