特種設(shè)備基礎(chǔ)知識：壓力容器常見故障及養(yǎng)護措施

特種設(shè)備基礎(chǔ)知識：壓力容器常見故障及養(yǎng)護措施壓力容器作為特種設(shè)備，發(fā)生事故時，往往不僅是容器本身遭到破壞，而且還會危及周圍設(shè)施和職工的生命，甚至?xí)?dǎo)致更嚴重的事故。因此，我們必須從各方面采取積極可靠的措施來保證其安全運行，防止事故的發(fā)生。發(fā)生事故的直接原因一般有三種：1.容器本身的不安全因素：主要來源于設(shè)計和制造過程的缺陷。2.人的不安全行為：體現(xiàn)在壓力容器的運行過程中人的主觀操作。3.管理缺陷：表現(xiàn)為壓力容器的安全技術(shù)管理、安全運行管理、壓力容器定期檢驗和安全等級評定等。一、壓力容器失效形式及預(yù)防措施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)計功能或未能達到原設(shè)計要求，而不能正常使用的現(xiàn)象。常見的壓力容器失效模式大致可以分為四大類：強度失效、剛度失效、失穩(wěn)失效和泄漏失效。（一）壓力容器強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模式，稱為強度失效。通常包括五種形勢：韌性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂、腐蝕斷裂、蠕變斷裂。1.韌性斷裂韌性破裂是在容器承受的內(nèi)壓力超出安全限度后，先出現(xiàn)塑性變形，隨著壓力繼續(xù)增大就會產(chǎn)生破裂。特點：（1）內(nèi)壓力過高，超過了容器最高工作壓力，設(shè)計壓力，達到了容器的爆破壓力值。（2）容器發(fā)生破裂前，容器就有明顯的變形，破裂處的器壁顯著減薄。（3）發(fā)生韌性破裂的容器一般無碎片飛出，只裂開一個口。（4）斷口呈撕裂狀。韌性斷裂宏觀形貌原因：（1）違反操作規(guī)程，操作失誤引起超壓。（2）儀表控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。（3）超壓泄放裝置失靈。（4）液化氣體儲存嚴重超裝，致使氣相空間過小，溫度升高時造成超壓。（5）因腐蝕等容器壁厚變薄。預(yù)防措施：（1）嚴格遵守安全操作規(guī)程；（2）經(jīng)常檢查儀表及安全裝置靈活準確程度；（3）嚴禁超載、超溫運行；（4）作好運行期間的維護保養(yǎng)。2.脆性斷裂壓力容器在正常壓力范圍內(nèi)，沒有發(fā)生或未充分發(fā)生塑性變形時就破裂或爆炸的破壞稱為脆性斷裂。原因：（1）材料的脆性轉(zhuǎn)變。（2）焊接接口存在嚴重缺。特點：（1）容器并無宏觀塑性變形或變形量很小。（2）容器壁未變薄，斷裂是在低壓下發(fā)生的。（3）斷裂時很可能有碎片。（4）脆性破裂多發(fā)生在溫度較低或溫度突變時。預(yù)防措施：（1）選擇缺陷較少，韌性適當?shù)牟牧稀＃?）結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中，采取措施消除殘余應(yīng)力。（3）容器使用前，要按規(guī)定進行認真宏觀檢查。3.疲勞破裂

由于容器在頻繁的加壓，卸壓過程中，材料受到交變應(yīng)力的作用，經(jīng)長期使用后所導(dǎo)致容器破裂。形成疲勞破裂的三個階段：一是疲勞裂紋成形階段，二是裂紋疲勞擴展階段，三是疲勞斷裂階段。預(yù)防措施：（1）在于設(shè)計中盡量減少應(yīng)力集中，采用合理的結(jié)構(gòu)和制造的工藝；（2）選擇合適的抗疲勞材料；（3）盡量減少不必要的加壓，卸壓次數(shù)；（4）嚴格控制壓力和溫度的波動。4.腐蝕破裂全面腐蝕與局部腐蝕全面腐蝕：腐蝕作用均勻地發(fā)生在整個金屬表面。局部腐蝕：包括區(qū)域腐蝕，點腐蝕，晶間腐蝕，應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞等。預(yù)防措施選用耐腐蝕材料，設(shè)法降低應(yīng)力和應(yīng)力集中，采用能降低介質(zhì)腐蝕性的各種措施。5.蠕變失效壓力容器母體材料長期處于高溫下受到拉應(yīng)力的作用，而緩慢產(chǎn)生地塑性變形，稱為蠕變，材料蠕變而使容器發(fā)生的破裂稱為蠕變破裂?！救萜靼l(fā)生蠕變破裂很少見?！?/p>

