（一）壓力容器的安全知識

　　1.壓力容器運行特性

　　壓力容器是在特殊條件下運行的特種設備，所謂特殊條件，主要是指壓力、溫度等介質(zhì)的物理特性，以及介質(zhì)的化學特性。

　　（1）介質(zhì)的物理特性：是指介質(zhì)與壓力、溫度相關(guān)的物理特性，如熱脹冷縮，三種物理狀態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)）等。

　　（2）介質(zhì)的化學特性：主要指易燃易爆特性、毒性、腐蝕性等。易燃易爆特性可分：可燃、易燃、惰性和助燃四種，毒性介質(zhì)可分為：極度危害、高度危害、中度危害、輕度危害。

　　2.對壓力容器的基本要求有：強度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性、密封性等等。

　　3.壓力容器的失效

　　（1）.失效的定義

　　壓力容器失效既包括爆炸、破裂及泄漏等，也包括容器的過度變形、膨脹、局部鼓脹、嚴重腐蝕、產(chǎn)生較大裂紋、裂紋的疲勞擴展或腐蝕擴展、高溫下過度的蠕變變形、幾何形狀受壓失衡變形、金屬材料長期使用的變形等。因此凡因安全問題導致容器不能發(fā)揮原有效能的現(xiàn)象均為失效。

　　（2）.壓力容器的破壞形式

　　通常將壓力容器的破壞形式分為韌性破裂、脆性破裂、疲勞破裂、腐蝕破裂、蠕變破裂、復合型破裂。

　　（3）容器破裂爆炸及其危害知識簡介

　　①.爆炸的定義

　　爆炸，從廣義上說，是指一種極其迅速的、物理的或化學的能量釋放過程。在這一過程中，系統(tǒng)的內(nèi)在勢能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能及光和熱的輻射等。壓力容器破裂時，容器內(nèi)高壓氣體解除了外殼的約束，迅速膨脹并以很高的速度釋放出內(nèi)在能量。這就是通常所說的物理爆炸現(xiàn)象。

　　②.容器破裂爆炸的危害

　　容器破裂時，氣體膨脹所釋放的能量，一方面使容器進一步開裂，并使容器或其所裂成的碎片以較高的速度向四周飛散，造成人身傷亡或撞壞周圍的設備等。另一方面，它的更大一部分對周圍的空氣作功，產(chǎn)生沖擊波，沖擊波除能直接傷人外，還可以摧毀廠房等建筑物，產(chǎn)生更大的破壞作用。

　　如果容器的工作介質(zhì)是有毒的氣體，則隨著容器的破裂，大量的毒氣向周圍擴散，產(chǎn)生大氣污染，并可能造成大面積的中毒區(qū)。更嚴重的是容器內(nèi)盛裝的是可燃液化氣體，在容器破裂后，它立即蒸發(fā)并與周圍的空氣相混合形成可爆性混合氣體，遇到容器碎片撞擊設備產(chǎn)生的火花或高速氣流所產(chǎn)生的靜電作用，會立即產(chǎn)生化學爆炸，即通常所說的容器二次爆炸。它產(chǎn)生的高溫燃氣向周圍擴散，并引起周圍可燃物燃燒，會造成周圍可燃物燃燒，會造成大面積的火災區(qū)。

　　③.氣體爆炸時的沖擊波

　　壓力容器破裂時氣體爆炸的能量除了很少一部分消耗于容器進一步撕裂和將容器或其碎片拋出以外，大部分產(chǎn)生沖擊波。

　　在爆炸中心附近，空氣沖擊波波陣面上的超壓△P可以達到一個多兆帕。在這樣高的壓力下，建筑物將被摧毀，設備、管路等均會遭到嚴重破壞。即使是在0.1MPa 內(nèi)的沖擊波也具有很大的破壞作用，0.005MPa超壓就可以使門窗玻璃碎。

　　④.容器破裂爆炸引起的其它危害

　　A、碎片的破壞作用

　　壓力容器破裂時，氣體高速噴出的反作用力可以把整個殼體向破裂的相反方向推出，有些殼體則可能裂成大小不等的碎塊或碎片向四周飛散。這些具有較高速度或較大質(zhì)量的碎片在飛出的過程中具有較大的動能，也可以造成較大的危害。

