压力容器安全技术.doc

行业资料：_压力容器安全技术单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 15 页压力容器安全技术一、压力容器概念压力容器亦称受压容器，指内部盛装工作介质(气体或液体)且承受压力的密闭容器，并同时具备下列三个条件：1.最高工作压力(Pw)0.1MPa(Pw不包括液体静压力);2.内直径(非圆形截面指最大尺寸)0.15m，且容积0.0253；3.介质为气体、液化气体和最高工作温度高于等于标准沸点的液体。二、压力容器分类1.按用途分类(1)反应容器主要用来完成介质的物理或化学反应的容器。如反应器、聚合釜、合成塔、变换炉等。(2)换热容器主要用来完成介质热量交换的容器。如热交换器、蒸发器、消毒锅等。(3)分离容器主要用来完成介质的流体压力平衡、净化、分离等的容器。如缓冲器、干燥器、过滤器、吸收塔等。(4)贮运容器主要用来盛装生产和生活用的原料气体、液体、液化气体的容器。如贮罐、槽车等。2.按压力分类压力容器按其工作压力的大小可分为低压（0.1MPaP1.6MPa）、中压（1.6MPaP10MPa）、高压（10MPaP100MPa）、超高压（P100MPa）四类3.从安全监察角度分类一类容器、二类容器、三类容器三、压力容器的断裂形式及原因1.塑性断裂是压力容器在内部压力作用下，器壁上产生的应力达到材料的强度极限而发生的。在塑性断裂前，器壁产生较大的塑性变形，若此时内部压力继续增高，容器的变形就会不断增大，器壁的厚度将进一步减薄。当器壁上的应力达到材料的断裂强度时，容器即发生破裂。塑性断裂的容器一般不产生碎片，只是裂开一个破口。2.脆性断裂发生脆性断裂的容器，破裂后经检查并没有发现有可见的变形现象，而且根据破裂时的压力进行应力计算，器壁上的应力水平远远低于材料的强度极限，有的甚至还低于屈服极限。造成脆性断裂的主要因素，一是容器存在缺陷；二是材料的韧性差。由于金属材料的韧性随着温度的降低而下降，所以脆性断裂一般都发生在温度较低的情况下。脆性断裂的过程是器壁裂纹迅速扩展的过程，预先没有明显的变形迹象，断裂往往在一瞬间发生，且容器承受的压力在正常的工作压力范围内，所以这是一种非常危险的破坏形式。3.疲劳断裂金属构件在经过一定次数的反复交变应力作用下，会在远低于材料强度极限的应力下发生破坏。这种破坏通常都要经过一定时间，所以称之为疲劳破坏。压力容器疲劳断裂的特点是承受较高的交变应力，而应力交变的次数并不太多。这主要是由于容器的接管、开孔、转角、焊缝附近、钢材存有严重缺陷的区域等处都有程度不同的应力集中。如果容器频繁地加载或卸载，就会在这些局部应力较高的部位产生裂纹，随着应力的周期变化，裂纹不断缓慢地扩展，最后导致容器的破裂。4.应力腐蚀断裂应力腐蚀断裂是容器在腐蚀性介质和拉伸应力的共同作用下产生的一种破坏形式。发生应力腐蚀时，腐蚀和应力这两个因素是相互促进的。一方面，腐蚀使金属材料的有效承压面积减小，表面形成缺口，产生应力集中；另一方面，应力加速腐蚀的进展，使表面缺口向深处扩展，最后导致断裂。应力腐蚀破坏比其他的腐蚀形式(如均匀腐蚀、点腐蚀)更具危险性，因为它不在构件表面预先留下宏观的破坏痕迹，也不减小壁厚的尺寸，只是在容器内壁的纵深方向形成裂纹，所以往往在未被发现的情况下突然腐蚀损坏。1.对容器本体的安全技术要求(1)压力容器的设计压力不得低于最高工作压力。装有安全泄放装置(如安全阀、爆破片)的压力容器，其设计压力不得低于安全泄放装置的开启压力或爆破压力。压力容器的设计温度不得低于元件金属可能达到的最高金属温度。(2)制造压力容器的金属材料，应是容器专用的碳素钢或低合金钢，以保证容器在使用条件下(如温度、压力、介质特性等)，具有规定的力学性能和耐腐蚀性能。(3)压力容器的壳体和封头的厚度，应按现行的国家标准（GB150-89钢制压力容器）进行计算，并根据容器的使用寿命和介质的腐蚀速率留有足够的腐蚀裕量。(4)压力容器的结构设计应符合下列原则：防止结构上的形状突变；引起应力集中或削弱强度的结构应相互错开；避免产生较大的焊接应力或附加应力的刚性结构；防止部件的热胀冷缩受约束。(5)焊缝的布置和焊接质量应符合压力容器安全技术监察规程的规定。