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摘要：化工压力容器安全管理直接关系到化工产品的质量，直接关系到化工产业生产的安全生产问题，也就直接关系到整个化工企业的综合效益，因此加强化工压力容器的安全管理，建立化工压力容器安全管理体系，完善安全管理控制程序，将特种设备压力容器的管理方法运用到化工压力容器的安全管理中去，避免重复或多样的管理模式。从全方位加强化工压力容器安全管理，全面提高化工压力容器的管理水平，有效地防止和减少化工压力容器的重大事故，达到安全生产提高效益。
关键词：化工；压力容器；安全控制
1 化工压力容器的概述
化工压力容器是指化学工业生产和试验装置中的承受压力的容器。按其外径与内径的比值K的大小而分为薄壁容器（K≤1.2）和厚壁容器（K＞1.2）。薄壁容器的受力可按二向（维）应力状态分析，厚壁容器因受力复杂，至少需按三向应力状态分析。按其承受压力的高低可分为低压容器（0.1≤p＜1.6MPa），中压容器（1.6≤p＜10MPa）、高压容器（10≤p＜100MPa）和超高压容器（≥100MPa）。按其工艺过程则可分为反应容器、换热容器、分离容器、贮运容器等。按其受压特点则可分为内压容器和外压容器。高压容器按其结构制造特点又可分为热套式、多层包扎式和绕带式压力容器。
2 保证化工压力容器设计质量
压力容器的设计质量是否过关直接关系到对其安全控制的有效性。压力容器设计必须要严格遵循国家的相关标准和规定，并且交由具备资格认可的单位进行施工。严把材料质量关，多选用铜材、钛材和不锈钢等材料，里衬材料要选用石墨、聚四氟乙烯、橡胶等耐腐蚀的材料。为了防止人为的操作失误，应在装置现场和总控制室设置装置流程图，在容器、管道处按规定涂刷颜色，标注介质的流动方向及反扣阀门的开关方向。同时，检查和调试压力容器安全装置是否都完好无损、正常工作。在减压阀的低压侧安装安全阀，以备在减压阀失灵的情况下，使容器的压力维持在正常的安全压力范围内。
3 常见的安全问题分析
3.1 容器材料选择不合理
因为化工压力容器的介质一般以化学物质为主，许多化学物质在特定情况下容易发生化学反应，如果选材不合理，压力容器材料与其盛装的介质发生反应，造成压力容器破坏，严重时会导致化学物质泄露而造成人员中毒或火灾甚至发生爆炸，造成重大安全事故。
3.2 内部损伤
钢材内部的局部损伤或产生细微裂痕必然导致容器部分抗压性能的下降，而且损伤的部位会逐渐蔓延，从而使得压力容器整体抗压性能的下降给安全生产带来隐患。
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3.3 焊接质量
中、高强度钢制化工压力容器在制造中容易产生焊接裂纹再加上使用者操作不当、受到腐蚀等因素的影响，这些裂纹也会逐渐加深和蔓延导致压力容器受到损伤乃至破坏。
3.4 腐蚀问题
包括物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀等不同的情况，腐蚀是化工压力容器的最大隐患之一会使容器寿命下降，造成穿孔泄露事故，甚至引发爆炸或有毒物质扩散等连锁事故。
操作不当员工缺乏安全意识、操作不规范很容易导致压力容器发生疲劳破坏引发安全事故。尤其在容器的开孔接管处等部位应力水平较高经常容易产生疲劳裂纹。
4 化工压力容器的安全控制措施
4.1 优化焊接材料
焊接材料是直接影响压力容器焊接质量的主要因素，焊接材料的好坏从根本上决定了焊接过程中的焊接质量，再好的焊接工艺和焊接操作方法以及环境，如果没有符合标准的焊接材料作保障，都会影响压力容器的焊接质量。焊接材料在选择过程中必须严格按照国家标准要求进行选材，选用符合国家相关标准的产品，选择有质量保证书的材料。如果要求焊缝的力学性能不低于原材料的力学性能，应当选择高强度的焊接材料，焊接过程中，对承力、承压要求高的部位应当选择高强度焊接材料。焊接材料的选择还要综合考虑结构、刚度和工艺因素等的特点，如冷冲压卷要求焊接接头有较高的塑性变形能力，热卷或热处理则要求焊接接头经高温热处理后仍保证所要求的强度与韧性，不锈钢要保证其焊缝有与母材一样的耐腐蚀性能，因此应选用合金成分较高的焊材。压力容器通常母材的厚度较大，焊件的体积较大，因此应当优先选用抗裂性能较好的焊接材料。
