浅谈化工设备压力容器破坏原因及预防分析

浅谈化工设备压力容器破坏原因及预防分析

夏芸

中石油吉林化工工程有限公司上海分公司

摘 要：在化工企业的运营当中，压力设备是不可缺少的。在生产过程中，要确保化工设备压力容器的安全稳定的运行，这样才能够却保人员在工作过程中的安全，也能够促进企业的安全发展。所以在工作过程中，要及时的对化工压力容器设备进行日常的检修，定期进行保养，防止其遭到破坏。韧性破裂、疲劳破裂以及化学破裂等是在日常使用过程中最常见到的的破坏形式，相关工作人员需要做的就是根据这些破坏类型的特点，及时的制定相应的预防以及补救措施，以延长压力容器的使用寿命。文章主要对压力容器破坏的原因以及相应的预防措施展开叙述，希望能够对化工企业的发展提供一些帮助。

关键词：化工设备；压力容器；破坏原因；预防措施

Brief discussion of chemical equipment pressure vessel damage causes and prevention analysis

Abstract: In the operation of chemical enterprises, pressure equipment is indispensable. In the production process, to ensure the safe and stable operation of chemical equipment pressure vessel, so as to ensure the safety of personnel in the work process, but also to promote the further development of the enterprise. So in the process of work, to timely routine maintenance of chemical pressure vessel equipment, regular maintenance, to prevent its destruction. Toughness rupture, fatigue rupture and chemical rupture are the most common forms of damage in the process of daily use, the relevant staff need to do is according to the characteristics of these types of damage, the timely development of appropriate preventive and remedial measures to extend the service life of the pressure vessel. The article mainly describes the causes of pressure vessel damage and the corresponding preventive measures, hoping to provide some help to the development of chemical enterprises.
Keywords: chemical equipment; pressure vessel; damage causes; preventive measures
 

压力容器在化工设备中是一种很独特的存在，常常见于一些恶劣的工作生产环境中，因此也常受到一些化学物质的腐蚀而受到破坏。同时在目前的化工生产领域中，所用到的压力容器的种类丰富多样，用量巨大，所以对压力容器的破坏原因进行分析以及提出相应的预防分析措施还是十分有必要的。督促企业做好日常的维修养护工作，确保容器使用状态的安全，提升企业生产效率。

1化工设备压力容器破坏形式及原因

1.1韧性破裂分析

压力容器发生韧性破裂，主要是由于所施加的压力过大、容器制作材质成分强化元素少、未经热处理强化、高温局部软化或安装过程出现问题等原因。通常情况下，在生产过程中，压力容器所能够承受的压力有上限值，一旦超过所设定的上限值，容器就容易造成破裂，这样的破裂就叫做韧性破裂。在实际生产过程中，容器发生这类破裂时，常常会造成容器壁的直径加大，器壁变薄等现象，整个容器呈现出腰鼓状，断口呈现杯锥状、凿峰状、纯剪切状，十分具有特征性。

1.2脆性破裂分析

脆性破裂常见于低温的条件下，由于温度过低，容器壁的脆性升高，就容易出现断裂的现象，断口呈现解理特征，伴随少量沿晶，几乎没有塑性变形。碳钢和低合金钢（CrMo钢）材质的设备易发生脆性断裂，铁素体不锈钢和马氏体不锈钢也较为敏感。在烷基化装置、烯烃装置、乙烯裂解装置中，球形轻烃储罐低温脆断也比较敏感。压力容器发生脆性破裂前，容器壁不会有非常明显的反应，偶尔会见到器壁出现变形的情况，因此日常检查人员很容易忽略掉压力容器的这种变化，使得容器的脆性破裂出现的猝不及防。压力容器在低温的环境下容易有脆性破裂的产生，因此在低温生产的条件下需要提高检查意识，以免脆性破裂产生，造成安全事故。

1.3疲劳破裂分析

疲劳破裂是最常见的压力容器的破裂形式，主要表现为容器壁长期被作用于压力下，达到承受压力的极限状态，容器极度疲劳，使得集中受力部分出现裂纹，提示有疲劳破裂的可能性出现。而后随着使用时间的增加，裂纹扩大化，导致容器出现破裂，这时就需要重新更换压力容器。这种破裂形式在使用过程中最常见，但是又不可避免，通常从裂纹出现开始到最终容器破裂还需要较长的时间，所以在日常维修过程中要注意提前准备好替换容器，避免因为容器破裂影响生产进程。

1.4腐蚀破裂分析

一般来说化工压力容器都会储存有一些腐蚀性的化学物质，由于这些物质长期作用于容器内壁，并产生化学反应，就会导致容器内壁越来越薄，从而使得容器的性能受到影响，甚至会出现承受能力过低而破裂的危险。腐蚀情况大多出现在材质为合金钢的容器当中，奥氏体不锈钢在25ppm以上游离态氯离子浓度下会产生孔蚀，碳钢在湿硫化氢或碱液环境下易发生应力腐蚀，以上案例表明针对不同介质，压力容器的选材极为关键。尽量以压力容器的设计标准、成功的选材经验为主，再结合理论知识对设备腐蚀进行评估后再定材质。

