压力容器论文

1、摘要华东理工大学20132014学年第一学期压力容器安全技术基础课程论文 班级 工程135 学号 030130755 姓名 陈星妤 开课学院 机械与动力工程学院任课教师 施哲雄 成绩_论文题目： 压力容器的事故以及预防检测技术的研究论文要求：1、要结合课程内容进行选题，可以结合压力容器事故讨论压力容器的安全技术；2、论文结构完整，自己撰写，不得网上下载和抄袭；3、论文字数不少于2000字，参考文献不少于8篇。教师评语：1、论文选题（与课程内容结合情况） 15% （ ）2、文献检索（检索文献数量及综合分析情况 ） 20% （ ）3、论文内容（内容翔实，论点明确，论据充分，论证思路符合逻辑） 40

2、% （ ）4、写作能力（条理是否清楚，层次是否分明等） 25% （ ）教师签字： 年 月 日I摘要摘 要本文介绍了最新的压力容器的分类方法和事故类型，并分析了压力容器事故发生的原因及后果，包括了压力容器事故的技术分析和综合分析，并举了一个生产硅酸钠的旋转反应罐发生爆炸的具体事例进行分析，最后介绍了红外检测技术在DC101反应器中的应用和声发射检测技术在中国的发展现状。关键词：压力容器；事故；原因；无损检测目录目 录1 引 言11.1 最新压力容器分类11.1.1 压力容器分类时考虑的因素11.1.2 基本分类22 压力容器事故及分析32.1 压力容器的事故类型32.2 压力容器事故原因分析32

3、.2.1 设计制造失误32.2.2 使用不规范32.3 压力容器爆炸伤害事故后果分析42.3.1 对一般常见事故技术分析42.3.2 压力容器事故综合分析43 压力容器的无损检测技术53.1塑料厂DC101反应器的红外热成像检测53.2 国内压力容器声发射检测现状63.3超声波检测技术64 具体事例浅析8结 论9致 谢10参考文献1111压力容器论文1 引 言据2012年的调查数据显示，我国有压力容器271.82万台，全年228起特种设备事故中，锅炉事故29起，压力容器事故26起，气瓶事故26起，压力管道事故8起，电梯事故42起，起重机械事故76起，场（厂）内专用机动车辆事故17起，客运索道事

4、故2起，大型游乐设施事故2起。2012年万台设备死亡率为0.517，比上一年下降了13.11%。设备事故的大小，影响因素多，也十分复杂。它不但与整个工业领域的各项技术水平有关，而且还与社会与人的因素有关。各国的情况也不尽相同。但从总的情况来看，在相同的条件下，压力容器的事故率显然要比其他的一般机械设备高得多。而且压力容器一旦发生爆炸，不仅仅是设备本身遭到破坏，而且常会破坏周围及建筑物。甚至产生连锁反应，酿成灾难性事故。故对压力容器事故进行研究和提出相应的预防措施显得尤为重要。1.1 最新压力容器分类一般的来说，压力容器是指盛装气体、液化气体或液体， 工作压力不小于0.1MPa，内直径不小于0.

5、15m，容积不小于0.025m³ 的密闭设备。它是一种具有爆炸危险的特种设备，在过程生产中用来完成反应、储存、换热、分离等作用。大多数情况下需要承受高温、超高压、高压、超低温等恶劣工况，且工艺介质多为易燃易爆、有毒有害物质，工作条件复杂、苛刻，属于具有高度危险性的过程装备1。1.1.1 压力容器分类时考虑的因素(1)设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力2。(2)容积指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计算(不考虑制造公差)并且圆整。应当扣除永久连接在容器内部的内件的体积。永久连接是指需要通过破坏方式分开的连接2。(3)介

6、质分组压力容器的介质分为两组，包括气体、液化气体或者介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。1)第一组介质：毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体。2)第二组介质：由除第一组以外的介质组成，如毒性程度为中度危害以下的化学介质，包括水蒸气、氮气等。介质毒性危害强度和爆炸危险程度按GB 5044职业性接触毒物危害程度分级、HG 20660压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类两个标准确定。两者不一致时，以危害(危险)程度高的为准2。1.1.2 基本分类压力容器分类应当先按照介质特性，按照以下要求选择分类图，再根据设计压力p(单位MPa)和容积V(单位L)，标出坐标点

7、，确定容器类别2：对于第一组介质，压力容器的分类见图12。图1压力容器分类图第一组介质(2)对于第二组介质，压力容器的分类见图22。图2压力容器分类图第二组介质2 压力容器事故及分析2.1 压力容器的事故类型压力容器事故按照压力容器自身的损坏程度来分，可以分为一般事故、重大事故和爆炸事故三类3：（1）一般事故，是指压力容器损坏程度比较轻，修理时不需要将其停止使用的事故；（2）重大事故，是指压力容器的受压部件或附件受到比较严重的损坏，导致不得不马上停止使用进行修理的事故；（3）爆炸事故，是指压力容器在使用时的表面发生破裂，在破裂的瞬间压力容器内的压力大气环境压力持平后发生爆炸或者压力容器内的物质