4.2 严格控制工艺参数
压力容器从设计到使用的过程十分复杂，难以避免会出现一定的工艺缺陷，而且用现时的检测手段是难以检测出来的。加上在长期使用和盛载物质的影响，这些缺陷很可能会被不断扩大。在压力容器运作时如果使用超过设计的参数的话，很容易会导致压力容器因难以承受而发生事故。因此我们在压力容器的使用中，必须严格按要求把运作参数控制在一定范围内，以保证压力容器在其使用期限内不会因为工艺缺陷而发生事故。
4.3 压力容器安全装置的设置
（1）安全泄压装置：安装安全泄压装置能够较大程度的减少因容器过量超压而带来的安全事故。但是安装这一装置的时候，必须保证操作上的标准和规范，否则不一定会发挥出应有的作用。（2）液位计的安装：液位计的最大特点便是灵敏度高、可靠性好，是化工压力容器必备的一个安装装置之一。液位计安装后，能够对液位的变化进行监测，从而为工作人员提供更多的关于容器运行的信息。（3）安装连锁装置：工作人员操作失误的情况时有发生，连锁装置能够针对因操作失误而导致的压力超限问题起到良好的控制作用。（4）换热器的安装：化工压力容器在其使用的过程中，换热器可能会出现破裂泄露等情况。针对此问题，在进行换热器设计的时候，前管箱型式采用封头比较合理，如果从维修的角度看，则选择平盖合理，能够方便日后维修和清洗。
4.4 防腐措施控制
化工压力容器盛装的介质许多都具有腐蚀性，设计时应充分考虑介质的不同特性。针对不同的介质，除了需要选择合适的材料外，还应针对容易发生的腐蚀类型采取相应的措施。
（1）为了提高材料的耐腐蚀性能，可在介质中加入少量的缓蚀剂，能大大地减少介质对金属造成的腐蚀，减少安全事故发生的概率。（2）在进行焊接时，可以使用氩弧焊打底，这样能够保证焊接质量。焊接前中后期都要进行严格检查，避免因焊接质量造成的腐蚀速率加快。（3）减轻化工压力容器腐蚀的另一项有效措施就是衬里防护。根据容器所盛物质的化学性质，容器内部可以使用石墨、橡胶等耐腐蚀的材料作为内衬。选取合适的衬里进行防护，比如不锈钢、搪玻璃、钛材料等，亦可选用复合钢板。（4）涂抹防腐涂料是现在应用最为广泛的防腐手段。进行涂抹时，应将防腐涂料涂抹均匀，这样才能有效阻挡腐蚀电流，减少化工压力容器的腐蚀，保证化工压力容器使用过程中的安全。奥氏体不锈钢应进行酸洗钝化以抵抗晶间腐蚀。（5）一些特殊工况，需对容器进行热处理，热处理分为恢复性能热处理、焊后热处理和改善力学性能热处理。要求焊后消除应力热处理的压力容器，一般要求焊缝返修应在热处理之前进行。如果在热处理之后进行，返修后应当按相关标准。
5 结语
压力容器作为一种特种设备一直受到政府部门及相关监督部门的高度重视，因为压力容器一旦发生安全事故，不但会对容器造成无可修复性的损害，还会造成重大的人员伤亡事故和巨大经济损失。据有关数据统计，压力容器的事故发生原因绝大多数在于人为操作失误和压力容器内介质的腐蚀破坏。所以，加强对化工压力容器的安全使用控制，已经成为化工企业进行安全生产首要解决的问题。
参考文献：
[1]韩豫，等奥氏体不锈钢制压力容器应变强化工艺研究及安全性分析[J].中国机械工程，2014，24：3359―3364.
[2]黎佳，宁朝阳.压力容器板壳穿透裂纹扩展安全性分析仿真及临界尺寸预测[J].现代机械，2014，04：56―58.
论文作者:赵晋
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/17
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