　　B、有毒液化氣體容器破裂時的毒害區(qū)

　　介質(zhì)為液化氣體的壓力容器，破裂時會產(chǎn)生激烈的蒸汽爆炸，這在上面已經(jīng)討論過了。在壓力容器所盛裝的液化氣體中，有很多是有毒的物質(zhì)，如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氫氰酸等。盛裝這些有毒液化氣體的容器破裂時，大量液體被蒸發(fā)氣體，并在空氣中擴散，會造成大面積的毒害區(qū)，這在國內(nèi)外都不是罕見的。例如1951年1月，日本大板府某制冰廠一臺小冷凍機用的氨受液器，直徑僅有560mm，容積0.6m3。因封頭焊縫開裂，發(fā)生蒸汽爆炸，結(jié)果在直徑為80m的范圍內(nèi)充滿著濃度很高的氨氣。由于該容器置于路旁，使過路行人大部分中毒，死亡6人，輕重傷11人。

　　C、可燃液化氣體容器破裂時的燃燒區(qū)

　　有這些壓力容器，特別是大型貯罐，盛裝的是可燃液化氣體，如液化石油氣等。這些容器破裂時，器內(nèi)的液化氣體大量蒸發(fā)，并與周圍的空氣混合，遇到適當條件常常在器外發(fā)生燃燒爆炸，釀成重大的火災事故。這種由于可燃液化氣體貯罐破裂引起的火災，危害之大，損失之重是驚人的，而且還常有發(fā)生。

　　一個民用液化石油氣瓶（15kg）破裂時，其燃燒范圍至少可達20m。一個10T的液化石油氣貯罐破裂爆炸，燃燒范圍至少可達170m。

　　（二）典型案例分析

　　⒈1986.3.15上海石化總廠化工一廠換熱器爆炸事故

　　事故概況

　　受上海石化化工總廠化工一廠的委托，核工業(yè)部第五安裝公司，于1986年3月15日對化工一廠的換熱器進行氣密性試驗。16時35分，氣壓達到3.5MPa時突然發(fā)生爆炸，試壓環(huán)緊固螺栓被拉斷，螺母脫落，換熱器管束與殼體分離，重量達4t的管束從原地沖出8m后，撞到載有空氣壓縮機的黃河牌載重卡車上，卡車被推移2.3m，管束從原地沖出8m，重量達2t的殼體向反方向飛出38.5m，撞到地樁上。兩臺換熱器重疊，連接支座螺栓被剪斷，連接法蘭短管被拉斷，兩臺設備脫開。重6t的未爆炸換熱器受反作用力，整個向東南方向移動8m，并轉(zhuǎn)向170度。爆炸造成在閑常工作的4人死亡，直接經(jīng)濟損失5.6萬元，間接經(jīng)濟損失2.5萬元。

　　事故原因分析

　　（1）操作人員違規(guī)操作。爆炸的換熱器共有40個緊固螺栓，但操作人員只裝13只螺栓就進行氣密性試驗，且因試壓環(huán)厚度比原連接法蘭厚4.7mm，原螺栓長度不夠，但操作人員仍湊合用原螺栓，在承載螺栓數(shù)量減少一大半的情況下，每只螺栓所能承受的載荷又有明顯下降，由于實際每只螺栓承載量大大超過設計規(guī)定的承載能力，致使螺栓被拉斷后，換熱器發(fā)生爆炸。這是一起典型的因違章操作導致爆炸的事故。

　　（2）現(xiàn)場管理混亂，分工不明確，職責不清。直接參加閑常工作的主要人員在試驗前請假回家，將工作委托他人。試驗前沒有人對安全防護措施和準備工作進行全面檢查。

　　預防同類事故的措施

　　（1）對職工進行安全教育，提高職工的安全意識。

　　（2）職工應嚴格按操作規(guī)程操作，杜絕違章作業(yè)現(xiàn)象。

　　（3）加強對現(xiàn)場安全工作的監(jiān)督和檢查，現(xiàn)場工作一定要分工明確，職責清楚，各司其職，嚴格安全防護措施的落實。

　　⒉ 2004.12.30吉林省吉化公司化肥廠終洗塔爆炸重大事故

　　事故概況

　　2004年月12月30日14時20分,吉化公司化肥廠合成氣車間發(fā)生終洗塔爆炸重大事故爆炸造成3人死亡,3人重任,終洗塔報廢,部分閥門管線損壞,廠房受損,直接經(jīng)濟損失100萬元.。

