浅议化工压力容器的防腐蚀管理论文
一、引言
压力容器是化工生产中各种反应的发生场所,化学反应多处在高温高压的环境下,为了保证化学反应的正常进行以及安全的化工生产,就必须密切关注压力容器的使用寿命和自身完整性。导致压力容器使用寿命缩短和自身完整性被破坏的因素分作两种,一是机械性破裂,二是环境破裂。机械性破裂指的是遭受外力撞击而发生的破损;环境破裂指的是腐蚀。机械性破裂多来自外界,容易发现和处理;环境破裂(腐蚀)多发于压力容器内部,不易察觉和处理。本文就化工压力容器发生腐蚀的类型、原因、防治措施等方面,论述一些管理措施。
二、化工压力容器腐蚀的常见类型
化工压力容器常见的腐蚀类型包括:物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀。
1、物理腐蚀
在常温常压下,除了极少数的活泼金属,其他的大部分金属,相互之间不会发生反应。但是在高温高压的环境中,当低熔点的金属变成液态的时候,就会对高熔点的未变成液态的固态金属产生物理溶解作用,这种纯粹是物理性质的剥蚀溶解作用,故称作物理腐蚀。例如,液态锌溶解剥蚀钢制容器就是典型恶物理腐蚀现象。
2、化学腐蚀
化学腐蚀的起因是化学反应。物质的原子被重新排列组合生成新物质的过程,称为化学反应。化学反应中常伴有发光、发热、变色、生成沉淀物等现象,是否生成新的物质,是判断一个反应是否为化学反应的依据。化工压力容器里的化学原料与容器内壁通过置换反应、分解反应、合成反应、氧化还原反应,生成新的物质,改变了化工压力容器材质,削弱了容器耐压耐温的强度。
3、电化学腐蚀
电化学反应指的是,化工压力容器内壁金属与容器内的液态化学原料,由于存在阴阳离子呈现聚集区域的分别,而产生电位差,形成电流回路,使得容器内表面的金属原子不断被剥离出电子,金属原子结构被破坏,最终,内壁金属被不断剥离掉落,形成腐蚀。在化工压力容器内,金属容器与化学原料发生最多的就是电化学反应,电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象。
4、应力腐蚀
化学原料在化工压力容器内部不是静止的,而是在搅拌、反应等作用力下,不断地流动、旋转、翻腾的。多种物质混杂甚至成粘稠状的化学原料在运动中会对容器内壁产生冲刷作用,不论是粘拉或是挤压,统称为应力作用,由此产生的腐蚀称作应力腐蚀。应力腐蚀的发展速度很快,没有外形的明显变化,不易察觉,其造成的破坏性很严重。
三、化工压力容器腐蚀的生成原因与防控举措
1、腐蚀的生成原因
(1)容器本身原因。容器本身引发腐蚀的原因有:①金属化学成分。金属材料具有与容器内的化学原料发生化学反应的特性,金属材料杂质比较多,金属材料的合金成分、比例、加工工艺不合格。②容器制造工艺。在冲压、热处理、焊接等加工过程中,容器金属材料会发生内应力变化。(2)环境原因。在化工生产中,压力容器一方面要承受高温高压的考验,一方面要克服化学原料的各种腐蚀,这些都是有条件有限度的,若是超出了承受的极限,必然会发生腐蚀现象。在加入酸碱等性质的不同化学原料的时候,如果没有按照配方比例严格操作,容器内化学反应物的成分、PH值、浓度、氧化能力等必然会加深腐蚀;在高温高压的环境中,金属的抗腐蚀作用会快速下降,温度与压力越高,抗腐蚀的性能越差;当化学原料流动的速度越快,冲击磨损和空泡磨损的作用就会越大,容器内壁保护膜的脱落速度会因为应力作用而加大。
2、防腐蚀的防控举措
