摘  要：對一起化工溶劑油儲罐突然變形的各種因素進行了全面詳細的分析，  并確定了導致變形的唯一因素——環境溫度急劇下降，儲罐形成負壓失穩。針對這起容器變形事故，提出了加強危險化學品容器、  包裝物管理的對策；
關鍵詞：輕質油；儲罐；  變形；原因分析

    隨著我國國民經濟的持續發展，各種有毒、有害、易燃易爆危險化學品的應用日益廣泛，與此同時，各種危險化學品的事故也日漸增多。《危險化學品安全管理條例》第二十一條規定：危險化學品的包裝物、容器必須由省、自治區、直轄市人民政府經濟貿易部門審查合格的專業生產企業定點生產，并經國務院質檢部門認可的專業檢測、檢驗機構檢測、檢驗合格，方可使用。質檢部門應當對危險化學品的包裝物，容器的產品質量進行定期的或不定期的檢查。由此可見，對危險化學品包裝物、容器的管理要求是很嚴格的，而且事實證明，如果管理不嚴，就很容易發生意想不到的事故。本文從一起化工溶劑油儲罐發生異常變形來探討對這類危險化學品容器的檢驗與檢測。
    1  事故經過
    2004年4月某天，安徽省某單位的l臺3000m3溶劑油儲罐突然發生異常變形凹陷。事發當天，當地中午最高氣溫為28℃，創歷年同期最高記錄，但16℃時許，天氣突變，伴隨雷雨大風，氣溫驟降至8。雷雨過后不久，現場安全巡視員聽到罐區發出異常聲響，經檢查發現該儲罐罐體發生異常變形，見圖1陰影區，中間導管為消防管，陰影左邊緣距消防管1．5m，陰影右邊緣距消防管2．5m。

    2  事故儲罐相關資料
    該臺3000m3溶劑油儲罐為立式圓筒結構，由東華工程公司(原化三院)設計，中安五公司按GBJl28—90《立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗收規范》現場組焊，于1998年12月竣工，并投入使用。受建設單位委托，當地鍋爐壓力容器檢驗所對其產品組裝質量進行了監督檢驗，原始資料基本齊全。該儲罐一直安全使用，質量可靠。
    該罐主要技術參數：
    設計壓力：常壓；工作壓力：常壓
    設計溫度：常溫；工作溫度：常溫
    容積：3000m3；工作介質：溶劑油
    主體材質：Q235—A；規格：18700mm x 14435mm，x 6mm，簡體環縫為搭結結構。
    3  原因分析
    事發后，受用戶委托，筆者參與對以上變形部位及其鄰近部位進行了全面的檢驗、檢測，檢驗結果如下：
    3．1  宏觀檢查
    對凹陷部位及其鄰近部位進行宏觀檢查，發現變形區域呈鍋底狀凹陷，最大凹陷深度280mm，但凹陷部位的母材及焊縫均呈原始狀態，未見明顯開裂、滲漏跡象。
    3．2  壁厚測定
    對凹陷部位及其鄰近部位的每塊鋼板進行密集測厚本符合名義厚度，未見明顯減薄。
    3．3  無損探傷
    3．3．1  磁粉探傷：對凹陷部位及其鄰近部位內外表面的所有焊縫進行磁粉探傷，未見缺陷磁痕顯示。
    3．3．2  超聲波及射線探傷：對凹陷部位及其鄰近部位內外表面的所有焊縫進行超聲波及射線探傷，符合原設計規定。
    3．4  硬度測定
    對凹陷部位鋼板及焊縫進行硬度測定規定，鋼板未發生塑性變形。
    3．5  安全附件檢查硬度值符合材質
    罐體頂部根據設計要求裝設了1只呼吸閥，公稱直徑150mm，型號不明，原設計動作壓力為—2kPa～8kPa。經拆除校驗，無法動作。
    3．6  運行記錄檢查
    經查對當天運行記錄，當日上午10時許，儲罐尚存溶劑油約500t，并從10時許開始向火車槽車供油，至事發時停止供油，罐內僅存油約100t，供油期間，罐體一切正常。
    綜合以上各項檢驗結果，該儲罐盡管發生了嚴重的變形，但變形部位的母材及焊縫質量未見明顯缺陷，各項理化指標均正常，由此可以排除罐體因自身質量原因發生變形。那么，引起罐體發生變形的原因只有一種可能，那就是外界因素造成的。
    分析事發當日的運行記錄并考慮當天特殊的氣候因素供油前罐內尚存油約500t(罐內空間約2500m3)，環境溫度最高28℃；事發時(供油結束)罐內存油約100t(罐內空間約2900m3)，環境溫度驟然降至8℃。根據理想氣體狀態方程式：PV=nRT，可以把罐內介質的整個變化過程簡化為兩個過程：
    (1)當溫度從28℃降至8℃時，假設容積為2500m3不變，這一過程稱為等容變化過程，經過計算，該過程壓力下降6．7kPa。
    (2)當容積從2500m3增加到2900m3時，假設溫度保持不變(實際是變化的)，這一過程稱為等溫變化過程，經過計算，該過程壓力下降14kPa。那么，罐體整個變化過程的總力降約為21kPa，遠大于罐體呼吸閥的設計動作壓力—2—8kPa。由此可見，該儲罐發生異常變形是由于罐體在使用過程中環境溫度的急劇變化，再加上呼吸閥的動作失靈，以致罐內形成負壓造成局部失穩。
    通過GBl50外壓圓筒計算驗算如下：
    P=2AE／3(Do／εe)
    式中：A——系數，查GBl50圖表可得；
    E——材料彈性模數，MPa；
    D。——圓筒外徑，mm；
    εe，——圓筒有效厚度，mm；
    P——圓筒所能承受的外壓力，MPa。
    查GBl50圖6—2、6—4得，A=2．5 X 10-5，E=2.0 x105MPa，D0／εe=1558。經計算P=2．14kPa遠小于21kPa。
    4  思考與建議
    4．1  各類危險化學品容器在社會各行業分布廣泛，而且產品質量參差不齊，使用環境條件惡劣，今年以來全國就發生了多起重大事故．給人民群眾的生命財產造成重大損失。因此，對這類危險化學品容器開展檢驗已勢在必行。作為承擔此類檢驗的技術機構，應該未雨綢繆，盡早著手，根據這類容器的特點，總結經驗，制定檢驗方案。
    4．2  溶劑類儲罐由于其設計、制造的特殊性，在充裝、運行過程中更要密切關注環境溫度的變化，加強現場安全巡檢。
    4．3  溶劑類儲罐正常情況下是常壓使用，所以其安全附件歷來不被重視，許多安全附件長期不校驗，銹跡斑斑，形同虛設。所以，對此類儲罐的安全附件應提升到壓力容器的地位予以重視，定期校驗，以保證此類危險化學品容器的安全運行。