压力容器生命周期危险素分析控制
1压力容器生命周期危险素分析
压力容器工作条件特殊性高温高压介质具强腐蚀性毒性易燃易爆性等必然增事发生概率事旦发生具强破坏性民生命财产安全构成重威胁压力容器设计制造安装运行检验修理改造直报废压力容器整生命周期中运系统工程观点进行严格监察理压力容器运行程中危险素进行分析指导压力容器设计制造运行理确保压力容器安全防止事发生
11压力容器事原分析
运安全学原理相关理知道压力容器发生事直接原般两种：容器身安全性素操作员安全行理失误容器身安全素源设计制造程缺陷安全行体现压力容器运行程中观操作理缺陷表现压力容器安全技术理安全运行理压力容器定期检验安全等级评定等综合分析压力容器发生事原包括：设计错误容器结构合理选材强度足制造缺陷安装符合技术求安全附件规格符运行中超压超温超负荷操作没执行压力容器定期检验安全等级评定导致压力容器失效引发事压力容器操作条件频繁波动容器抗疲劳破坏性利高加载速度会降低材料断裂韧性容器存微缺陷压力快速击发生脆性断裂压力容器运行程中果发生误操作量载安全保护装置失效会导致压力容器压力升高超载进引发爆炸事
12压力容器失效形式分析
压力容器失效指压力容器规定环境寿命期限结构尺寸形状材料性发生变化完全失原设计功未达原设计求正常现象常见压力容器失效形式致分强度失效刚度失效失稳失效泄漏失效四类
①压力容器强度失效：压力容器压力等荷载作材料屈服断裂引起失效形式称强度失效通常包括：
a韧性断裂：压力等荷载作产生应力值达接器壁材料强度极限发生断裂通常压力容器韧性断裂原壁厚薄(设计壁厚足厚度腐蚀变薄)压高选材安装符合安全求
b脆性断裂：容器没明显塑性变形器壁中应力值远远材料强度极限甚低材料屈服极限发生断裂脆性断裂原材料脆化(材料选择材料加工工艺应变时效运行环境恶劣)材料身缺陷
c疲劳断裂：压力容器受交变荷载长期作材料身含裂纹定循环次数产生裂纹裂纹扩展容器没明显塑性变形突然发生断裂疲劳断裂程分裂纹萌生扩展断裂三阶段
d蠕变断裂：压力容器高温长期受载着时间增加材料发生缓慢塑性变形塑性变形长期积累造成厚度明显减薄鼓胀变形终导致容器断裂压力容器发生蠕变时般壁温达超材料熔化温度25～35蠕变断裂变形量取决材料韧性断裂时应力值低材料温度强度极限
e腐蚀断裂：压力容器材料腐蚀介质作均匀腐蚀导致壁厚减薄材料组织结构改变局部腐蚀造成凹坑材料力学性降低容器承载力足发生断裂压力容器腐蚀机理化学腐蚀电化学腐蚀腐蚀形态均匀腐蚀孔蚀晶间腐蚀应力腐蚀缝隙腐蚀氢腐蚀双金属腐蚀等
②压力容器刚度失效：压力容器渡弹性变形引起失效
③压力作容器突然失原规形状引起失效压力容器失稳失效重特征弹性挠度荷载成例界压力材料强度关取决容器尺寸材料弹性性质
④压力容器泄漏失效容器种接口密封面失效器壁出现穿透性裂纹发生泄漏引起失效泄漏介质引起燃烧爆炸中毒事造成严重环境污染压力容器泄漏原方面受压部件受频繁振动产生裂纹胀接口松动器壁局部腐蚀变薄穿孔局部鼓包变形密封面失效等会造成压力容器泄漏失效
13压力容器爆炸量分析
压力容器作种特种设备运行中压力容器旦发生爆炸破裂设备身遭严重破坏波范围毁坏周围设备建筑造成员击伤害中毒烧伤等甚会引发更范围爆炸事
压力容器发生爆炸事破裂时容器高压流体介质突然解器壁约束瞬间膨胀卸压极高速度释放出量量发生谓物理爆炸果容器充装爆性混合气体遇明火碎片撞击火花高速气流产生静电作会立发生化学爆炸通常说二次爆炸压力容器爆炸破裂时爆炸量原压力容器容积关介质化学性质容器物性集态关
压力容器爆炸造成危害爆炸击波碎片破坏作毒介质容器破裂造成毒害作燃气体介质容器破裂造成火灾等
2压力容器生命周期阶段安全措施
21压力容器安全设计
压力容器设计否安全取决设计程材料选择结构设计容器壁厚确定否合理外考虑适应生产力保证强度稳定性密封性制造运行安装检修方便性总体设计济性