焊缝或热影响区表面不允许有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷，焊缝与母材应圆滑过渡。(6)压力容器制成后必须进行水压试验，必要时还进行气密试验。水压试验的压力为容器设计压力的1.25倍；气密试验的压力与容器设计压力相同。2.对压力容器安全附件的要求(1)压力容器必须按规定装设安全阀、爆破片、压力表、液面计、温度计及紧急切断阀等安全附件。对安全附件要加强维护和定期校验，经常保持齐全、灵敏、可靠。(2)安全阀、爆破片的排放能力，必须大于或等于压力容器的安全泄放量。安全阀的开启压力及爆破片的爆破压力均不得大于容器的设计压力。(3)对易燃、有毒介质的压力容器，应在安全阀或爆破片的排出口装设导管，将排放介质引至安全地点。对盛装有毒、易燃、腐蚀、黏性介质或贵重介质的压力容器，为便于安全阀的清洗与更换，可在安全阀(爆破片)与容器之间装设截止阀门。(4)安全阀有下列情况之一时，应停止使用并更换：1)安全阀的阀芯与阀座密封不严且无法修复；2)安全阀的阀芯与阀座粘死或弹簧严重腐蚀、生锈；3)安全阀选型错误。(5)安全阀一般每年至少应校验一次；在苛刻条件下使用的爆破片应每年更换，一般爆破片应在23年内更换。(6)压力表的选用必须与容器内的介质相适应，装设位置应便于操作人员观察和清洗。压力表与容器之间应装设三通旋塞或针形阀，并有开启标志。盛装蒸汽介质的容器，在压力表与容器之间应装有存水弯管；盛装腐蚀性或高黏性介质的容器，在压力表与容器之间应装设能隔离介质的缓冲装置。(7)液面计应安装在便于观察的位置。液面计上最高和最低安全液位，应作出明显的标志。当液面计的玻璃板(管)有裂纹、碎裂，或液面计指示模糊不清，或阀件固死时，应停止使用并更换。五、压力容器安全运行与管理1.压力容器的使用单位，在压力容器投入使用前，应到安全监察机构办理使用登记手续。2.压力容器使用单位的安全管理工作主要包括：贯彻执行压力容器安全技术监察规程和有关的压力容器安全技术规范、规章；制定压力容器的安全管理规章制度；检查压力容器的运行、维修和安全附件校验情况；压力容器的检验、修理、改造和报废等技术审查；编制压力容器的年度定期检验计划；压力容器技术资料的管理。3.压力容器的操作人员应持证上岗。容器的使用单位应定期对操作人员进行培训与安全教育。4.压力容器的使用单位，应根据生产工艺要求和容器的技术性能，制定安全操作规程，其内容至少应包括：容器的操作工艺指标，如最高工作压力、最高或最低工作温度；容器的操作方法，如开、停车的操作程序和注意事项；容器运行中应重点检查的项目和部位，运行中可能出现的异常现象和防止措施，以及紧急情况的处置和报告程序。5.压力容器发生下列异常现象之一时，操作人员应立即采取紧急措施，并及时向有关部门报告：压力容器工作压力、介质温度或壁温超过规定值，采取措施仍不能得到有效控制；安全附件失效；接管、紧固件损坏，难以保证安全运行；发生火灾等直接威胁到压力容器安全运行；过量充装；压力容器液位超过规定，采取措施仍不能得到有效控制；压力容器与管道发生严重振动，危及安全运行。6.压力容器内部有压力时，不得进行任何修理。进入容器内部进行检验、修理前，必须做好清理、置换等准备工作。达不到要求时，严禁人员进入。7.压力容器运行中，每年至少进行一次外部检查；安全状况等级为1、2级的容器，每六年至少进行一次内外部检验（在停机状态下进行），安全状况等级为3级的容器，每三年至少进行一次内外部检验；固定式压力容器，每两次内外部检验期间内，至少进行一次耐压试验。移动式压力容器，每六年至少进行一次耐压试验。六、压力容器安全操作方法1.精心操作，动作平稳；2.禁止超温、超压、超负荷；3.巡迴检查，及时发现和消除缺陷；4.紧急停止运行。容器运行中出现严重威胁安全的紧急情况时，应立即停止运行。紧急停止运行操作要做到：及时开放泄压装置，泄放容器内气体或其它物料，使容器压力下降。停止向容器内进气或投料。对连续性生产系统的容器，紧急停止运行时，必须和前后操作岗位取得联系。随时注意防止意外情况产生，紧急情况时应立即采取措施。第 7 页 共 15 页压力容器安全技术基础摘要近年来，随着经济的快速发展，和人民生活的不断地高。我国对石油化工产品的需求不断增长，随之催生了石油化工企业的快速发展，石油管路，炼油厂，加油站等不断的增多。