化工设备压力容器破坏原因及预防分析

化工设备压力容器破坏原因及预防分析

田薇薇

湖北兴发化工集团股份有限公司，湖北宜昌443700

摘要：压力容器具有结构复杂、设计专业性强、整体安全性要求高等诸多特点，在采购压力容器设备时，应综合分析设备特点和使用要求，选择高质量的压力容器。为了有效规避安全风险和事故，在压力容器制造和使用中需要充分发挥安全检测和质量监督的优势，加强管控，控制影响因素，提高压力容器的质量，保障工业生产的安全性和稳定性。基于此，文章首先分析了压力容器的主要特点，然后对其破坏原因及预防措施进行了研究，以供参考。

关键词：压力容器；破坏原因；预防措施

1压力容器特点分析

1.1设计专业性强

很多企业生产指导活动中都会应用到压力容器，而不同的行业应用的容器结构和参数不同。因此对压力容器的产品结构和设计参数提出更多要求产品结构多样性，从而满足不同需求。

由于压力容器的结构多样化，应用于不同行业中，因此对设计人员也提出了较高的要求，需要具备足够的专业性，根据需求合理设计压力容器，通过理论实践的有效结合，进一步优化方案，满足工业生产需求。

1.2安全性要求极高

应用压力容器的生产活动的原材料，具有易燃易爆或者高腐蚀性有毒性的特点，因此，压力容器的设计和生产都需要注重整体的安全性。避免出现泄漏情况，引发爆炸，对周围环境和人们的生命财产安全造成严重影响。

2化工压力容器设备常见故障的有效预防措施

2.1韧性破裂故障的预防措施

（1）在对压力容器生产标准进行优化的过程中，需要根据我国化工行业发展的实际情况，对生产质量标准体系和内容进行完善。在目前压力容器生产制造的过程中，各种生产材料质量与实际性能质量都会有着较高的标准，实际的生产与标准质量要求之间，存在较为明显的差距。因此，为了能够更好地保证化工企业生产设备的质量，减少后续压力容器设备出现明显的故障问题，就需要对设备规格、型号、材料质量以及容器适用条件进行明确规定，加强量化标准制定的科学性以及合理性。（2）在化工生产的过程中，经常会受到多种问题的影响，导致压力容器经常处于超负荷的运行状态下，进而造成设备出现较为明显的强度及韧性破裂故障问题。因此，化工企业需要不断提升压力容器的各项性能，加强各种配置的标准要求制定，从而避免压力容器设备频繁处于高负荷运行状态，以此减少压力容器运行故障问题的产生，为化工企业经济效益的提升奠定基础。（3）化工企业在对压力容器进行维修养护的过程中，需要建立专项维修团队，根据压力容器设备实际工作情况和使用年限，针对性地制定维修养护规划内容，加强维修养护规划设计工作开展的效率，定期对压力容器进行维修养护，加强设备故障排查工作的开展，为化工企业经济效益的全面提升，奠定更加良好的保障和条件。

2.2腐蚀破裂故障的预防措施

2.2.1降低应力

（1）优化结构设计和加工制造。在设计和制造压力容器的过程中，要注意均匀的分布应力，避免在局部位置集中应力。例如，连接不等壁厚需要降低过渡连接的坡度，可以选用圆滑过渡方式，注意不能在拉应力部位设置焊缝。针对立式设备尽量规避利用悬挂式支座和搭接式裙座。在结构设计过程中要尽量清除缝隙和死角，缝隙和死角处易聚集浓缩腐蚀物质，并且会不断提高缝隙中的腐蚀物质浓度，从而引发应力腐蚀问题。因此，焊接工艺设置时，应将焊缝结构设置为全焊透结构，此外，在连接换热器和管板的过程中，要优先选用胀焊并用结构。（2）利用热处理。焊接压力容器的过程中，在焊缝热影响区中很容易产生拘束应力，如果这一应力超过材料屈服极限值，那么在腐蚀环境中将会引发应力腐蚀问题。因此，针对压力容器的应力腐蚀环境，在焊接之前需要提前预热，完成焊接工作后需要退火热处理，将残留的应力及时清除。金属成分和组织变形程度等因素直接影响热处理温度和保温时间等，下表是金属和合金热处理温度和冷却时间。

