淺談壓力容器破壞形式及安全控制措施

隨著現代工業的迅速發展，壓力容器不斷向大型化和結構復雜化發展，特別是危化品生產企業，由于工作壓力提高、介質腐蝕、生產條件惡劣等因素影響，導致各類壓力容器事故頻發，對壓力容器的破壞分析及安全控制顯得越來越重要。

1.壓力容器的破壞形式和原因分析

壓力容器破裂形式通常分為以下幾種：韌性破裂、脆性破裂、疲勞破裂、腐蝕破裂等。

1.1韌性破裂

韌性破裂容器在壓力作用下，器壁上產生的應力達到材料的強度極限而發生的破裂。原因分析：一是安全附件失靈、違章操作、超負荷運行等引起超壓導致容器破裂；二是設計厚度不夠、介質器壁厚度減薄。

1.2脆性破裂

脆性破裂是容器在未發生宏觀塑性變形，器壁平均應力未達到材料強度極限而發生的破裂。原因分析：容器結構、焊縫和材料存在缺陷，外部應力或環境因素。

1.3疲勞破裂

疲勞破裂是容器在反復加壓、卸壓過程中，長期受到交變載荷作用，因疲勞在低應力狀態下發生的破壞。原因分析：頻繁啟動或停車，反復加壓或卸載，壓力、溫度波動頻繁或局部應力過高。

1.4腐蝕破裂

腐蝕破裂是由于容器受到腐蝕介質的作用而產生的破壞，可分為均勻腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕。原因分析：高溫、高壓、易產生局部過熱區、氫與硫共存、CO2、烴類等易腐蝕介質。

2.壓力容器的安全控制措施

2.1安全技術措施

2.1.1嚴把壓力容器設計、制造關

（1）壓力容器的設計、制造單位應當具備《壓力容器安全監察條例》規定的條件，并按照壓力容器設計范圍，取得相關資質，方可從事壓力容器的設計、制造活動。

（2）壓力容器的設計必須符合相關法律要求。壓力容器的壓力、溫度的設計，應綜合考慮工作介質、操作溫度、操作壓力設備的工作狀態，并符合法律要求。

（3）壓力容器的設計文件須經過國家質檢總局核準的檢測機構鑒定合格，方可用于制造。

2.1.2嚴格壓力容器缺陷處理和維修

（1）嚴格缺陷處理，及時消除隱患。

①設計缺陷處理。對于不合理的結構設計和材質問題應進行必要的處理。如：對缺陷部位和材質問題部位進行更換，按照規定進行開孔補強處理等。對難以修復且不能保證安全運行的應及時作廢處理。

②制造缺陷的處理。制造缺陷主要有成形組裝缺陷和焊縫缺陷。成形組裝缺陷有錯便、棱角、表面凹凸等，對超標嚴重的，應先進行無損傷檢查，確定是否存在其他缺陷，若確定沒有其他缺陷，則通過進一步應力分析來確定是否可以繼續使用。對一般內外表面焊縫咬邊深度、連續長度不超過要求時可以不作任何處理。出現裂紋的部位應挖除并補焊，情況嚴重作廢。

③運行缺陷的處理。運行缺陷是壓力容器運行過程中，受到壓力、溫度和介質的長期作用而產生的，是缺陷處理的重點。一是腐蝕缺陷的處理。發現晶間腐蝕、應力腐蝕等缺陷時，一般不宜繼續使用。如發生腐蝕程度輕微、分散點腐蝕或局部腐蝕，可根據具體情況來做降壓使用、補焊、更換或作廢處理。二是裂紋缺陷的處理。發現裂紋缺陷時，應根據裂紋位置、數量、尺寸等分析裂紋產生的原因，由于結構不良，局部應力過高而產生的疲勞裂紋的壓力容器，不應該繼續使用。三是變形缺陷的處理。產生變形缺陷的壓力容器，一般不宜繼續使用；對于輕微鼓包變形，可考慮挖補處理的工藝措施。