1.5蠕变破裂分析

金属压力容器在受到应力和高温的时候会产生一定改变，如果这种问题长期存在就会导致压力容器壁出现破裂现象，这被称作为蠕变。出现蠕变现象主要是因为温度过高，过高的温度会使得金属材料刚性减弱，在这种条件下同时受到过大的拉伸力就会造成容器变薄，出现变形和破裂现象。除此之外，容器的材料质量也是影响器壁对高温耐受的因素之一，压力容器使用温度高于材料阈值温度时易发生蠕变损伤和蠕变开裂。

2压力容器损坏的预防策略

2.1压力容器的脆性损坏预防

在预防压力容器发生脆性破裂的可能，在实际应用过程中，特别是在容器材料的选择上，应该根据实际的需要选择高质量的材料进行容器的制作，这样才能够有效的降低压力容器脆性破裂发生的概率。同时，还需要严格控制施工环境的温度，避免出现厂房温度过低的情况，在低温的环境下容器很容易发生脆性破裂。对于生产工作人员，也要不断的提升其操作的规范程度，摸清容器工作的最佳适宜环境，尽量减少压力容器发生脆性破裂的可能性。在压力容器的制造过程中，应该做好材料的选择，同时做好焊接工作，确保焊接连接点的准确定位，以降低破裂现象的产生。同时企业在生产制造过程中，需要做好定期的检查检修工作，尽量在早期就发现问题，并及时的进行解决，避免为企业造成更大的损失。

2.2压力容器的疲劳损坏预防

压力容器发生疲劳破裂对于企业的形象影响较大，所以在生产过程中就要规避这样的现象出现。首先要做的就是避免长时间的使用一台压力容器进行作业过程，同一台压力容器作业时间过长，就很容易造成疲劳破裂的现象发生。其次，就是要提升操作人员的工作能力，尽量一次性的将压力调整好，不要反复的进行调整，反复操作相当于让容器接受了多次压力，会缩短容器的使用寿命，并且还要严格按照相应的操作要求和操作流程进行作业，科学规范的操作化工设备能够最大限度的延长其使用寿命，避免其发生疲劳破裂。还有就是在容器的制作过程中，要使用高性能的材料进行制作，尽量延长容器的使用寿命，降低疲劳破裂情况的发生。

2.3压力容器的韧性变形预防

要想预防压力容器韧性破裂的发生，还是需要重视对容器制作材料的选择，同时也要关注容器形状的设计，有时容器的形状也会影响到作业时的受压状态，从而影响到容器的使用寿命。在容器生产过程中，还需要根据工业生产的实际条件和实际需要来提升容器的压力负荷极限值，提升容器的自身性能，能够最大限度的降低破裂发生的可能性。在具体的作业过程中，工作人员可以将压力容器与压力监测设备安装到一起，在负压的同时进行实时压力监测，到容器压力极限值时就需要及时的减少容器所负荷的压力，以免发生破裂的情况。企业还需要做好设备的检修工作，对检修的时间进行硬性规定，定期的检查容器的使用现状，并对容器的外观进行仔细的检查，针对出现问题的部分及时的提出解决措施。

2.4压力容器的腐蚀预防

化学腐蚀问题也是容器破裂的一个重要原因，在实际生产过程中也比较常见，需要人们重视起来。针对腐蚀问题，要想很好的预防腐蚀问题的出现，就需要制定科学的生产流程，操作方式规范化，及时的清洗掉容器中残存的有腐蚀性的化学物质。同时在日常的维修检查过程中，也应该注重对腐蚀问题的检查，定期查看容器是否有破裂现象。

2.5压力容器的蠕变预防

在工作过程中，相关技术人员可以尽可能地减少应力和高温同时出现的概率来减少容器出现蠕变的情况。在对压力容器提前设计的时候就应当对容器自身结构进行科学合理的规划，同时还应当定期的对压力容器进行检查和测试，以便于及时发现容器的漏洞和蠕变情况，从而对其进行维护有效降低蠕变所带来的不良影响。总之，压力容器长期使用，并且容器没有得到有效的维护就会出现破裂等情况。要想缓解以上问题，相关人员就应当积极对压力容器进行维护并解决相关的问题。一般来说，设计压力容器预防方案是比较有效的保护方式，多次检查测试压力容器的状态，减少破裂情况的发生。

3结束语

综上所述，化工压力容器破裂通常都会造成比较严重的事故，甚至出现巨大的财产损失和人员伤亡，因此研究分析工作就需要更加被关注，仔细研究压力容器出现问题的缘由，并在安装过程中就开始准备和检验，从而做好预防事故发生的准备。

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