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3、分院(系系)生物物与化学学工程分分院专业班级级08 化学工工程与工工艺 22班指导教师师赵迎宪宪 完成日期期20122年1月 6 日压力容器器典型事事故案例例调查与与分析-姓名 ： 杨云云海 专业业班级： 化工工0822 学号号：3008055150074）摘要 ：压力容容器是工工业生产产、科学学研究及及人民生生活中广广泛使用用的一种种特种承承压设备备，具有有易燃、易易爆、有有毒等特特点。在在温度、压压力及腐腐蚀介质质的综合合作用下下，极易易导致设设备失效效破坏，造造成事故故的发生生。因此此，为保保障设备备安全运运行，必必须对压压力容器器进行定定期检验验。本文文就针对对一次由由压力容容器损坏坏
4、引起的的重大事事故为分分析对象象介绍了了在使用用压力容容器的应应注意事事项及如如何防止止此类事事故发生生的办法法。Absttracct:TThe preessuure vesssell iss inndusstriial prooducctioon, sciienttifiic rreseearcch aand widdelyy ussed in peooplees livves in a sspecciall prresssuree eqquippmennt, flaammaablee, eexpllosiive, tooxicc annd ootheer ffeatturees. In t
5、emmperratuure, prresssuree annd tthe commbinned efffectt off coorroosivve mmediia, cann eaasilly lleadd too daamagge tto eequiipmeent faiilurre ccaussed thee accciddentt. TTherrefoore, too prroteect thee saafe opeerattionn off eqquippmennt, musst ccarrry oout perrioddic insspecctioon oof ppresssurre
6、 vvessselss. IIn tthiss paaperr, ffor a ppresssurre vvesssel dammagee caauseed bby aa maajorr accciddentt foor tthe anaalyssis of objjectts ddesccribbed in thee usse oof ppresssurre vvessselss prrecaautiionss too prreveent succh aacciidennts andd hoow tto aapprroacch.关键词： 压力力容器 典典型事故故 安安全使用用 注注意事项项
7、防范Keywwordds: preessuure vesssellTyppicaal aacciidenntSaafe usee Notte Aggainnst1、 压力容器器安全基基础知识识概述主要内容容 ：一、 压压力容器器界定与与分类。压力容器器是一种种承压设设备。承承压设备备是指涉涉及生命命安全、危危险性较较大的锅锅炉、压压力容器器（含气气瓶）、压压力管道道等承压压类特种种设备和和安全附附件。压压力容器器的形式式很多，按按不同的的需要可可以进行行不同的的分类。例例如在容容器的设设计中，按按壁厚大大有薄壁壁和厚壁壁容器之之分；按按承压方方式分内内压和外外压（真真空）容容器；按按压力大大小