压力容器安全设计包括三方面：
(1)合理选材料合理选材料保证压力容器安全运行重措施果材料选择具较强度裕度运行中发生破坏事选择压力容器钢材仅操作条件环境方面考虑求材料工作介质压力温度载荷特性等操作条件气温湿度等环境具必需适应力锅炉压力容器制造方面考虑求选材料容易加工成形工艺加工程中易产生缺陷压力容器选材应充分考虑材料力学性(强度韧性塑性硬度)物理性耐腐蚀性制造工艺性(焊性锻性切削加工性研磨性压性热处理性等)压力容器选材般原保证塑性指标性指标求量选强度指标较高材料
(2)选择合适结构形式压力容器破坏事中相部分结构合理引起结构合理锅炉压力容器制造程中容易产生缺陷首先求结构便制造利保证制造质量避免减少制造缺陷次求结构便损检验制造中产生缺陷时准确检查出第三结构设计中考虑量降低局部附加应力应力集中
(3)满足强度求保证压力容器安全运行承压部件必须具足够强度具适壁厚抵抗外加载荷作结构设计中结构特殊条件复杂特重压力容器需应力分析进行设计外般薄膜应力确定需壁厚压力容器结构连续部位附加应力应力集中结构形式尺寸加限制
压力容器结构较简单基筒体封头接法兰支座等零部件组成压力机构设计应该遵循基原：
①结构连续处应该滑渡受压器件结构突变连续渡区域会产生较高连续应力导致应力集中致压力容器疲劳破坏应该避免种情况出现
②引起应力集中削弱强度结构应相互错开避免高应力叠加
③避免采刚性焊接结构刚性焊接结构仅焊接构件施焊时膨胀收缩受约束产生较焊接应力壳体操作条件波动时变形受约束产生附加弯曲应力
④受热系统部件胀缩受限制受热部件热膨胀果受外部身限制部件部会产生热效应压力容器结构设计应包括容器整体结构设计零部件结构设计(焊缝结构结构设计容器部位开孔设计等)应符合技术求：
①受压部件应足够强度装安全保护设施防止超压
②受压元件部件结构形式开孔焊缝布置应量避免减复合应力集中应力
③承重结构承受设计荷载时应具足够强度刚度稳定性防腐蚀性
④容器整体结构应便安装检修清洗
常规方法进行压力容器设计时总种关参数材料强度指标零部件尺寸造成荷载成确定量忽略种条件变化参数发生变化机素设计压力容器零部件结构尺寸准确适应实际工作求外设计参数统计规律缺乏解确定材料系数时保险起见总取值偏设计压力容器零部件结构尺寸偏引起必浪费运性设计设计中考虑种机素影响全部部分设计参数作变量处理进行统计建立统计模型运概率统计方法进行计算够全面描述设计象结果更符合实际情况压力容器性设计分两方面进行第根事先定度求计算压力容器零部件关尺寸应力第二根已容器零部件校核性
22压力容器制造理
压力容器通制造工艺程序包括准备工序零部件制造整体组焊接损探伤焊接热处理压力试验油漆包装出厂证明文件整理等特殊材料特途压力容器需进行特殊工艺处理
确保压力容器安全制造程应严格控制制造工艺质量产品质量焊工考核材料焊性鉴定焊接工艺评定材料标记标记移植材料复验零部件冷热加工成型焊接试板筒节施焊焊缝外观损检测焊接返修容器组装容器整体局部热处理强度试验气密性试验包装等工作质量产品质量控制等
压力容器制造质量程度取决制造单位技术力制造程中质量理水制造程质量理包括质量控制质量检验质量分析三方面
质量控制求容器制造单位应建立套完整质量理制度保证原材料产品出厂环节严格压力容器安全技术规程关标准规定执行严格设计图样制造组焊压力容器发现问题时解决
质量检验运种检验方法(损检测)压力容器零部件制造道工序设置否符合工艺设计求组焊整体结构进行严格检查合格零部件进入道工序合格产品出厂
质量分析质量理部门理解质量控制质量检验情况收集系统整理产品质量种信息数认真总结分析提出改进措施挖掘提高产品质量潜力
压力容器产品质量监督采定期监督检验批量性逐台出产监督检查方式引入质量理体系认证分加工程检验设备终检验两阶段进行质量监督检验贯穿容器制造全程