（2）壓力容器的維修。

① 維修前應檢查缺陷的性質、特征、范圍和缺陷產生原因，制定維修方案，在制定維修方案時應參照相應的技術規范，并經相關技術負責人員審查批準。

②修理所使用的材料必須與壓力容器母體材料相同或強度級別、焊接性能接近。修理材料應該有質量證明，能判斷材料的化學成分和力學性能。

2.1.3壓力容器運行過程控制

（1）嚴格壓力控制。超壓往往是壓力容器發生事故的主要原因，運行時，壓力的控制顯得尤為重要。要根據不同容器要求，特別是高壓及超高壓容器，要做到實時監控容器壓力，設定超壓報警，及時發現超壓危險狀態。

（2）嚴格溫度控制。在大多數反應類壓力容器中，溫度過低時，轉化率不是很高，沒有現實意義；當溫度過高時，雖然反應速率增快，轉化率增加，但溫度太高不好控制，壓力急劇上升，容易導致事故發生。在運行時，要嚴格按照規程操作，控制好容器溫度，防止事故發生。

（3）原料純度控制。某些反應類生產中，原料摻雜導致反應幾何倍數加快，壓力和溫度急劇上升。因此在生產中，要嚴格控制原料的純度，做好雜質檢測。

（4）操作失誤控制。大部分的生產事故都是由于違章操作導致，對上崗人員要加強培訓，持證上崗，規范其操作。通過設備改造、技術創新等方式，提高設備本質安全性，減少人員操作失誤。

2.1.4壓力容器及安全附件檢驗

在用壓力容器及其安全附件應根據要求，請具備檢測資質單位進行定期檢驗。壓力容器應根據設計要求裝設安全閥或者爆破片，對易燃或毒性介質，應在安全閥或者爆破片的排出口裝設導管，將排放介質引至安全地點并進行妥善處理。

2.2壓力容器安全管理措施

2.2.1建立健全安全責任體系

壓力容器制造、使用企業，應建立健全安全責任體系，制定安全生產責任制，并層層落實安全生產責任，每臺壓力容器應定責任人，做到“橫向到邊，縱向到底”。

2.2.2建立完善各類規章制度和操作規程

企業要制定壓力容器安全管理制度、壓力容器維護保養制度，壓力容器操作規程等，并以文件形式簽發。企業要組織職工學習規章制度和操作規程，壓力容器操作人員要掌握壓力容器操作規程。

2.2.3遵守法律，依法合規生產

企業要嚴格按照法律法規要求，取得相關許可證，壓力容器要按照規定定期檢驗、報廢。企業要依法配備安全管理人員，并履行法律規定職責。企業負責人、安全管理人員、設備管理人員、操作人員要依法取證，持證上崗。

2.2.4加強培訓教育，提高員工操作技能及安全意識

企業要牢固樹立“培訓不到位是重大安全隱患”的理念，制定員工培訓制度。要加強員工崗位技能培訓和安全培訓，不斷提高一線員工操作技能，做到會操作，會報警，會處置突發情況。

2.2.5完善隱患排查機制，及時消除安全隱患

企業要制定完善隱患排查制度，定期開展隱患檢查工作。要根據企業實際，定期開展年度、季度、月度檢查，節假日檢查，季節檢查等，及時發現問題，落實整改責任人、整改時間、整改資金等，并對整改結果進行跟蹤，做到隱患排查閉環管理。

2.2.6制定完善應急預案，加強演練，提高應急管理水平

企業要建立應急救援體系，制定應急預案，配備應急救援物資，并加強應急物資檢查，確保應急狀態下有效。企業要定期開展應急演練，通過實戰演練切實提高應急處置能力。

2.2.7實行安全生產考核及獎懲，提高責任意識

企業要制定安全生產考核獎懲制度，做到有獎有罰、獎罰分明，一方面通過獎勵來調動廣大員工的積極性，一方面通過加強處罰力度，糾正違規違紀行為。

本文對壓力容器的破壞形式及其原因進行了分析，針對壓力容器事故多發的現實，從安全技術措施及安全管理措施兩方面進行了闡述。由于作者自身水平所限，不可避免的存在一定程度上的局限性與不足，還需要在以后的工作中進行不斷的研究和完善。

【參考文獻】

[1]劉兆彬.壓力容器安全監察條例釋義[M].北京：中國標準出版社，2003.

[2]劉清方.鍋爐壓力容器安全[M].北京：首都經濟貿易大學出版社，2000：60-78.

[3]金玉花.我國特種設備安全監察中存在問題及對策[D].吉林：吉林大學，2008.