（二）壓力容器剛度失效由于壓力容器過度的彈性形變而引起的。（三）壓力容器失穩(wěn)失效在壓力作用下，容器突然失去其原有的規(guī)則幾何形狀而引起的失效。壓力容器失穩(wěn)失效的重要特征是彈性撓度和荷載不成比例，且臨界壓力與材料的強度無關(guān)，而主要取決于容器的尺寸和材料的彈性性質(zhì)。（四）壓力容器泄漏失效容器的各種接口密封面失效或器壁出現(xiàn)穿透性裂紋發(fā)生泄漏而引起的失效.泄漏介質(zhì)可能引起燃燒,爆炸和中毒事故,并造成嚴重的環(huán)境污染。壓力容器泄漏的原因是多方面的,受壓部件受到頻繁的振動而產(chǎn)生裂紋,脹接管口松動,器壁局部腐蝕變薄穿孔,局部鼓包變形及密封面失效等,都會造成壓力容器因泄漏而失效。二、壓力容器常見故障及措施1超壓處理方法：（1）壓力容器操作人員根據(jù)具體操作方案,操作相應(yīng)閥門及排放裝置,將壓力降到允許范圍內(nèi)；（2）立即通知工藝運行、設(shè)備管理部門查明原因，消除隱患；（3）超壓情況可能會影響相關(guān)設(shè)備安全使用，應(yīng)立即繼續(xù)降壓、直至停車；（4）檢查超壓所涉及的受壓元件、安全附件是否正常；（5）修理或更換受損部件；（6）詳細記錄超壓情況，受損部件的修理、更換情況。預(yù)防措施：（1）遵守工藝紀律，嚴格按照壓力容器系統(tǒng)的工藝規(guī)程進行操作；（2）加強巡查，注意觀察、記錄相關(guān)儀表的顯示；（3）加強工藝操作人員的培訓(xùn)，熟悉掌握工藝流程、操作規(guī)程和應(yīng)急預(yù)案。

2.超溫處理方法：（1）壓力容器操作人員根據(jù)具體操作方案,立即操作相應(yīng)閥門,噴淋裝置將溫度降到允許范圍內(nèi)；（2）立即通知工藝運行、設(shè)備管理部門查明原因，消除隱患；（3）超溫情況可能會影響相關(guān)設(shè)備安全使用，應(yīng)立即繼續(xù)降溫、降壓、直至停車；（4）檢查超溫所涉及的受壓元件、安全附件的外觀、變形等安全狀況；（5）修理或更換受損部件；（6）詳細記錄超溫情況，受損部件的修理、更換情況。預(yù)防措施：（1）遵守工藝紀律，嚴格按照壓力容器系統(tǒng)的工藝規(guī)程進行操作；（2）加強巡查，注意觀察、記錄相關(guān)儀表的顯示；（3）加強工藝操作人員的培訓(xùn)，熟悉掌握工藝流程、操作規(guī)程和應(yīng)急預(yù)案。3.異常聲響處理方法：（1）壓力容器操作人員立即觀察設(shè)備壓力、溫度等運行參數(shù)是否正常；（2）立即通知工藝運行、設(shè)備管理部門查明原因；（3）原因不明應(yīng)立即降壓、直至停車；（4）檢查異常響聲所涉及的受壓元件、安全附件的外觀、變形等安全狀況；（5）修理或更換受損部件；（6）詳細記錄超溫情況，受損部件的修理、更換情況。預(yù)防措施：（1）遵守工藝紀律，嚴格按照壓力容器系統(tǒng)的工藝規(guī)程進行操作；（2）加強巡查，注意觀察、記錄相關(guān)儀表的顯示；（3）加強工藝操作人員的培訓(xùn)，熟悉掌握工藝流程、操作規(guī)程和應(yīng)急預(yù)案。4.異常變形處理方法：（1）壓力容器操作人員根據(jù)具體應(yīng)急預(yù)案,操作相應(yīng)閥門,立即降壓停車；（2）通知工藝運行、設(shè)備管理部門查明原因；（3）對變形部位進行檢查；（4）修理或更換變形受損部件；（5）詳細記錄超壓情況，受損部件的修理、更換情況。5.異常振動處理方法：（1）壓力容器操作人員根據(jù)具體應(yīng)急預(yù)案,確認振動源，并予以消除；（2）有可能造成設(shè)備損傷的，應(yīng)停車檢測。預(yù)防措施：（1）嚴格工藝紀律，避免操作參數(shù)的異常波動；