8、分为为中压、低低压、高高压、超超高压容容器；按按工作温温度分高高温、常常温和低低温容器器；在容容器的制制造中，又又按材料料分文钢钢制、铸铸铁、有有色金属属盒非金金属容器器；按制制造方法法分为铆铆接、焊焊接、锻锻造和铸铸造容器器等。二、 压力容容器破坏坏的主要要形式、原原因及特特征 1过度度的塑性性变形 当压压力载荷荷大大超超过设计计数值时时，容的的器壁变变薄，最最后达到到不稳定定点，即即当压力力稍许增增加时，容容器就会会因过度度塑性变变形而发发生破裂裂。当容容器发生生过度塑塑性变形形破裂时时，断口口为撕断断状态，容容器破坏坏时不产产生碎片片或者仅仅有少量量碎块，爆爆破口的的大小视视容器爆爆破的
9、膨膨胀能量量而定。 2过度的弹性变形 弹性变形是固体在外力的作用下表现出的一种行为，当外力撤出后，物体能够恢复原来形状的能力称为弹性性质，而具有这种可逆性的变形就叫做弹性变形，过度的弹性变形可能使容器呈现不稳定状态，甚至达到失稳程度。 3大应变疲劳 压力容器在交变应力的作用下，位于容器的某些局部区域（如开孔接管周围、局部结构不连续处等）受力最大的金属晶粒将会产生滑移并逐渐发展成为微小裂纹，且裂纹两端不断扩展，最终导致容器的疲劳破坏。疲劳首先出现在上述高应力的局部区域，即出现在这些高应力引起的大应变的地方，这种破坏就称大应变疲劳。压力容器的疲劳破坏一般具有以下特征：（1）容器没有明显的变形；（2
10、）破裂的断口存在两个区域：疲劳裂纹产生至扩展区和最后断裂区；（3）容器常因开裂泄漏而失效；（4）疲劳破坏总是在容器经过反复的加载和卸载以后发生。 4腐蚀疲劳 腐蚀疲劳是金属材料在腐蚀和应力的共同作用下引起的一种破坏形式。在材料的腐蚀疲劳中，一方面由于腐蚀使金属表面局部损坏并促使疲劳裂纹的产生和发展；另一方面，交变的拉伸应力破坏金属表面的保护膜并促使表面腐蚀的产生。在交变应力的作用下，被破坏的保护膜无法再次形成，沉积在腐蚀坑中的腐蚀产物又阻止氧的扩散使保护膜难以恢复，所以腐蚀坑的底部始终处在活性状态之下而构成了腐蚀电池的阳极，就这样在腐蚀与交变应力的联合作用下，裂纹不断发展直至金属最后断裂。 5
11、应力腐蚀 应力腐蚀是金属腐蚀介质和拉伸应力的共同作用下而产生的一种破坏形式。金属发生应力腐蚀时，腐蚀和应力这两个因素是相互促进的。一方面，腐蚀使金属的有效截面积减小和表面形成缺口，产生应力集中；另一方面，应力的存在加速了腐蚀的进展，使表面的腐蚀缺口向深处扩展，最后导致断裂。 6脆性破裂 工程上把没有明显塑性变形的断裂统称为脆性破裂，而压力容器的脆性破裂是指由塑性材料制成的压力容器，破裂时呈脆性破裂特征。压力容器发生脆性断裂的特征是：（1）容器器壁没有明显的伸长变形，容器的厚度一般没有改变。（2）断口呈金属光泽的结晶状，裂口齐平与主应力方向垂直。（3）脆性破裂的容器常呈碎块状，且常有碎片飞出。（
12、4）破裂事故多数在温度较低的情况下发生。（5）脆性断裂更容易在高强度钢制的压力容器和用中、低强度制造的厚壁容器上发生。 7氢腐蚀破坏 在高温高压下，吸附在钢表面的氢分子部分分解为氢原子或离子而固溶于钢表面层并向钢内扩散，它以氢脆和氢腐蚀两种方式影响着钢的性能。氢脆是由于氢扩散并溶解于金属晶格中，使钢在缓慢变形时产生脆性现象，此时钢的塑性显著降低。氢腐蚀是指氢原子或离子扩散进入钢中，将结合成氢分子，并部分地与微孔壁上的碳或碳化物及非金属夹杂物产生化学反应，这些不易溶解的气体生成物聚积在晶界原有的微隙内，形成局部高压，造成应力集中，使晶界变宽，发展成微裂纹，降低了钢的机械性能。三、 压力容容器事故