23压力容器安全运行
压力容器安全运行理目达正常满负荷开车生产合格产品压力容器工艺参数生产负荷操作周期检修安全等方面具良技术性促压力容器处佳工作状态压力容器运行首先求安全合理严格理提高压力容器安全性保证安全运行重条件
压力容器安全包括正确操作维护保养定期检修等方面具体操作程中应做点
①稳操作操作程中量保持压力容器操作条件(工作压力工作温度)相稳定
②防止载：防止压力容器载防止超压
③发现障立停车：压力容器运行程中果发生障严重威胁设备身安全时操作员应该马采取紧急措施停止容器运行报告级部门
④制定合理安全操作规程：保证压力容器安全运行切实避免盲目误操作引起事容器单位应根生产工艺需求容器技术性制定种容器安全操作规程操作员进行教育培训压力容器安全操作规程少应包括：
a容器正确操作方法
b容器操作工艺指标高工作压力高低工作温度
c容器开车停车操作程序注意事项
d容器运行中应重点检查项目部位运行中出现异常现象防止措施
e容器停止运行时维护保养
f异常状态紧急措施事应急处理
⑤严格实行岗位责制
24压力容器定期检验
压力容器运行程中受反复升压卸压等疲劳荷载影响常受外部环境影响受腐蚀性介质腐蚀高温深冷等工艺条件工作力学性会发生变化容器制造程中缺陷会扩展增压力容器进行定期全面技术检验早发现容器存缺陷消隐患保证压力容器安全运行避免发生事项行效措施
压力容器定期检验检验项目应包括：材质检验(材质符材质劣化)结构检验缺陷检验检验方法：宏观检查测厚检查壁温检查腐蚀介质含量测定表面探伤射线探伤超声波探伤硬度测定金相检验应力测定声发射检测耐压试验气密性试验强度校核化学分析光谱分析
压力容器定期检验应根检验结果安全状况进行评定安全等级形式反映出安全等级级较低缺陷严重难法修复压力容器设备应坚决予报废
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1压力容器生命周期危险素分析
压力容器工作条件特殊性高温高压介质具强腐蚀性毒性易燃易爆性等必然增事发生概率事旦发生具强破坏性民生命财产安全构成重威胁压力容器设计制造安装运行检验修理改造直报废压力容器整生命周期中运系统工程观点进行严格监察理压力容器运行程中危险素进行分析指导压力容器设计制造运行理确保压力容器安全防止事发生
11压力容器事原分析
运安全学原理相关理知道压力容器发生事直接原般两种：容器身安全性素操作员安全行理失误容器身安全素源设计制造程缺陷安全行体现压力容器运行程中观操作理缺陷表现压力容器安全技术理安全运行理压力容器定期检验安全等级评定等综合分析压力容器发生事原包括：设计错误容器结构合理选材强度足制造缺陷安装符合技术求安全附件规格符运行中超压超温超负荷操作没执行压力容器定期检验安全等级评定导致压力容器失效引发事压力容器操作条件频繁波动容器抗疲劳破坏性利高加载速度会降低材料断裂韧性容器存微缺陷压力快速击发生脆性断裂压力容器运行程中果发生误操作量载安全保护装置失效会导致压力容器压力升高超载进引发爆炸事
12压力容器失效形式分析
压力容器失效指压力容器规定环境寿命期限结构尺寸形状材料性发生变化完全失原设计功未达原设计求正常现象常见压力容器失效形式致分强度失效刚度失效失稳失效泄漏失效四类
①压力容器强度失效：压力容器压力等荷载作材料屈服断裂引起失效形式称强度失效通常包括：
a韧性断裂：压力等荷载作产生应力值达接器壁材料强度极限发生断裂通常压力容器韧性断裂原壁厚薄(设计壁厚足厚度腐蚀变薄)压高选材安装符合安全求
b脆性断裂：容器没明显塑性变形器壁中应力值远远材料强度极限甚低材料屈服极限发生断裂脆性断裂原材料脆化(材料选择材料加工工艺应变时效运行环境恶劣)材料身缺陷
c疲劳断裂：压力容器受交变荷载长期作材料身含裂纹定循环次数产生裂纹裂纹扩展容器没明显塑性变形突然发生断裂疲劳断裂程分裂纹萌生扩展断裂三阶段