这虽然有利于经济发展和人民生活水平的提高，但是如果管理不善，这就像放置在我们身边的一颗颗威力巨大的炸弹，随时都会发生爆炸，造成人员伤亡和给社会带来巨大的损失。本文基于两起事故案例，浅析石化事故发生的原因，吸取教训，总结几条加强石化企业安全生产的可行经验与方法。关键词石化设备事故案例安全生产经验教训1引言近些年，石油化工企业在安全生产工作方面取得的成绩是有目共睹的，然而安全责任事故也时有发生，我国的石油安全生产形势依旧十分严峻。事故的频繁发生，对企业的安全生产作业和该职业从事人员的危害严重，从而在经济上造成重大损失，甚至会造成严重的社会影响。究其原因，主要是石油企业的安全投入不足，对石油安全重视程度不够和从事人员的安全意识缺乏。在目前来看，我国应对石油化工安全生产的相关措施还不是很健全，应对事故的能力比较差，造成了多起伤亡以及经济损失事故1。石油企业管理者应对企业的安全生产工作足够重视，建立安全经济观意识，因为对于石油企业来说，安全就是效益。2案例分析2.1中石油大连石化爆炸事故调查报告2.1.1事故概况及经过xx年6月2日14时27分许，中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司第一联合车间三苯罐区小罐区939#杂料罐在动火作业过程中发生爆炸、泄漏物料着火，并引起937#、936#、935#三个储罐相继爆炸着火，造成4人死亡，直接经济损失697万元2。2.1.2事故原因（一）直接原因林沅公司作业人员在罐顶违规违章进行气割动火作业，切割火焰引燃泄漏的甲苯等易燃易爆气体，回火至罐内引起储罐爆炸3。（二）间接原因1.中石油七建公司大连项目部在承揽939#储罐仪表维护平台更换项目后，非法分包给没有劳务分包企业资质的林沅公司，以包代管、包而不管，没有对现场作业实施安全管控。2.林沅公司未能依法履行安全生产主体责任，未取得劳务分包企业资质就非法承接项目；企业规章制度不健全不落实，员工安全意识淡薄，违章动火；未对现场作业实施有效的安全管控。3大连石化公司安全管理责任不落实，管理及作业人员安全意识淡薄，制度执行不认真不严格，检维修管理、动火管理和承包商管理严重缺失。4.中国石油天然气股份有限公司对大连石化公司安全生产工作监督管理不到位，对大连石化公司反复发生生产安全事故重视不够，对大连石化公司存在的安全生产责任制不落实和动火、承包商管理严重缺失等问题失察。2.2广州石化贮运部5.10闪爆着火事故报告2.2.1事故经过概况xx年5月10日13时10分左右，广州石化贮运部2#罐区操作人员发现G203罐(5000立方米，内浮顶罐)防火堤内可燃气体报警器报警，有可燃气体从油罐顶部气窗、通风管等处溢出。13时15分左右，现场发生闪爆，G203罐顶部气窗、通风管处起火。13时25分将火扑灭。闪爆造成在2#罐区防火堤外下风向路边休息、等待施工的深圳建安公司4名员工，以及路过的华穗工程公司3名员工不同程度烧伤。其中深圳建安公司1名员工经抢救无效于5月11日死亡，2人重伤，1人轻伤;华穗工程公司1人重伤，2人轻伤4。2.2.2事故原因分析（一）事故直接原因：进入G203罐的粗汽油中含有大量液态烃组分。由于持续时间长，粗汽油中含有的液态烃等轻组分从罐顶通气管、透气窗溢出并扩散，遇位于下风向防火堤外施工板房内的非防爆电器而引发闪燃。（二）事故间接原因：一是仓促开车，开车方案、应急预案不完善。1#催化裂化按计划检修2个月，进行多产丙烯的MIP-CGP改造。检修过程中因主要设备不能如期到货、临时设计修改多等原因造成开工推迟。反应系统喷油后，由于吸收稳定系统运行不正常，液态烃组分无法分出，导致含有大量液态烃组分的粗汽油进入常压储罐。装置改造后粗汽油至吸收塔管线与不合格汽油外送管线之间缺少隔断阀，存在吸收塔内气体倒串至污油罐的隐患。企业对设计存在的缺陷没有采取相应措施，流程检查不到位，5月9日当粗汽油调节阀失灵、改副线阀控制时，吸收塔气体倒串至污油罐G304，造成罐顶部多处撕裂、底部翘起。二是没有认真吸取教训。污油罐G304损坏后，相关部门、单位没有引起足够重视，没有深入查找事故原因并采取相应防范措施，进而发生了更大事故。三是现场管理存在漏洞。在装置已经开车、储罐正在进油，特别是粗汽油中含有大量液态烃等轻组分情况下，没有及时停止现场施工，没有采取区域警戒、隔离等防护措施，仍然安排在临近罐区进行施工，导致多人受到意外伤害。