13、故分析的的方法、内内容和步步骤1、压力力容器是是一类容容易发生生事故的的特种设设备，一一旦发生生事故，将将造成停停工停产产，严重重时发生生破裂爆爆炸、机机毁人亡亡等。压力容器器发生的的事故具具有复杂杂性和交交互性，究究其原因因往往带带有综合合性质，压压力容器器的事故故分析仅仅依靠简简单的调调查分析析有时不不能得出出正确的的结论，判判断出其其真实的的发生原原因。除除了现场场的事故故情况和和过程的的调查外外，要真真正找出出事故发发生的原原因，主主要是技技术上的的检验与与鉴定工工作，包包括对事事故容器器的爆炸炸能量与与现场破破坏能量量的估算算；事故故容器的的设计、制制造、使使用和管管理文件件档案的的
14、技术鉴鉴定；制制造压力力容器材材料的理理化性能能；容器器破裂处处断口检检验；容容器材料料的制造造工艺性性验证。必必要时甚甚至模拟拟容器的的破坏性性试验等等。在事故调调查和技技术检验验的基础础上，进进行事故故的综合合诊断与与分析，即即判断事事故的爆爆炸性质质、鉴别别事故的的破坏类类型、确确定事故故发生的的原因，提提出预防防措施和和处理意意见等2、 压力容器器典型事事故案例例分析一 、事事故概况况 20044年4月月15日日21：00，重重庆天原原化工总总厂氯氢氢分厂11号氯冷冷凝器列列管腐蚀蚀穿孔，造造成含铵铵盐水泄泄漏到液液氯系统统，天生生大量易易燃的三三氯化氮氮。4月月16日日凌晨发发生排污
15、污罐爆炸炸，1：33全全厂停车车；2：15左左右，排排完盐水水4h后后的1号号盐水泵泵在停止止状态下下发生粉粉碎性爆爆炸。116日117：557，在在抢险过过程中，忽忽然听到到连续22声爆响响，经查查是5号号、6号号液氯储储罐内的的三氯化化氮发生生了爆炸炸。爆炸炸使5号号、6号号液氯储储罐罐体体破裂解解体，并并将地面面炸出11个长99m、宽宽4m、深深2m的坑坑。以坑坑为中心心半径2200mm范围内内的地面面与建筑筑物上散散落着大大量爆炸炸碎片。此此次事故故造成99人死亡亡，3人人受伤，115万名名群众疏疏散，直直接经济济损失2277万万元。二 、事事故分析析 经调查查分析确确认，爆爆炸直接接
16、因素的的关系链链是：氯氯冷凝器器列管腐腐蚀穿孔孔盐水泄泄漏进进进液氯系系统氯气与与盐水中中的铵反反应天生生三氯化化氮三氯化化氮富集集达到爆爆炸浓度度启动事事故氯处处理装置置因震动动引爆三三氯化氮氮。1. 直直接原因因（1）设设备腐蚀蚀穿孔导导致盐水水泄漏，是是造成三三氯化氮氮形成和和富集的的原因。根根据技术术鉴定和和专家分分析，造造成氯气气泄漏和和和含铵铵盐水流流失是11号氯冷冷凝器列列管腐蚀蚀穿孔。列列管腐蚀蚀穿孔的的主要原原因是：氯气、液液氯、氯氯化钙冷冷却盐水水对氯气气冷凝器器存在的的腐蚀作作用；列管内内氯气中中的水分分对碳钢钢的腐蚀蚀；列管外外盐水中中由于离离子电位位差对管管材产生生电
17、化学学腐蚀和和点腐蚀蚀；列管和和管板焊焊接处的的应力腐腐蚀；使用时时间较长长，并未未进行耐耐压实验验，对腐腐蚀现象象未能在在腐蚀和和穿孔前前及时发发现。（2）三三氯化氮氮富集达达到爆炸炸浓度和和启动事事故氯处处理装置置造成振振动引起起三氯化化氮爆炸炸。调查查证实，厂厂方现场场处理职职员未经经指挥部部同意，为为加快氯氯气处理理速度，在在对三氯氯化氮富富集爆炸炸危险性性熟悉不不足情况况下，急急于求成成，判定定失误，凭凭借以前前操纵处处理经验验，自行行启动了了事故氯氯处理装装置，对对4号、55号、66号液氯氯储罐（计计量槽）及及1号、22号、33号汽化化器进行行抽吸处处理。在在抽吸过过程中，事事故氯