8、泄漏被点燃发生爆炸的事故。2.2 压力容器事故原因分析2.2.1 设计制造失误尽管几何图形比较简单(圆球，椭圆，以球形封头的筒形)，但是其材质却必须考虑到工作压力、温度、介质的性质和焊接制造工艺等多种因素，国家专门颁布了制造压力容器材质的技术标准，但是仍然有些并不具备生产条件的厂家为谋取较大利润，以次充好，加上管理上的漏洞，致使不合格产品进入企业并造成后患。如1997年浙江省在一次工业安全大检查中就查禁伪劣锅炉2000多台，当场查封1000台，4万多只在用气瓶中查出不合格3000余只；1997年4月与6月，化工部两次安全大检查也发现有相当数量不规范的压力容器、管道在使用中。不合格产品进入企业的

9、后果是十分严重的。例如，1999年1月15日，宁夏石嘴山矿务局银川办事处住宅小区燃油锅炉发生爆炸。这次震憾全国的事故主要原因就是容器在安装前后均未经安监部门审核、验收，系不合格产品4。2.2.2 使用不规范据对“八五”期间的压力容器事故统计，80%是由使用管理环节中的问题而产生，这主要是因为压力容器的结构虽不复杂，但在部件连接处和开孔附近的应力情况却是复杂的。在高温、高压、低温、腐蚀等恶劣条件下运行，常常易发生破裂，一旦破裂，里面的介质立即泄压膨胀，释放出很大能量，形成爆炸。如果容器里的介质是可燃的，与空气混合还会引起第二次爆炸。第二次爆炸的能量要比第一次爆炸大得多压力容器破裂的形式主要有延性

10、破坏和低应力破坏两大类。对近年来压力容器事故的统计表明，后者更为主要。低应力破坏是指材料还没有达到屈服极限就突然破坏，构件存在缺陷(如焊接质量问题)和材料的韧性差是引起低应力破坏的主要原因。吉林省某化肥厂的一台水洗塔在使用中发生爆炸，整个塔碎成百余块，其中一块重1t的碎片飞出百余米造成十余人死亡，其原因就是焊接有裂纹，加上所用材料低温时韧性较差，造成了低应力破坏4。2.3 压力容器爆炸伤害事故后果分析压力容器爆炸时，爆破能量在向外释放时是以冲击波能量、碎片能量和容器残余变形能量3 种形式表现出来的。后二者所消耗的能量只占总爆破能量的315，也就是说大部分爆炸能量是用于产生空气冲击波5。2.3.

11、1 对一般常见事故技术分析压力容器事故的原因，一般来说往往是多方面的，对事故的技术分析，要找出主要原因和直接原因.首先进入事故现场，进行认真的检查与调查，必要时进行技术检验和鉴定，作出综合分析并确定事故原因6：(1)检查事故现场；(2)事故过程调查；(3)压力容器设计、制造情况的调查；(4)技术检验和鉴定工作；2.3.2 压力容器事故综合分析压力容器破裂爆炸事故的调查分析工作，在经过事故现场的观察检查和测量，对事故发生过程和容器设计、制造、投产后运行情况的调查了解，以及必要的技术检验、鉴定和计算之后，则应对事故原因进行综合分析确定其直接原因和主要原因.由于压力容器类型繁多，每一次事故均应按具体

12、情况作具体分析5。(1)爆炸事故性质及过程的判断压力容器的破裂，有的是在工作压力下发生的，有的是在超压的情况下发生的.其中有的属于物理性爆炸，有的属于化学性爆炸，所以要具体分析事故原因，首先要正确判断爆炸的性质或过程以及容器破裂压力等.一般容器破裂及其由此引起的气体爆炸，可有以下几种情况6：(a)工作压力破裂的容器(b)超工作压力下破裂的容器(c)化学反应而爆炸的容器(d)容器破裂后的二次空间爆炸(2)容器破裂型式鉴别6(a)韧性破裂(b)脆性破裂(c)疲劳破裂(d)腐蚀破裂3 压力容器的无损检测技术在工业生产中，压力容器是不可缺少的设备，在化工、机械、冶金等行业都有广泛的应用，压力容器在使用

13、过程中受到介质、温度等条件的影响很容易发生锈蚀或开裂等缺陷，所以无损检测技术就显示出了其重要作用。压力容器即使是从设计到制造、安装等环节都符合标准，但是在使用过程中，都会由于一些因素的影响而产生安全隐患，如果不能尽快将安全隐患排除，就很可能造成非常严重的后果。因此，必须制定定期检测计划。当前，对压力容器的定期检测主要是采用无损检测技术7，包括红外热成像检测，声发射检测以及超声波检测技术等。3.1塑料厂DC101反应器的红外热成像检测DC101反应器是某石化公司塑料厂聚苯乙烯生产的核心设备，其工作介质为苯和乙烯的混合气及反应生成物，工作温度180，工作压力0.8MPa，几何尺寸为2 490mm&

