压力容器安全的影响因素与措施分析

吴凯平

【摘要】压力容器在使用过程中，因为各种因素影响，往往会发生一些安全事故，不仅造成容器自身损坏，还会引起财产损失和人员伤亡的恶性事件，因此，加强压力容器的安全管理非常重要。本文分析了压力容器容易产生安全隐患的因素，并在此基础上阐述了安全措施，希望与大家共同探讨。

【关键词】压力容器 安全 影响因素 措施

随着我国经济社会的快速发展，压力容器的应用范围越来越广，无论是在工业生产，还是农业生产，或者更重要的国防科技，压力容器都发挥着越来越重要的作用。但是，由于使用环境的不同，压力容器的规格、参数、构造均不同，这就造成了压力容器的结构多样性和种类繁杂性，同时由于压力容器的使用环境恶劣，常常引发一些安全事故，因此，必须加强压力容器的安全可靠性的研究。

一、压力容器安全可靠性的影响因素

压力容器安全可靠性的影响因素是多方面的，但都不容忽视。下面从设计和使用材料量方面加以分析。

（一）设计方面的影响

压力容器的设计是影响安全的最重要方面，而设计参数的确定是压力容器设计工作的前提和基础， 也是决定压力容器安全运行的关键因素。因此， 设计者要特别予以重视。压力容器设计参数所涉及到的内容较多， 但最关键的参数为设计压力、设计温度、介质特性（ 包括易燃、易爆、毒性和腐蚀性 能等等）。这些参数选择的合适与否， 直接影响压力容器的使用可靠性和设计的经济性。一是设计压力。对于压力容器来说， 一般根据最高工作压力来确定， 另外还应根据系统特性， 如有无安全阀，有无泄放装置， 是否在泵出入口， 设备特性是否属真空、外压操作等应综合考虑， 可根据化工行业设计标准，如HG20580-1998规定确定设计压力。二是设计温度。影响压力容器安全可靠性设计的另一个重要参数-- 设计温度， 它是指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度。它与操作时介质温度及环境温度有关，它的选择正确与否将直接给容器选材带来至关重要的影响。当容器处于低温时， 若没有考虑它的低温影响， 将会导致选取材料低温韧性不足而引起的脆性破坏。当容器处于高温状态，若设计温度选取不合理， 也会导致选材不当而引起的安全性不足或者浪费等现象。我国压力容器的有关设计标准规定了对有不同温度工况下的容器， 应按最苛刻的工况设计， 并在图样或相应技术文件中注明各工况的温度值。三是介质特性。介质特性是压力容器设计中与安全有直接关系的又一个重要因素， 因此我国保证容器安全的法规性文件《容规》给予了特别的重视， 大量条文作了详细的硬性规定。为确保《容规》正确执行，国家对有毒介质分类、化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类都制定了专门规范， 只要正确执行是可以保证安全的。

（二）主体材料的选用对压力容器安全性的影响

压力容器主体材料对于压力容器的安全使用是至关重要的， 在进行压力容器设计时， 除了应严格按照GB150及压力容器安全技术监察规程等进行选材外， 还应特别注意介质特性对主体材料的影响. 主体材料的选用应考虑设计压力、温度、工作介质及寿命选择等因素. 如硫浓度环境则不宜选用16MnR、15MnVR等低合金钢，而宜选用20R、20等碳素钢， 除了介质的腐蚀性、使用寿命与选材有直接关系外， 介质的易燃易爆程度及毒性级别也是选材的依据，极度危害介质容器Q2352B不允许用于盛装极高度危害介质，Q2352A不允许盛装易燃或中、高、极度危害介质， 不得用于盛装液化石油气. 即压力容器主体材料的选用不仅应考虑容器的工作压力、温度及规范的允许范围， 而且还应考虑介质特性对材料腐蚀及其它化学（易燃爆、毒性）性能的影响，从而做出选择. 为了降低制造成本，可根据有关新型材料的物理化学性质选定新型代用。

（三）压力容器补强材料选择分析

选择强度等级较低的材料，所需的补强面积要增加，接管有效补强面积减少，不仅对补强效应不利，而且对焊接同样有负面影响。厚壁接管可选用无缝钢管，也可用锻件加工制造，当设计压力较小，同时满足补强要求所需的壁厚不太大时， 通常选用无缝钢管；当设计压力较高，同时满足补强要求所需的壁厚较大时，选用锻件来加工制造，补强圈的材料一般应与筒体的材料相同，这是最经济合理的选择。

二、压力容器安全控制的措施探讨

一是不允许超压。使用压力不能超过容器的设计压力，否则会使容器超压爆炸。所有压力容器上都安装有安全卸压装置或超压报警装置，以防超压爆炸事故的发生。二是严格限制温度。在使用过程中温度的变化与选择必须要在原设计的温度范围内，这是因为温度过高会引起材料的蠕变和晶粒变大而降低強度，温度过低可能会使钢材产生冷脆而断裂，温度的剧烈波动会使材料遭受严重的冷热冲击而受到破坏。三是加强纯度控制。原料纯度不够，其中杂质使压力容器中的反应速度加快，导致温度与压力迅速升高也是安全事故产生的主要原因之一，因此，一定要使用纯度较高的原料，在投放以前做好杂质检测。四是强化失误控制。纵观已经发生的压力容器安全事故，其中有很大一部分都是因为相关操作人员对设备操作不当而造成的，因此，企业需要对设备相关操作人员进行岗前培训，必须持证上岗，并严格遵守设备操作规范与操作流程，以降低因操作失误而发生安全事故的几率。五是加强对压力容器的检验。企业在使用压力容器以前，需要对压力容器进行严格检验，并定期对设备进行检查。在对压力容器投入使用之前，需要对其安装爆破片或安全阀，针对毒性较大或易燃的介质，要安装导管，并与爆破片或安全阀相连接，将危险介质引出并妥善处理。

三、结束语

总之，压力容器的安全可靠性问题必须引起足够的重视。对此我们就要不断地进行行业间的交流研讨，不断地熟悉更像标准和规范，不断地进行技术完善，才能使我们的业务水平得到不断的提高，使压力容器的的应用更加安全高效，为推动工业化的发展进步作出贡献。

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