（2）加強巡檢，檢查管道系統(tǒng)支吊件完好程度等情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，消除隱患。三、壓力容器日常維護及定期檢查壓力容器一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔和接管、支座等六大部分構(gòu)成容器本體。此外，還配有安全裝置、表計及完成不同生產(chǎn)工藝作用的內(nèi)件。壓力容器由于密封、承壓及介質(zhì)等原因，容易發(fā)生爆炸、燃燒起火而危及人員、設(shè)備和財產(chǎn)的安全及污染環(huán)境的事故。因此，壓力容器的日常維護就顯得尤為重要。1.壓力容器的日常維護（1）壓力容器操作人員應(yīng)經(jīng)安全教育和考核合格，持證上崗。嚴格執(zhí)行工藝操作規(guī)程和崗位操作規(guī)程，嚴禁超溫、超壓和超負荷運行。（2）定期巡回檢查，檢查重點如下：①壓力容器本體、接口（閥門、管路）部位、焊接接頭等的裂紋、過熱、變形、泄漏及損傷等；②外表面的腐蝕；③保溫層破損、脫落、潮濕、跑冷；④壓力容器與相鄰管道或構(gòu)件的異常振動、響聲，相互摩擦；⑤支承或支座的損壞，基礎(chǔ)下沉、傾斜和開裂，緊固螺栓的完好情況；⑥排放（疏水、排污）裝置；⑦運行的穩(wěn)定情況；是否有超溫、超壓和超負荷運行的現(xiàn)象；⑧壓力容器接地設(shè)施是否完好；⑨安全狀態(tài)等級為4級的壓力容器監(jiān)控措施和異常情況。（3）壓力容器發(fā)生下列異?，F(xiàn)象之一時，操作人員應(yīng)立即采取緊急措施，并按規(guī)定向有關(guān)部門報告：①工作壓力、介質(zhì)溫度或壁溫以及介質(zhì)組成中的某種腐蝕成分超過許用值，采取措施仍不能得到有效控制；②主要受壓元件發(fā)生裂縫、鼓包、變形、泄漏等危及安全的缺陷；③安全附件失效；④接管、緊固件損壞，難以保證安全運行；⑤發(fā)生火災(zāi)，直接威脅到壓力容器安全運行；⑥過量充裝；⑦液位失去控制，采取措施仍不能得到有效控制；⑧壓力容器與管道發(fā)生嚴重振動，危及安全運行；⑨其他異常情況。（4）壓力容器內(nèi)部有壓力，一般不得進行修理或緊固。對于特殊生產(chǎn)過程，開（停）車、升（降）溫過程中，需要帶壓緊固螺栓時，應(yīng)制定有效的安全操作規(guī)程和防護措施，并經(jīng)單位技術(shù)負責(zé)人批準，安全部門監(jiān)督實施。（5）做好停用和備用容器的維護檢查，防止器內(nèi)剩余介質(zhì)引起反應(yīng)或腐蝕，對長期停用的壓力容器，應(yīng)清