d蠕变断裂：压力容器高温长期受载着时间增加材料发生缓慢塑性变形塑性变形长期积累造成厚度明显减薄鼓胀变形终导致容器断裂压力容器发生蠕变时般壁温达超材料熔化温度25～35蠕变断裂变形量取决材料韧性断裂时应力值低材料温度强度极限
e腐蚀断裂：压力容器材料腐蚀介质作均匀腐蚀导致壁厚减薄材料组织结构改变局部腐蚀造成凹坑材料力学性降低容器承载力足发生断裂压力容器腐蚀机理化学腐蚀电化学腐蚀腐蚀形态均匀腐蚀孔蚀晶间腐蚀应力腐蚀缝隙腐蚀氢腐蚀双金属腐蚀等
②压力容器刚度失效：压力容器渡弹性变形引起失效
③压力作容器突然失原规形状引起失效压力容器失稳失效重特征弹性挠度荷载成例界压力材料强度关取决容器尺寸材料弹性性质
④压力容器泄漏失效容器种接口密封面失效器壁出现穿透性裂纹发生泄漏引起失效泄漏介质引起燃烧爆炸中毒事造成严重环境污染压力容器泄漏原方面受压部件受频繁振动产生裂纹胀接口松动器壁局部腐蚀变薄穿孔局部鼓包变形密封面失效等会造成压力容器泄漏失效
13压力容器爆炸量分析
压力容器作种特种设备运行中压力容器旦发生爆炸破裂设备身遭严重破坏波范围毁坏周围设备建筑造成员击伤害中毒烧伤等甚会引发更范围爆炸事
压力容器发生爆炸事破裂时容器高压流体介质突然解器壁约束瞬间膨胀卸压极高速度释放出量量发生谓物理爆炸果容器充装爆性混合气体遇明火碎片撞击火花高速气流产生静电作会立发生化学爆炸通常说二次爆炸压力容器爆炸破裂时爆炸量原压力容器容积关介质化学性质容器物性集态关
压力容器爆炸造成危害爆炸击波碎片破坏作毒介质容器破裂造成毒害作燃气体介质容器破裂造成火灾等
2压力容器生命周期阶段安全措施
21压力容器安全设计
压力容器设计否安全取决设计程材料选择结构设计容器壁厚确定否合理外考虑适应生产力保证强度稳定性密封性制造运行安装检修方便性总体设计济性
压力容器安全设计包括三方面：
(1)合理选材料合理选材料保证压力容器安全运行重措施果材料选择具较强度裕度运行中发生破坏事选择压力容器钢材仅操作条件环境方面考虑求材料工作介质压力温度载荷特性等操作条件气温湿度等环境具必需适应力锅炉压力容器制造方面考虑求选材料容易加工成形工艺加工程中易产生缺陷压力容器选材应充分考虑材料力学性(强度韧性塑性硬度)物理性耐腐蚀性制造工艺性(焊性锻性切削加工性研磨性压性热处理性等)压力容器选材般原保证塑性指标性指标求量选强度指标较高材料
(2)选择合适结构形式压力容器破坏事中相部分结构合理引起结构合理锅炉压力容器制造程中容易产生缺陷首先求结构便制造利保证制造质量避免减少制造缺陷次求结构便损检验制造中产生缺陷时准确检查出第三结构设计中考虑量降低局部附加应力应力集中
(3)满足强度求保证压力容器安全运行承压部件必须具足够强度具适壁厚抵抗外加载荷作结构设计中结构特殊条件复杂特重压力容器需应力分析进行设计外般薄膜应力确定需壁厚压力容器结构连续部位附加应力应力集中结构形式尺寸加限制
压力容器结构较简单基筒体封头接法兰支座等零部件组成压力机构设计应该遵循基原：
①结构连续处应该滑渡受压器件结构突变连续渡区域会产生较高连续应力导致应力集中致压力容器疲劳破坏应该避免种情况出现
②引起应力集中削弱强度结构应相互错开避免高应力叠加
③避免采刚性焊接结构刚性焊接结构仅焊接构件施焊时膨胀收缩受约束产生较焊接应力壳体操作条件波动时变形受约束产生附加弯曲应力
④受热系统部件胀缩受限制受热部件热膨胀果受外部身限制部件部会产生热效应压力容器结构设计应包括容器整体结构设计零部件结构设计(焊缝结构结构设计容器部位开孔设计等)应符合技术求：
①受压部件应足够强度装安全保护设施防止超压
②受压元件部件结构形式开孔焊缝布置应量避免减复合应力集中应力
