压力容器泄漏事故应急决策系统研究

压力容器泄漏事故应急决策系统研究

陈立飞

陈立飞

浙江杭特容器有限公司浙江绍兴312352

摘要：压力容器泄漏事故引起的后果很严重，特别是在石化等连续化生产的大企业，泄漏不仅会造成能源和原料的大量流失，还会引起火灾、爆炸等事故的发生，造成设备损坏、环境污染和人身伤亡等重大事故。化学品在人类的生活中出现的频率不断增多，在带给人们舒适的生活的同时，也带来了更多的危机，危险化学品的生产、运输和使用关系到人们的生命和财产安全，是国家公共安全的重要组成部分，因此对压力容器泄漏事故应急决策系统的研究刻不容缓。

关键词：压力容器；泄漏事故；决策系统；

随着化工企业规模不断扩大且各类化工产品的品种不断增加，所需的化学原料也日益扩大化和复杂化，对压力容器的要求也越来越高。简述了压力容器泄漏事故的危害，研究了压力容器泄漏事故应急决策系统重要性。

一、压力容器泄漏介质数据库

压力容器内贮存的介质有气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，这些介质按各自的化学性质可以分为22大类，分别为:氨或胺、醇类、碘代烃、芳烃、酚类、氟代烃、氯代烃、醚类、气体、羟酸及酸酐、氰类及腈类、醛类、炔烃、酮类、烷烃、无机物、烯烃、酰基杂环化合物及其他、硝基化合物、溴代烃、元素有机化合物和酯类。将每种介质进行细化，分为21个属性。分别为:分子式、分子量、熔点、密度、危险标识、外观与性状、蒸汽压、溶解性、稳定性、主要用途、健康危害、毒理性、现场方法、实验室方法、环境标准、泄漏处理、防护措施、急救措施、国家编号、CAS号、类别。利用SQLServer2005建立了一个较完整的压力容器贮存介质数据库。

二、压力容器泄漏缺陷数据库

压力容器泄漏常发生在设备法兰、接管法兰、筒体及封头焊缝、接头焊缝、腐蚀缺陷、填料密封等缺陷部位上。

1.法兰部位泄漏。（1）界面泄漏:被密封介质通过垫片与二法兰面之间的间隙面产生的泄漏形式。（2）渗透泄漏:被密封介质通过垫片内部的微小间隙而产生的泄漏形式。（3）破坏泄漏:本质上也是一种界面泄漏，但其引起的后果，人为的因素占有很大的比例。

2.焊缝缺陷引起的泄漏。焊缝缺陷主要存在于筒体、封头及接头等焊缝上。其表现形式为:（1）未焊透:焊件的间隙或边缘未熔化，留下的间隙叫未焊透。由于存在着未焊透，压力介质会沿着层间的微小间隙出现渗漏现象，严重时也会发生喷射状泄漏;（2）夹渣:在焊缝中存在的非金属物质称为夹渣。夹渣存在的焊缝段内会造成局部区域内的应力集中，使夹渣尖端处的微小裂纹扩展，当这个裂纹穿透管道壁厚时，就会发生泄漏现象;（3）气孔:在金属焊接过程中，由于某些原因使熔池中的气体来不及逸出而留在熔池内，焊缝中的流体金属凝固后形成孔眼，称为气孔。长形气孔的尖端在温差应力、安装应力或其他自然力的作用下，会出现应力集中的现象，致使气孔尖端处出现裂纹，并不断扩展，最后导致泄漏;（4）裂纹:裂纹是金属中最危险的缺陷。这种金属中的危险缺陷有不断扩展和延伸的趋势，并不断扩展，最后导致泄漏。

3.腐蚀引起的泄漏。引起压力容器泄漏的腐蚀主要有:均匀腐蚀、侵蚀或汽蚀、应力腐蚀、电化学腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、氢腐蚀等，腐蚀会使压力容器金属材料发生质的变化，最终引发泄漏事故。

