一起壓力容器事故的探討

申紅濤（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院新鄉(xiāng)分院，河南　新鄉(xiāng)　453000）

一起壓力容器事故的探討

申紅濤
（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院新鄉(xiāng)分院，河南新鄉(xiāng)453000）

摘要：壓力容器使用管理或操作不當(dāng)是造成事故的主要原因，本文從一臺(tái)壓力容器事故原因進(jìn)行分析，簡單分析爆炸產(chǎn)生的危害，并對(duì)壓力容器在使用管理過程中提出一些要求。

關(guān)鍵詞：介質(zhì)特性;爆炸壓力條件;爆炸危害;主要原因;管理措施

0　引言

2014年8月某硝化棉生產(chǎn)企業(yè)一臺(tái)加壓鍋發(fā)生爆炸，造成一人重傷，一人輕傷。事故調(diào)查組認(rèn)真調(diào)查后，發(fā)現(xiàn)主要原因?yàn)槭褂貌划?dāng)，閥門泄漏后造成加壓鍋內(nèi)缺水，操作人員亦未按照操作規(guī)程及時(shí)巡查，從而造成嚴(yán)重后果。本文對(duì)加壓鍋內(nèi)介質(zhì)特性及加壓鍋發(fā)生爆炸的壓力條件進(jìn)行分析，并對(duì)加強(qiáng)壓力容器的管理提出處理措施。

1　基本情況

該設(shè)備投用16年，材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，介質(zhì)為硝化棉（含N 11.8%-12.2%）、蒸汽、水。筒體厚度8mm，封頭厚度10mm；設(shè)計(jì)壓力0.34MΡа,設(shè)計(jì)溫度150℃，直徑2600mm。

該設(shè)備歷次全面檢驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)影響安全運(yùn)行的缺陷，上次全面檢驗(yàn)日期為2013年4月份；實(shí)測筒體最小厚度7.9mm，封頭最小厚度9.7mm（最小厚度符合該容器設(shè)計(jì)要求），運(yùn)行期間未進(jìn)行過維修，改造。

2　介質(zhì)特性

硝化棉特性：自燃點(diǎn)170℃。閃點(diǎn)12.78℃。爆速：6300m/s(含氮13%)。爆轟氣體體積841L/kg(含氮13.3%時(shí))。本品遇到火星、高溫、氧化劑以及大多數(shù)有機(jī)胺(對(duì)苯二甲胺等)會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸。如溫度超過40℃時(shí)它能分解自燃。本品干燥久儲(chǔ)變質(zhì),極易引起自燃,一般加入水或乙醇作濕潤劑。如溫潤劑揮發(fā)后,容易發(fā)生火災(zāi)。含氮量在12.5%以下的為一級(jí)易燃固體。

3　爆炸壓力條件

設(shè)計(jì)溫度下圓筒的最大允許工作壓力：

Ρ=2δ[σ]φ/D+δ

=2*7.9*137*1.0/2600+7.9

=0.83MΡа

式中[σ]參考150℃時(shí)0Cr18Ni10Ti的許用應(yīng)力，φ焊接接頭系數(shù)取1.0，δ取實(shí)測筒體最小厚度。

經(jīng)計(jì)算可推：加壓鍋內(nèi)壓力只有大于0.83MΡа時(shí)，加壓鍋才會(huì)發(fā)生爆炸，事故發(fā)生時(shí)，安全閥已起跳，爆破片已爆破，泄放裝置已經(jīng)不能滿足爆炸瞬時(shí)產(chǎn)生的壓力，從現(xiàn)場情況推論，該事故設(shè)備爆炸時(shí)產(chǎn)生的壓力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.83MΡа。

4　爆炸危害

硝化棉為易燃介質(zhì)，而且由于他密度低，加上快速無規(guī)律的燃燒，危險(xiǎn)性特別大，一旦發(fā)生事故，很難控制，如遇靜電或火源，會(huì)造成容器外二次燃燒爆炸，造成火災(zāi)或人員傷亡。