18、处处理装置置水封处处的三氯氯化氮与与空气接接触并振振动，首首先发生生爆炸，爆爆炸形成成的巨大大能量通通过管道道传递到到液氯储储罐，搅搅动和振振动了液液氯储罐罐中的三三氯化氮氮，导致致了液氯氯储罐内内的三氯氯化氮爆爆炸。2. 间间接原因因（1）该该厂压力力容器设设备治理理混乱，技技术档案案资料不不全。22台氯液液气分离离器未见见任何技技术资料料和检验验报告。发发生事故故冷凝器器19996年33月投进进使用，220011年1月月才进行行首次检检验，但但未进行行耐压实实验。也也无近22年维修修、保养养和检查查记录，致致使设备备腐蚀现现象未能能及早发发现采取取措施。（2）安安全生产产责任制制落实不不到
19、位。2004年2月12日，团体分司与该厂签定了安全生产责任书，但该厂未能将目标责任分解到厂属各相关单位。（3）安安全生产产整改监监视检查查不力。该该厂“20144”氯化氢氢泄漏事事故后，引引起了市市领导的的高度重重视，市市委、市市政府作作出了重重要批示示。为此此，重庆庆化医控控股团体体公司与与该厂固固然采取取了一些些措施，但但未能认认真从治治理查找找原因、总总结经验验教训。在在责任追追究上，以以经济处处罚代替替行政处处分，有有关责任任职员未未能深刻刻吸取事事故教训训。另外外，整改改措施不不到位监监视检查查力度不不够，以以致于安安全方面面存在的的隐患未未能有效效的整改改。“20144”事故后后，
20、本应应增加盐盐酸合成成尾气和和四氯化化碳尾气气的监控控系统，直直到“4。166”事故发发生时尚尚未配备备。三、 事事故简评评 此次事故故直接原原因因氯氯冷凝器器列管腐腐蚀泄漏漏，含高高浓度铵铵的盐水水进进液液氯系统统，天生生极易爆爆炸的三三氯化氮氮且迅速速富集，以以及人为为处理措措施不当当所致，但但人为的的因素不不是主导导因素。此此次事故故表明对对三氯化化氮爆炸炸的处理理，确实实存在很很大的复复杂性、不不确定性性和不可可预见性性。该厂厂氯化钙钙盐水110多年年未更换换也未进进行过检检测，造造成盐水水中的铵铵不断富富集，天天生了大大量三氯氯化氮创创造了条条件，为为爆炸留留下隐患患。3、 压力容器
21、器安全的的目的、意意义和实实现通常所说说的锅炉炉压力容容器检验验是指在在用锅炉炉和压力力容器的的定期检检验，即即依据蒸蒸汽锅炉炉安全技技术监察察规程、压压力容器器安全技技术监察察规程等等法规，由由考核合合格的检检验人员员对锅炉炉和压力力容器的的安全状状况进行行必要的的检查和和试验。此此类检验验包括外外部检验验、内外外部检验验及水压压试验等等。 广广义的锅锅炉压力力容器检检验是指指对锅炉炉及压力力容器的的设计、制制造、安安装、运运行、维维修等各各个环节节的检查查、监督督、试验验，目的的在于消消除这些些环节中中出现的的不利于于锅炉、压压力容器器安全运运行的因因素，更更可靠地地保证锅锅炉和压压力容器
22、器的安全全。 我们们介绍的的是在用用锅炉、压压力容器器的定期期检验。检检验的目目的是为为了及时时查清设设备的安安全状况况，及时时发现设设备的缺缺陷和隐隐患，使使之在危危及设备备安全之之前被消消除或被被监控起起来，以以避免锅锅炉或压压力容器器在运行行中发生生事故。 由于于锅炉和和压力容容器运行行使用条条件大都都很恶劣劣，存在在各种损损害设备备部件的的因素，无无论设备备部件原原先是否否完好，都都难以避避免在使使用中产产生各式式各样的的缺陷，进进而导致致部件的的破坏和和事故的的发生。因因而及时时发现和和妥善处处理锅炉炉、压力力容器的的缺陷就就成为十十分重要要的问题题。 锅锅炉和压压力容器器运行中中损