4.填料泄漏。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，对于编结填料则还会出现渗透泄漏。

三、压力容器泄漏的部位、原因及处理方法

通过对泄漏事故中各种设备泄漏情况分析得出，在系统中易发生失效的部位有如下几处，分别为管道，挠性连接器，阀，压缩机，泵，储罐及加压或冷冻容器。制冷系统泄漏部位多且泄漏方式多样，主要由两方面导致，一是装载体的性质决定，二是限制措施失效。限制措施失效的原因可分为如下几个方面：压力容器经过长年使用，产生罐壁斑点并腐蚀变薄，若不及时更换或补修，装载体从产生的裂缝处泄漏；若储罐中装载体长期超量储存，在气温较高的季节未能及时对储罐采取减量降温措施，易引发储罐内压上升，造成局部泄漏；若储罐未定期对安全阀进行校验和更换，当罐内压力升高时，若安全阀弹簧或报警装置失效，导致其无法自动起跳卸压及报警，发生局部泄漏；系统控制放气压力突然高于装载体储罐的额定压力，易造成泄漏；高压储罐的各类附件、管道因腐蚀或超压发生破裂；部分使用平板玻璃液位计的装载体储罐，因耐压等级较低，长期使用发生破裂；存在设计缺陷，储罐使用中存在应力分布不均，长期使用致使破裂；焊接点存在缺陷，管与管、管与容器间的焊接点未焊透或存在杂质，长期使用时存在焊接点无法承受使用压力，造成接点腐蚀穿孔或断裂。，

四、应急决策方案生成系统

输入压力容器泄漏介质的参数、泄漏部位的名称和几何尺寸，决策系统会自动生成方案。这里的温度、压力、公称直径、连接间隙之间的数据是逻辑与的关系。满足条件后会自动生成决策方案。如某厂芳烃车间H－201换热器，1．6MPa，230℃苯在公称直径DN200的接管法兰处泄漏，点击主界面中的泄漏部位测绘按钮，进入方案生成系统，在泄漏位置处选择法兰，在结构形式处选择标准法兰，连接间隙处输入10，公称直径处输入200，泄漏介质压力选择1．6MPa，温度选择230℃，用ASP．NET中的showInplementContent方法调用解决方案。具体调用方法为show-InplementContent(@"法兰\标准法兰夹具\标准法兰夹具—19．doc"，"内容")

五、应用举例

1.压力容器泄露查找数据库应用

在数据库建立之后，将二者建立关联。当泄露事故发生之后，可以对泄露事故、泄露缺陷部分进行查找，可以给出两种查找方式，一种是直接输入介质(缺陷)名称，第二种是通过点击介质(缺陷)选项卡，可以直接得到查询的结果，查询的结果包括该介质(缺陷)相关事故的一些常见危害、常见处理方式等，可以帮助工作人员进行一个大致的简单处理规划。

2生成应急方案。应急方案生产是改系统的核心应用，由于在实际工作中，处于第一线生产的技术人员往往对于处理方案不太熟练，方案生成功能可以帮助工作人员第一时间得到处理决策，减小损失。该功能工作方式如下：在输入压力容器泄露介质的相关属性、相关参数之后，会提示出入泄露部位的类型，然后对泄露部位的类型还进行进一步细化，输入泄露部位的尺寸、位置、工作环境。输入这些数据之后，系统会根据泄露部位、泄露介质、工作环境之间的数据逻辑关系，自动生成解决方案，并且还会提供示意图帮助解决。例如，对于压力容器本体部位的泄露事故，在选择泄露介质、选择泄露部位之后，系统会提示选择泄漏的形式，包括缝隙、砂眼、孔洞、裂口等，对于每一种泄漏形式系统都给出不同的处理方法，像缝隙处理的方法，系统就会给出引流带压密封、磁力带压密封、加剧捆绑带压密封等多种方式。由此可见，该系统是为了压力容器泄露事故的处理提供一个辅助工作的查询数据库，通过对泄露事故几方面定性的判断，可以很快确定解决方案，从而给在生产第一线的工作人员一个准确的、科学的决策信息支持，提供的帮助包括：处理所学夹具图纸、工具箱、污染物处理方法、泄露安全防范措施。

各国高度重视危险化学品的监测、预警、防治和管理科学的研究，发达国家目前已有完整的体系保障化学危险品的安全，特别是在公共安全应急方面。因此，借鉴发达国家的应急救援技术、装备和经验，加快我国在危险化学品应急处置水平的提高，实现公共安全的应急响应势在必行。压力容器一旦发生泄漏事故，都将有相应的预案，为压力容器泄漏事故单位做出科学和准确的决策提供及时、准确、完整的信息支持，目的是使压力容器泄漏事故所造成的灾害降低到最小。

参考文献：

[1]崔毅,压力容器和管道的带压焊接密封技术.2017.

[2]张红梅.泄漏事故应急带压密封处置方法及术语译法研究.2016.