大型塔式容器氣壓試驗的探究

1、 大型塔式容器氣壓試驗的探究 Summary：大塔式容器在氣壓試驗的過程當中存在一定風險，該對容器進行氣壓試驗時需要對爆破能量、沖擊波安全距離與碎片安全距離等內(nèi)容需要進行定量分析，才能夠在試驗過程當中保證試驗結果的精確性。在實驗過程當中，相關人員需要對個試驗環(huán)節(jié)進行嚴格把控，同時需要相關人員具備安全知識。對此，本文將針對性的提出安全措施，以確保在大塔式容器器壓試驗的過程當中，提高實驗安全性。Keys：大型塔式容器; 壓力容器; 氣壓試驗; 爆破能量; 安全距離;0 引言我國在石油化工領域的發(fā)展速度不斷加快，對其配套的大型壓力容器需求也不斷增多。大型容器的直徑與長度較長，容器比也較其他容器比更大

2、。以水壓試驗的方式對其進行壓力試驗，所需要的水量較多。因此，對其進行壓力試驗的過程當中，需要在試驗之前率先對地面進行加固處理。如若直接在地面基礎上進行試驗建造，往往都會對基礎承載力提出較大挑戰(zhàn)。同時，需要通過建設支蹲的方式，使容器在進行壓力試驗時能夠受力均勻，而不出現(xiàn)變形的情況。支蹲的制作需要以鋼材為主要原料，會相應的增加成本投入。而利用氣壓進行大容器壓力試驗，將空氣作為試壓的介質，可以大大降低資本投入，并且不需要額外制作支蹲。但是，在氣壓試驗的過程當中，由于試驗容器的整體體積較大，儲能較大，存在試驗過程當中發(fā)生爆炸的危險。因此，在壓力試驗的過程當中，需要對各個環(huán)節(jié)進行嚴格把控，降低風險系數(shù)。

3、在大型容器進行壓力試驗的過程當中，如若發(fā)生爆炸情況，爆炸所產(chǎn)生的沖擊波能量、碎片能量與容器殘余變形能量，對在場人員與周圍建筑物都會產(chǎn)生極大的沖擊力，會使人以及周圍建筑受到嚴重沖擊。同時，還會對四周設備與管道造成較為嚴重的損壞，有引發(fā)爆炸或火災的可能性。1 容器參數(shù)在對容器進行壓力測試之前需要率先對對壓力容器的相關參數(shù)進行詳細調(diào)查。本文將依據(jù)，材質為Q345R，Q345R，外形尺寸為680038450(24/22)(mm)、950042200(36/34)(mm)、680038450(28/24)(mm)，壓力設計值為0.73/-0.1MPa大型塔式容器進行壓力測試，其中三臺壓力容器在重量上分別

4、為165噸、385噸、185噸，容積分別為1180m、2425m、1180m，對第一臺壓力容器進行的設計溫度為250，第二臺與第三臺的設計溫度均為325450。在壓力試驗方面，所承受的氣壓分別為0.95MPa、1.08MPa、1.07MPa。由于三臺壓力容器在參數(shù)上有所不同，針對第一臺容器與第三臺容器所進行的是制造廠內(nèi)臥式直接制造，而第二臺容器由于其直徑，長度均較大，是在設備基礎上所進行的直立建造。2 儲存能量在儲存能量的計算過程當中，氣壓試驗所依據(jù)的公式，是以AEME PCC-2的標準距離計算公式為基礎的（見公式）。但是當作為試壓試驗所使用的氣體介質為空氣或氮氣時，該計算公式還會被進一步簡化

5、（見公式）。利用公式對三臺壓力容器進行儲存能量計算時，能夠得出第一臺壓力容器儲能為1513796000J，第二臺壓力容器儲存能量為3615972400J，第三臺壓力容器儲存能量1740463000J。而TNT當量的計算方式則為儲能除以4266920，因此第一臺容器的TNT為35475kg，第二臺容器的TNT為847.44kg，第三臺容器的TNT為407.90kg。公式公式3 沖擊波安全距離在對沖擊波安全距離進行計算時，仍舊需要根據(jù)AEME PCC-2標準公示進行計算。當容器的儲存能量大于271000000J，大型容器的氣壓試驗安全距離公式應該參照公式進行計算，所得出的結果為操作人員與實驗設備之

6、間所保持的實際距離。在測試過程當中，如若Rscaled小于20時，沖擊波會對玻璃窗產(chǎn)生嚴重損壞，當Rscaled小于12時，對人體耳膜會造成嚴重破裂，混凝土板塊也會受到嚴重的沖擊。當Rscaled小于6時，人體功能的肺會受到極大損傷，磚墻也會受到?jīng)_擊波的沖擊而坍塌，當Rscaled小于2時，也會對人體具有致命危險。由此，根據(jù)公式能夠得出，第一臺容器應該保持的安全距離應大于為141.58m，第二臺容器所表應該保持的安全距離應大于1189.26m，第三臺容器所保持的安全距離應大于148.32m。公式4 碎片安全距離在氣壓試驗過程當中，容器如果發(fā)生爆炸，所產(chǎn)生的碎片相四周飛散，會對現(xiàn)場人員、設備、建

7、筑物、管道等產(chǎn)生嚴重破壞。因此，需要對碎片安全距離進行計算。（見公式）設Uf為碎片的初速度，壓力容器自身質量為m0，單位是kg；假設爆炸前后的壓力差為p(pa)；為熱容比；為壓力容器內(nèi)氣體體積；F為碎片破裂能屈服系數(shù)，對于脆性破裂，F(xiàn)=0.2，對于塑性破裂，F(xiàn)=0.6。由此計算爆炸時碎片的初速度，并根據(jù)加速度情況、水平方面與下降方向三種情況的公式計算碎片的安全距離，安全距離計算結果見下表。公式5 應對措施在針對大型容器氣壓試驗過程當中，需要率先對容器的各個焊縫進行，仔細檢查確認焊縫質量均合格后，才能夠進行壓力測試。同時，錐體封頭與球形封頭是由外部廠家負責的，需要確保焊接質量。在氣壓測試之前對容

8、器的各個技術文件進行重新核查，經(jīng)由各級技術管理部門人員審批后才能夠進行試驗。在試驗過程當中成立專項小組，相關人員需要針對各項技術進行詳細研討。測試時間需要在白天進行，但不能夠在中午高溫時間段。進行氣壓測試的容器需要安置校驗合格的安全閥，其定壓值與回座壓力值也需要按照標準進行設定。6 結束語綜上所述，在大型壓力容器氣壓測試前，一定要盡可能的降低測試的風險系數(shù)，各個測試條件需要詳細排查，確定準確無誤后才能夠進行壓力試驗。同時，需要對安全距離進行詳細測算，保證測試現(xiàn)場人員安全與設備建筑安全，降低風險性。Reference：1章東云,劉維,王培廣,蔡德成.大型塔式容器氣壓試驗的探討J.化學工程與裝備,2017(07):190-193.DOI:10.19566/35-1285/tq.201