③承重结构承受设计荷载时应具足够强度刚度稳定性防腐蚀性
④容器整体结构应便安装检修清洗
常规方法进行压力容器设计时总种关参数材料强度指标零部件尺寸造成荷载成确定量忽略种条件变化参数发生变化机素设计压力容器零部件结构尺寸准确适应实际工作求外设计参数统计规律缺乏解确定材料系数时保险起见总取值偏设计压力容器零部件结构尺寸偏引起必浪费运性设计设计中考虑种机素影响全部部分设计参数作变量处理进行统计建立统计模型运概率统计方法进行计算够全面描述设计象结果更符合实际情况压力容器性设计分两方面进行第根事先定度求计算压力容器零部件关尺寸应力第二根已容器零部件校核性
22压力容器制造理
压力容器通制造工艺程序包括准备工序零部件制造整体组焊接损探伤焊接热处理压力试验油漆包装出厂证明文件整理等特殊材料特途压力容器需进行特殊工艺处理
确保压力容器安全制造程应严格控制制造工艺质量产品质量焊工考核材料焊性鉴定焊接工艺评定材料标记标记移植材料复验零部件冷热加工成型焊接试板筒节施焊焊缝外观损检测焊接返修容器组装容器整体局部热处理强度试验气密性试验包装等工作质量产品质量控制等
压力容器制造质量程度取决制造单位技术力制造程中质量理水制造程质量理包括质量控制质量检验质量分析三方面
质量控制求容器制造单位应建立套完整质量理制度保证原材料产品出厂环节严格压力容器安全技术规程关标准规定执行严格设计图样制造组焊压力容器发现问题时解决
质量检验运种检验方法(损检测)压力容器零部件制造道工序设置否符合工艺设计求组焊整体结构进行严格检查合格零部件进入道工序合格产品出厂
质量分析质量理部门理解质量控制质量检验情况收集系统整理产品质量种信息数认真总结分析提出改进措施挖掘提高产品质量潜力
压力容器产品质量监督采定期监督检验批量性逐台出产监督检查方式引入质量理体系认证分加工程检验设备终检验两阶段进行质量监督检验贯穿容器制造全程
23压力容器安全运行
压力容器安全运行理目达正常满负荷开车生产合格产品压力容器工艺参数生产负荷操作周期检修安全等方面具良技术性促压力容器处佳工作状态压力容器运行首先求安全合理严格理提高压力容器安全性保证安全运行重条件
压力容器安全包括正确操作维护保养定期检修等方面具体操作程中应做点
①稳操作操作程中量保持压力容器操作条件(工作压力工作温度)相稳定
②防止载：防止压力容器载防止超压
③发现障立停车：压力容器运行程中果发生障严重威胁设备身安全时操作员应该马采取紧急措施停止容器运行报告级部门
④制定合理安全操作规程：保证压力容器安全运行切实避免盲目误操作引起事容器单位应根生产工艺需求容器技术性制定种容器安全操作规程操作员进行教育培训压力容器安全操作规程少应包括：
a容器正确操作方法
b容器操作工艺指标高工作压力高低工作温度
c容器开车停车操作程序注意事项
d容器运行中应重点检查项目部位运行中出现异常现象防止措施
e容器停止运行时维护保养
f异常状态紧急措施事应急处理
⑤严格实行岗位责制
24压力容器定期检验
压力容器运行程中受反复升压卸压等疲劳荷载影响常受外部环境影响受腐蚀性介质腐蚀高温深冷等工艺条件工作力学性会发生变化容器制造程中缺陷会扩展增压力容器进行定期全面技术检验早发现容器存缺陷消隐患保证压力容器安全运行避免发生事项行效措施
压力容器定期检验检验项目应包括：材质检验(材质符材质劣化)结构检验缺陷检验检验方法：宏观检查测厚检查壁温检查腐蚀介质含量测定表面探伤射线探伤超声波探伤硬度测定金相检验应力测定声发射检测耐压试验气密性试验强度校核化学分析光谱分析
压力容器定期检验应根检验结果安全状况进行评定安全等级形式反映出安全等级级较低缺陷严重难法修复压力容器设备应坚决予报废
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