壓力容器生命周期危險(xiǎn)因素分析及控制-(545)

1、壓力容器生命周期危險(xiǎn)因素分析及控制壓力容器生命周期危險(xiǎn)因素分析及控制[文章摘要]：壓力容器從設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、檢驗(yàn)、修理和改造，直至報(bào)廢，在壓力容器整個(gè)生命周期中，運(yùn)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)察和管理，對(duì)壓力容器在運(yùn)行過程中的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，以指導(dǎo)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行管理，確保壓力容器的安全可靠，防止事故的發(fā)生。[關(guān)鍵詞]：危險(xiǎn)因素分析，安全設(shè)計(jì)，安全運(yùn)行管理，定期檢驗(yàn)1.壓力容器生命周期危險(xiǎn)因素分析。由于壓力容器工作

2、條件的特殊性，如高溫、高壓、介質(zhì)具有強(qiáng)腐蝕性、毒性及易燃、易爆性等，必然增大事故的發(fā)生概率，且事故一旦發(fā)生，就具有很強(qiáng)的破壞性，給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成重大威脅。因此壓力容器從設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、檢驗(yàn)、修理和改造，直至報(bào)廢，在壓力容器整個(gè)生命周期中，運(yùn)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)察和管理，對(duì)壓力容器在運(yùn)行過程中的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，以指導(dǎo)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行管理，確保壓力容器的安全可靠，防止事故的發(fā)生。1.1壓力容器事故原因分

3、析。運(yùn)用安全學(xué)原理的相關(guān)理論，我們知道壓力容器發(fā)生事故的直接原因一般有兩種：即容器本身的不安全性因素和操作人員的不安全行為以及管理上的失誤。容器本身的不安全因素主要來(lái)源于設(shè)計(jì)和制造過程的缺陷；人的不安全行為則體現(xiàn)在壓力容器的運(yùn)行過程中人的主觀操作；管理缺陷則表現(xiàn)為壓力容器的安全技術(shù)管理、安全運(yùn)行管理、壓力容器定期檢驗(yàn)和安全等級(jí)評(píng)定等。綜合分析，壓力容器發(fā)生事故的主要原因包括：設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，容器結(jié)構(gòu)不合理，選材不當(dāng)，強(qiáng)度不足，制造缺陷，安裝不

4、符合技術(shù)要求，安全附件規(guī)格不符，以及運(yùn)行中的超壓、超溫、超負(fù)荷和操作不當(dāng)，沒有執(zhí)行在用壓力容器定期檢驗(yàn)和安全等級(jí)評(píng)定，導(dǎo)致壓力容器失效，從而引發(fā)事故。壓力容器的操作條件的頻繁波動(dòng)，對(duì)容器的抗疲勞破壞性能不利，過高的加載速度會(huì)降低材料的斷裂韌性，即使容器存在微小缺陷，也可能在壓力的快速?zèng)_擊而發(fā)生脆性斷裂。壓力容器運(yùn)行過程中如果發(fā)生誤操作、過量沖載且安全保護(hù)裝置失效，都會(huì)導(dǎo)致壓力容器的壓力升高，以至于超載，進(jìn)而可能引發(fā)爆炸事故。1.2壓力容

5、器失效形式分析。壓力容器失效是指壓力容器在規(guī)定的使用環(huán)境和壽命期限內(nèi)，因結(jié)構(gòu)尺寸、形狀和材料性能發(fā)生變化，完全失去原設(shè)計(jì)功能或未能達(dá)到原設(shè)計(jì)要求，而不能正常使用的現(xiàn)象。常見的壓力容器失效形式大致可以分為強(qiáng)度失效、剛度失效、失穩(wěn)失效和泄漏失效四大類。①、壓力容器強(qiáng)度失效：壓力容器在壓力等荷載的作用下，因材料屈服或斷裂而引起的失效形式，稱為強(qiáng)度失效。通常包括：壓力容器爆炸所造成的危害主要有爆炸沖擊波及碎片的破壞作用有毒介質(zhì)容器破裂后造成的毒

6、害作用以及可燃?xì)怏w介質(zhì)容器破裂后造成的火災(zāi)等。2.壓力容器生命周期各階段安全措施。2.1壓力容器安全設(shè)計(jì)。壓力容器的設(shè)計(jì)是否安全可靠，主要取決于設(shè)計(jì)過程的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和容器壁厚確定是否合理。另外還要考慮適應(yīng)生產(chǎn)能力，保證強(qiáng)度和穩(wěn)定性、密封性，以及制造、運(yùn)行、安裝、檢修的方便性和總體設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。壓力容器的安全設(shè)計(jì)主要包括以下三個(gè)方面：(1)合理選用材料。合理選用材料，是保證壓力容器安全運(yùn)行的一個(gè)重要措施，如果材料選擇不當(dāng)，即使具有

7、較大的強(qiáng)度裕度，也可能在運(yùn)行中發(fā)生破壞事故。選擇壓力容器用鋼材，不僅要從操作條件和使用環(huán)境方面來(lái)考慮，即要求材料對(duì)工作介質(zhì)、壓力、溫度、載荷特性等操作條件和氣溫、濕度等使用環(huán)境具有必需的適應(yīng)能力；還要從鍋爐、壓力容器的制造方面來(lái)考慮，即要求所選用的材料容易加工成形，在工藝加工過程中不易產(chǎn)生缺陷。因此，在壓力容器的選材上，應(yīng)充分考慮材料的力學(xué)性能(強(qiáng)度、韌性、塑性、硬度)、物理性能、耐腐蝕性、制造工藝性能(可焊性、可鍛性、切削加工性以及研

8、磨性、沖壓性、熱處理性等)。壓力容器選材的一般原則是:在保證塑性指標(biāo)和其它性能指標(biāo)的要求下盡量選用強(qiáng)度指標(biāo)較高的材料。(2)選擇合適的結(jié)構(gòu)形式。在壓力容器的破壞事故中，有相當(dāng)一部分是由于結(jié)構(gòu)不合理引起的，結(jié)構(gòu)不合理，往往使得鍋爐、壓力容器在制造和使用過程中容易產(chǎn)生缺陷。因此首先要求結(jié)構(gòu)便于制造，以利于保證制造質(zhì)量和避免、減少制造缺陷；其次是要求結(jié)構(gòu)便于無(wú)損檢驗(yàn)，使制造和使用中產(chǎn)生的缺陷能及時(shí)、準(zhǔn)確地檢查出來(lái)；第三是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮盡量降

9、低局部附加應(yīng)力和應(yīng)力集中。(3)滿足強(qiáng)度的要求。為保證壓力容器安全運(yùn)行，其承壓部件必須具有足夠的強(qiáng)度，即具有適當(dāng)?shù)谋诤褚缘挚雇饧虞d荷的作用。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除了結(jié)構(gòu)特殊、使用條件復(fù)雜或特別重要的壓力容器需要以應(yīng)力分析進(jìn)行設(shè)計(jì)外，一般的是以薄膜應(yīng)力來(lái)確定所需的壁厚。至于壓力容器結(jié)構(gòu)不連續(xù)部位的附加應(yīng)力和應(yīng)力集中，則從結(jié)構(gòu)形式或尺寸上加以限制。壓力容器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，基本上都是由筒體、封頭、接管、法蘭、支座等零部件組成。壓力的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以