沖擊波的危害：壓力容器爆炸時(shí)容器內(nèi)所產(chǎn)生的氣體爆炸能量除很少

部分消耗于進(jìn)一步撕裂容器和蔣碎片拋出外，大部分產(chǎn)生沖擊波，除了摧毀其他設(shè)備或建筑物外，還可能會(huì)造成人員傷亡

碎片的危害：壓力容器爆炸后所產(chǎn)生的碎片或部件以很高的速度廢除，會(huì)直接毀壞其他設(shè)備、建筑物或致人傷亡。當(dāng)動(dòng)能達(dá)到26J時(shí)，可致人外傷；當(dāng)動(dòng)能達(dá)到60J時(shí)，可致人骨部輕傷；當(dāng)動(dòng)能達(dá)到120J時(shí)，可致人骨部重傷；當(dāng)動(dòng)能達(dá)到120～270J時(shí)可致人重傷或死亡。

5　此類設(shè)備事故的主要原因

（1）使用單位領(lǐng)導(dǎo)缺少安全意識(shí)，盲目指揮或擅自修改生產(chǎn)工藝；

（2）無安全管理機(jī)構(gòu)或?qū)Ｂ毎踩芾砣藛T，或相關(guān)人員未經(jīng)培訓(xùn)考核法證，缺少必要的安全管理知識(shí)；

（3）安全管理制度、操作規(guī)程缺少或不完善或執(zhí)行不力；

（4）壓力容器未進(jìn)行定期檢驗(yàn)和年度檢查，存在缺陷未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)或處理；

（5）壓力容器缺少維護(hù)保養(yǎng)，腐蝕嚴(yán)重；

（6）安全附件缺少或失靈或不按期校驗(yàn)；

（7）壓力容器操作人員未經(jīng)培訓(xùn)、發(fā)證，無證上崗操作，缺少安全意識(shí)，違反勞動(dòng)紀(jì)律，違章操作，超溫超壓運(yùn)行或過量重裝；

（8）對(duì)須用螺栓緊固的門蓋的壓力容器，缺少螺栓或未擰緊等。

6　管理措施

6.1控制壓力容器先天性缺陷的存在。

先天性缺陷是指壓力容器在設(shè)計(jì)、制造、安裝中產(chǎn)生的缺陷。壓力容器使用單位在采購壓力容器時(shí)，應(yīng)選擇有相應(yīng)設(shè)計(jì)、制造資格的單位設(shè)計(jì)、制造及經(jīng)檢驗(yàn)單位監(jiān)督檢驗(yàn)合格的壓力容器。壓力容器安裝單位應(yīng)持相應(yīng)安裝許可證安裝并經(jīng)監(jiān)檢合格，以確保安裝質(zhì)量，防止先聽性缺陷存在。

6.2加強(qiáng)壓力容器的使用管理

使用單位應(yīng)建立安全管理體系，明確安全責(zé)任制，落實(shí)安全管理機(jī)構(gòu)或?qū)Ｂ毎踩芾砣藛T，建立健全各項(xiàng)安全管理制度和安全操作規(guī)程，并認(rèn)真執(zhí)行，操作人員應(yīng)持證上崗，嚴(yán)禁壓力容器超溫超壓運(yùn)行，做好安全附件檢查和校驗(yàn)工作，確保安全附件靈敏可靠。

6.3消除后天性缺陷

后天性缺陷是指壓力容器在使用、維修或改造中產(chǎn)生的缺陷。壓力容器在使用中會(huì)產(chǎn)生各種缺陷，如裂紋、腐蝕、鼓包、變形、材質(zhì)老化等，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理極易發(fā)生事故。所以要認(rèn)真實(shí)施壓力容器定期檢驗(yàn)和年度檢查；另外，壓力容器在進(jìn)行重大維修、改造時(shí)一定要保證質(zhì)量，并實(shí)施監(jiān)督檢驗(yàn)，防止原有的缺陷未消除又產(chǎn)生新的缺陷而發(fā)生事故。

7　總結(jié)

壓力容器使用管理或操作不當(dāng)是造成事故的主要原因，特別對(duì)一些盛裝易燃易爆，有毒有害介質(zhì)的壓力容器，使用單位在進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)時(shí)，要嚴(yán)格依照各項(xiàng)規(guī)章制度，確保人員生命安全和企業(yè)財(cái)產(chǎn)安全，為企業(yè)安全有序的生產(chǎn)帶來保障。

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作者簡介：申紅濤（1985-），男，河南輝縣人，本科，研究方向：承壓類特種設(shè)備安全。