14、#215;10 360mm×25mm，内衬为173mm厚耐热耐酸材料(一方面保温，另一方面保护反应器壳体不受腐蚀)。内衬材料在工作过程中易产生裂纹或缺损，但由于内衬材料为黑色，而且有附着物，停车后开罐检修很难发现裂纹性质的缺陷。因此在停车前应采用红外热成像技术对内衬的破损情况进行检测评价，以供停车时进行内部维修。检测结果共发现四处超温部位。经热传导分析，图3所示的焊缝部位内衬可能存在裂纹，其它三处为部分破损。该设备在停车后，对内部进行检测时证明了红外检测的的结果是正确的。图4为内衬破损最严重的部位8。图3DC101反应器某部位红外热成像图图4 反应器第一层平台出料口红外热成像图3.2

15、 国内压力容器声发射检测现状声发射技术在压力容器无损检测中的具体原理是压力容器由于经常处于高温高压的条件下，所以很容易会由于材料疲劳、腐蚀而产生一些裂纹。随着材料的裂纹成核，裂纹会不断地扩展至开裂。在此过程中会有一个应力集中的阶段，发生微弱声发射信号；在应力集中到一定程度的情况下，发生的信号会增大至毫伏级。与此同时，由于大多数的材料都会产生声发射。所以，声发射检测的用途十分广泛，基本不受材料限制。并且可以长期的不间断的监视材料的缺陷是否处于安全状态或者发出超限警报。但是，声发射的信号相对于其他的无损信号较弱，信号频率在人耳的接受范围以外，所以在运用声发射技术时要注意采用灵敏的电子仪器进行信号检

16、测7。据估计，我国目前约有30多个专业检验单位、科研院所和大专院校从事压力容器声发射检测技术的研究和应用，从业人员100多人。据粗略统计，这些单位每年采用声发射检测大型压力容器300500台9。3.3超声波检测技术由于超声波在介质中传播能够产生衰减现象，遇到界面就会产生反射现象，这种反射性质能够清楚的表面所要检测物体的缺陷，这就是超声波检查技术的原理。超声波检测技术在压力容器检测中的应用范围主要是：对压力容器钢板、锻件、螺栓件等的超声检测。压力容器在制造生产过程中，超声波检查技术在有厚度的压力容器壳体和壳体之间焊缝的缺陷检测中具有明显的优势，大都使用的脉冲型超声波探测仪，能够很快的对压力容器壳

17、体对接焊缝内的裂纹缺陷等进行检测，同时，也可以在可能出现裂纹的高压螺栓当中进行缺陷检测。此种检测法所使用的脉冲型超声波探测仪具有体积小、重量轻、易于携带和进行操作、对人体的伤害小的优点，因此在压力容器的检测中使用非常普遍7。4 具体事例浅析1992年6月22日9时04分地处东陵区某厂，一个生产硅酸钠的旋转反应罐发生爆炸，致使现场人员一死三伤厂房受到不同程度损坏，给生产带来重大影响10。事故调查分析：通过了解设备的基本情况，事故前操作情况以及事故现场勘查及鉴定以及相应的压力容器的力学分析可以得出：起码有下列三个直接因素：(a)罐进汽达到预定工作压力0.5M Pa后，操作工没有及时停汽，使罐处于超

18、压运行状态；(b)操作工带压去紧固螺栓，违章操作；(c)在设计安装上，所选用螺栓不合适，安装后，使用单位没有按规程要求申请劳动部门检验，使该隐患带到使用中10.安全技术分析：针对这个具体案例可知，此次事故的发生归根到底是由于在设计安装上的失误，因此在压力容器使用前，进行无损检测显得尤其重要。由于在设计安装上，所选用的螺栓不合适，因此我们可以选择超声波检测技术，能够很快地检测出螺栓的缺陷，从而避免这次事故的发生。结 论本文介绍了最新的压力容器的分类方法和事故类型，并分析了压力容器事故发生的原因及后果，包括了压力容器事故的技术分析和综合分析，并举了一个生产硅酸钠的旋转反应罐发生爆炸的具体事例进行分析，最后介绍了红外检测技术在DC101反应器中的应用以及声发射检测技术在中国的发展现状。总而之，压力容器事故是涉及从设计到使用各个步骤的复杂问题。因此必须从设计部门的合理设计、选材、制作开始，到操作规范、安全管理到位、做好检验和维护保养工作等，整个过程尽可能做到一丝不苟。在检验时发现问题后立即采取处理措施，并要做到在日常使用中防患于未然，才能真正保障压力