　　12月30日9時，操作工趙某檢查3號汽化爐溫度后，認為溫度偏低，要求氧壓工加大送氧量后，汽化爐爐溫由1277℃提升至1293℃，以后3h內(nèi)操作工再沒有進行過溫度檢查。12時，班長李某在檢查時發(fā)現(xiàn)爐溫已經(jīng)升至1800℃，在采取降溫措施無效后，立即請示總調(diào)度停車，12時40分，啟動停車按鈕。停車后技術(shù)人員、操作人員、分析工、檢修人員等進入現(xiàn)場，研究超溫原因，1小時40分鐘后終洗塔爆炸。

　　事故原因分析

　　事故設備情況：設計壓力3.2Mpa；設計溫度120℃；工作介質(zhì)為裂化氣、水；封頭及筒體材質(zhì)1Cr18Ni9Ti；封頭厚度20mm；筒體尺寸1200mmX11400mmX18mm；裙式支座。

　　A事故直接原因

　　（1）操作工趙某在提高了3號氣化爐溫度后，根據(jù)藝流程和過氧應起的化學反應，3號爐過氧超溫，產(chǎn)生大量二氧化碳、水蒸氣、一氧化碳和氫氣。12時40分3號爐停車時， 2號終洗塔關(guān)閉入口閥門和其他與系統(tǒng)相連的閥門。但此時1號終洗塔與2號終洗塔出口相連的閥門仍處于連接狀態(tài)，在洗滌過程中將溶于水的二氧化碳帶走，冷凝水蒸汽，使得2號終洗塔內(nèi)的過剩氧、一氧化碳、氫氣的濃度逐漸提高。同時1號終洗塔終的裂解氣（一氧化碳、氫氣）逐漸通過止逆閥進入2號終洗塔內(nèi)，直至達到爆炸范圍。

　　（2）根據(jù)爐內(nèi)自動記錄儀顯示，10時爐內(nèi)最低溫度以達1386℃，超過最高允許操作溫度。11時，爐內(nèi)3各測點溫度分別升至1548℃、1566℃、1692℃。12時，爐內(nèi)三測點溫度分別升至1656℃、1800℃以上（該表最大量程為1800℃）。從9時30分至12時40分緊急停爐，操作人進行虛假記錄，沒有發(fā)現(xiàn)3號氣化爐長時間超溫、長時間過氧的現(xiàn)象，未采取任何有效調(diào)溫措施，使得在號終洗塔內(nèi)積存大量的過剩氧，同時含有蒸汽清洗后形成的高濃度一氧化碳、氫氣，形成爆炸的混合氣體，造成2號終洗塔在3號氣化爐停車1小時40分鐘后發(fā)生爆炸。

　　B間接原因

　　（1）合成氣車間有關(guān)人員對工藝管理不嚴， 有關(guān)安全管理規(guī)章制度不認真，對重要工藝參數(shù)監(jiān)督檢查不到位，疏于監(jiān)控。

　　（2）合成氣車間的勞動組織不合理，沒有合理安排值崗人員，沒有合理組織安全生產(chǎn)。

　　（3）合成汽車間有關(guān)人員對設備性能及工藝流程不熟悉，對氣化爐內(nèi)部過氧引起的后果不清楚。

　　預防同類事故的措施

　　（1）.落實有關(guān)安全管理規(guī)章制度，認真執(zhí)行工藝紀律，加強管理，對重要工藝參數(shù)監(jiān)督檢查到位，時時監(jiān)控，堅決杜絕虛假記錄。

　　（2）.加強崗位培訓，任職人員必須熟悉設備性能及工藝流程，對氣化爐內(nèi)部過氧引起的后果要有深刻的認識。

　　（3）.按照該設備操作規(guī)程，出現(xiàn)嚴重超溫、系統(tǒng)嚴重過氧時，應采取氣化爐系統(tǒng)放空卸壓，同時進行充氮氣置換。

　　（4）.進行設備安全裝置改造，對關(guān)鍵部位和環(huán)節(jié)的測量裝置，加入聲光警報及其連鎖保護控制。