23、害部部件的主主要因素素有： 第一，超超压造成成薄膜应应力过高高，或承承压后因因结构不不合理造造成应力力集中过过于严重重，局部部应力过过高，引引起塑性性变形或或机械应应力裂纹纹； 第二，频频繁加压压卸压或或压力波波动引起起低周疲疲劳损害害，造成成低周疲疲劳裂纹纹； 第三，烟烟气、水水汽、容容器接触触的各种种介质及及大气对对设备的的各种腐腐蚀，使使设备壁壁厚减薄薄、产生生裂纹或或机械性性能降低低； 第四，因因高温蠕蠕变使部部件产生生塑性变变形或裂裂纹； 第五，因因缺水、水水垢、水水循环故故障、热热偏差等等导致部部件壁温温过高，机机械强度度明显下下降，形形成裂纹纹或严重重塑性变变形； 第六，长长期高
24、温温导致钢钢材组织织恶化，包包括珠光光体球化化、石墨墨化、热热脆等，使使钢材机机械性能能显著下下降； 第七，部部件膨胀胀受约束束或温度度严重不不均，热热应力过过大导致致裂纹，或或交变的的温度和和热应力力导致热热疲劳裂裂纹； 第八，烟烟气对锅锅炉部件件的磨损损及风力力、震动动对容器器的磨损损，造成成壁厚减减薄。 在在上述损损害因素素作用下下部件中中出现的的缺陷，可可能是运运行中产产生的，也也可能是是原材料料或制造造中的微微型缺陷陷发展形形成的。 对锅炉炉、压力力容器进进行定期期检验，是是及早发发现缺陷陷，消除除隐患，保保证锅炉炉和压力力容器安安全运行行的一项项行之有有效的措措施。这这一点已已被国
25、内内外长期期的实践践所证实实。参考文献献 ：1GBB1500-19998,钢制压压力容器器 SS. 2. TSSG RR70001-220044,在用用压力容容器定期期检验规规则 S. 20004年年3. 压力力容器安安全技术术监察规规程 S.4.压力力容器设设计进展展及我国国应采取取的对策策 JJ；石石油机械械；20001年年03期期3. 谢谢亚东；压力容容器使用用管理与与安全；北京：原子能能出版社社；19995年年习题 ：7.133解、T=A+BB=x11C+xx2D=x1(x3+x4)+xx2(E+x3)=x1x3+x1x4+x2(x6x5+x3) =x11x3+x1x4+x2x6x5+
26、x2x3则，图77.133所示的的事故树树的最小小割集为为K1=xx1,x3,KK2=xx1,x4,KK3=xx2,x6,x5,KK4=xx2,x3最小径集集为P11=xx1,x6,x3，PP2=xx3,x6,x4，PP3=xx3,x2,x4，PP4=xx1,x2，PP5=xx3,x5，x4, P6=xx1,x5,x3进行结构构重要度度分析得得，I(1)=0.225，II(2)=0.21，II(3)=0.25，II(4)=0.1255，I(5)=0.008，II(6)=0.08则7.144解、T=ABx1=（xx2 +CC）（x3 +xx4）x1 =（xx2 +（xx4x5）（xx3 +xx4
27、）x1 = xx1x2x3+ xx1x4x5+ xx2x6x5+ xx1x2x4则，最小小割集KK1=xx1,x2,x3，K2=xx1,x4,x5，KK3=xx2,x6,x5，KK3=xx1,x2,x4；最小径集集为P11=xx1 ，PP2=xx2, xx4，PP3=xx3,x4，PP1=xx2,x5 结构重要要度分析析得I(1)=0.333，II(2)=0.22，II(3)=0.11，II(4)=0.22，II(5)=0.11则7.155 解、则最小割割集为KK1=xx1,x3，KK1=xx1,x2，KK1=xx2,x4最小径集集为P11=xx1, xx2，PP2=xx1, xx4，PP3=xx2, xx3结构重要要度分析析得I(1)=0.333，II(2)=0.33，II(3)=0.17，II(4)=0.17则11.17.202210:2310:23:4222.11.1710时23分10时23分42秒11月. 17, 2217 十一月 202210:23:42 上午10:23:422022年11月17日星期四10:23:42