2.2.2合理选择检验重点部位

（1）加强检验液体滞留和固体物沉积的部位，这些部位包括容器底部、底封头和排液口等；（2）在连接结构中有些部位易产生缝隙死角，这些部位包括胀接结构和容器支撑件等；（3）重点检验应力集中部位，例如焊接交叉部位和T型焊结构等；（4）加强检验容器的气液相过渡部位，以及热水塔底部和换热交换器的底部；（5）检查局部温度变化幅度较大的部位，特别是需要检查压力容器的局部过热点，关注飞温等问题；（6）加强检验压力容器进料口、管口角焊缝和管口壁体。如果通过检验发现应力腐蚀开裂问题，检验人员需要综合分析裂纹的形态、数量、具体发生部位和开裂程度等，结合硬度检测结果，必要时可通过金相检测确定裂纹的特征和性质。如果压力容器产生应力腐蚀裂纹，需要合理改进检验方案，加大力度检验压力容器的内表面，同时，需要扩大硬度检测和金相检测的范围，有利于有效处理缺陷，保障压力容器运行的安全性。

2.3脆性破裂故障的预防措施

（1）在化工压力容器设备设计的时候，设计人员需要结合化工企业生产的实际情况，在众多设计方案中进行选择，保证设计方案的优化效果，在提升压力容器设计效果的基础上，减少设计缺陷问题的产生，延长压力容器的使用年限，保证压力容器能够在高负荷的状态下，稳定地进行生产，更好地避免故障和破裂问题的产生。同时，在设计的阶段中，还需要结合企业实际的生产情况，不断对设计标准规定进行完善，选择高强度的材料进行生产加工，为化工企业长久发展奠定基础保障。（2）在压力容器生产制造的过程中，需要结合生产的工艺流程，对压力容器设计工作进行优化。在设计工作开展中，需要严格禁止设备违规违章操作行为的产生，降低因个人原因导致的容器缺陷问题的产生，不断对压力容器运行稳定参数进行调整，进一步保证压力容器安全性和稳定性的发展。

2.4疲劳破裂及燸变的预防措施

（1）当化工设备压力容器承受压力较低的时候，相关工作人员需要选择加压的模式，对压力容器运行效果进行调整，确保压力容器生产效率和质量的基础上，对生产时间、生产流程以及生产材料进行控制，避免在长期高负荷情况下，压力容器的运行中出现故障或者损坏问题，更好地满足高负荷情况下压力容器运行效率的提升，严格禁止在设计参数条件以外对压力容器进行加压、加温操作。（2）在对压力容器设备结构进行设计的过程中，设计人员需要不断对容器结构设计方案进行优化，以较为先进的设计理念和设计手段，确保压力容器能够在设计参数内的高温、高压的条件下，正常稳定地运行，减少蠕变破裂故障的产生，延长压力容器的使用年限。（3）为了能够确保压力容器能够正常、安全稳定的运行，就需要化工企业定期对压力容器进行检验与检测，保证压力容器故障检修工作的顺利开展，重点对压力容器的腐蚀情况、压力情况进行检验，确保压力容器能够符合化工企业生产的基本要求，减少压力容器疲劳操作问题的产生，实现压力容器加工制造行业的可持续发展。

结语

综上所述，压力容器的质量关系到工业生产的效率和工作人员的安全，因此需要提高对压力容器使用安全的重视程度。相关企业和部门，通过分析压力容器的特点和危险因素，制定详细的安全检测和质量监督计划，从各个环节入手，进行严格的把控规避影响因素，提高压力容器的生产质量，能够为工业生产提供更安全稳定的压力容器装置。

参考文献：

[1]姜义军.浅谈锅炉压力容器的安全检验措施与质量监督[J].科学与财富，2020(1)：139.

[2]王鹏宇.探讨锅炉压力容器的安全检验措施与质量监督[J].科学与财富，2016，8(2)：331.

[3]张梅芳，尹华华.探讨锅炉压力容器的安全检验措施与质量监督[J].化工管理，2016(33)：194.