3目前石油企业安全管理存在的问题及原因3.1石油企业安全管理问题石油企业的安全生产意义重大，尽管当前众多石油企业及相关部门非常重视石油生产的安全管理，但是在石油企业生产和管理中仍然存在许多的问题，主要表现在以下几个方面：石油企业安全管理缺乏系统理论。目前我国所采用的石油企业安全管理理论几乎都来自西方，我国在这方面的理论寥寥无几，这从大学安全工程教材中就可以看出。理论的缺乏导致石油企业安全管理主要依靠经验，缺乏系统理论支持。西方由于发展时间较长，管理经验较为丰富，在管理理论上也已采用系统分析的方法，总结了一系列系统的事故控制理论，如风险分析理论、轨迹交叉理论、多米诺骨牌理论、单因素理论等，在这些系统理论的指导下，企业可以根据其现实情况创造出许多行之有效的管理方法。石油企业安全管理经验说教多，理论推广很少。作为高风险的石油企业，逐渐意识到安全管理的重要性，在该方面所做的工作也有了较大的改进。从xx年起国内石油行业陆续发布了石油天然气工业健康、安全与环境管理体系等多个行业标准文件，标准性文件的颁布有利于提高国内石油企业的健康和安全管理水平，有助于推动我国国内石油企业尽快建立和实施HSE管理体系，节约企业成本，改善企业形象。与此同时，国内率先建立HSE管理体系的部分企业在这方面已经取得显著成效5。3.2石油企业安全事故的原因分析我国石油企业安全管理目前存在诸多的问题，对于其原因分析，主要包括以下几方面：对安全事故隐患的处罚力度不够。事故隐患的存在是石油企业安全事故发生的一个最重要原因，绝大多数事故发生源于安全隐患的存在，所以企业必须防患于未然，讲隐患消灭于萌芽状态。但同时依据法律规定，只要没有出现重大的事故，对于个人只能追究行政责任，通常就是限期整改或者罚款为主，对于地方保护主义来说实在是缺少震撼感。为此相关专家提出应将安全事故隐患纳入刑法的范围，事故发生后要追究责任人的刑事责任，加大事故的处罚力度6。石油企业的职工权利意识及安全生产意识较差。经研究发现，人的不安全行为是一种失误，可能发生在操作人员的操作过程中直接导致失误，也可能发生在务类管理人员的工作过程中导致管理失误7。同时，许多安全事故的发生都是由企业的不安全状态所引起的。尤其是在重特大安全事故的发生企业，许多职工的生产环境非常险恶。劳动者处于被雇佣的位置，无法自由的表达他们的意志，也没有组织成一支强大的力量，来维护他们的合法权益，因此企业生产者及相关政府部门要引起足够重视，保障石油企业劳动者的合法权益。4结论石化行业危险陛大，通过采取安全管理措施，加大安全管理，做到事前预防和事后及时处理，才能创造最大的经济效益8。本文通过分析两起石化企业的安全生产事故，从中受益良多。我们获得的经验教训有：要确保工厂的领导层有时间专注于日常运转，而不是被过多的竞争需求分心。管理者要了解他们所管辖的区间和工厂中发生了什么情况；有必要寻求正确的、显示进程安全趋势的衡量标准;不要被人身事故衡量标准误导，这种标准有一定作用，但在这种大规模的事故中起不到警示作用；调查生产事故很重要，缺乏事故遏制措施同样会造成严重的伤害，调查事故遏制措施缺失也需要同样重视。要全面地记录事故，并且交流经验教训。同时也要加强培育工作人员的安全意识，提高他们的工作素养，降低事故发生的风险，保证企业安全生产。总之，造成石化企业发生安全事故的因素是长年累积的结果，我们要从事故中总结经验教训，在未来通过配套的、持续的措施来进行不断的调整与完善。参考文献1张晓辉.石油化工安全生产事故灾难分析及对策.中国化工贸易.xx,9,192.2中国新闻网.官方通报大连石化62事故：全国石油库开展专项检查.3张夏.落实主体责任消除安全弊病-62中石油大连石化公司爆炸事故的教训.广东安全生产,xx,11,39-40.4百度百科.510广东广州汽油罐爆炸事故.5郭成栋.基于HSE管理体系的石化企业事故控制研究.企业技术开发,xx,33(2),20-21.6关明坤,侯得川.我国石化企业生产事故致因研究.管理观察,xx,79-80.7吴振霞.浅析从事故分析入手完善石油化工设备安装措施的落实.科技博览,226.8连仲,罗茜.石油化工行业的安全管理和事故预防措施.中国科技博览,80.第 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