(1)选择合格的压力容器材料。化工压力容器的生产、安装、使用,必须严格执行国标,按照容器的使用用途、安装环境选择合适的容器材料,根据不同的情况,在容器钢材中加入镍、铜、钛、铬等不同的合金,在容器表面进行不同的氧化保护膜的制作。另外,应充分考虑压力容器的安置环境,配置防毒、防爆、防火等附属设施设备。(2)选择合适的缓蚀剂。缓蚀剂的作用是减缓设备的腐蚀速度,根据配比,只需加入原料总量的千分之几、万分之几,就可以有效地保护压力容器内壁的抗腐蚀性能,同时不会对正常的化学反应有任何影响。是一种比较经济实惠的`抗腐蚀方法。(3)提高容器焊接质量。化工压力容器的体积都比较大,需要采用焊接技术拼接制作,一般使用的是电弧焊和氩弧焊这两种焊接工艺。从焊条的选择、焊接的方法、焊接的质量、焊后的热处理,都要按照生产工艺与图纸要求,严格执行,仔细检查,使用晶间腐蚀试验和超声波探伤射线探伤等检验手段,杜绝出现细小的缺陷。最终目的是为了保持焊接区的金相组织与性能,彻底消除焊缝的残余应力,防止产生裂纹。(4)电化学保护。根据电化学原理,采用牺牲阳极保护法或外加电流法,将被保护的金属作为阴极,分别通过牺牲铝、锌、合金等外加阳极,通过外加直流电保护阴极的方法,防止或减缓压力容器金属的腐蚀。(5)使用防腐材料。防腐涂料一般由合成树脂、橡胶、植物油和浆液溶剂等非金属材料调配而成,将其均匀涂抹在压力容器内壁,待干燥后可以形成一层薄膜,削弱化学原料的渗透作用,降低腐蚀电流,从而达到较好的防腐效果。该方法是目前采用最广泛的一种防腐手段。(6)敷设防护衬里。对于腐蚀性很强的化学原料,仅仅使用上述方法是不能有效防控的,此时就需要敷设防护衬里。防护衬里的材料有不锈钢、钛合金、特种陶瓷、聚四氟乙烯、玻璃钢、合成橡胶等。防护衬里的适用性比较单一,成本比较高,一般只在特殊情况下采用。(7)内壁覆盖法。内壁覆盖法是在容器内壁镀一层耐腐蚀金属或陶瓷,亦或通过化学反应使容器金属内壁自身生成一种致密的保护膜。从而隔绝化学原料、水、氧气等与容器钢材的接触,阻止其被腐蚀。内壁覆盖法是一种较为便宜的通用的防护方法。(8)加强日常维护。化工压力容器的防腐蚀,根本之道在于有效预防。因此,增强员工责任心,加强日常的检查维护,是最有效的防腐蚀管理措施。严格执行压力容器的相关使用检修规程、进行定期巡视检查、取样,做好压力容器的运行档案记录工作,在毫末间分析腐蚀状况,做好积极的应对工作,减缓或抑制腐蚀破坏,确保设备的运行安全。
四、结论
总之,化工企业的相关人员要高度重视压力容器的腐蚀现象,时刻保持警惕,及时发现并正确处理压力容器的腐蚀现象,从而抑制或减缓腐蚀破坏,延长设备使用寿命,保证化工设备的安全运行。
简要分析化工企业常压容器使用安全与管理论文
化工企业生产中涉及易燃易爆、有毒、腐蚀性介质较多,工作条件有高温、高压等危险工况,因而压力容器事故成为企业的监控重点,而对于常压容器的安全管理成为相对薄弱的环节,部分企业几乎忽略了常压设备的安全管理工作,没有很好的分析常压设备工作的特点,制定相应的安全管理措施,因而潜存了常压设备的安全隐患。
1 事故案例与分析
案例一常压容器超压引发容器爆炸
2006 年2 月25 日,山东省淄博市某化工企业的2,6- 二硝基对甲基苯酚装置在开车时,操作人员在反应釜内加好硝酸后,开始向反应釜内滴加邻硝基对甲基苯酚,滴加过程中,反应釜突然发生爆炸,导致厂房屋顶和生产设施损毁。造成事故的直接原因为该企业的操作工在反应过程中,没有将放空管线阀门彻底打开,导致常压反应釜内憋压,造成爆炸事故。硝化反应釜上安装防止误操作的自动防爆泄压设施;二是该企业没有编制详尽的安全操作规程,没有对放空管阀门的操作作出明确的要求。
案例二易燃易爆介质常压容器混入空气引发爆炸
2015 年11 月17 日,辽宁某石油化工企业碳五分离装置区域内的阻聚剂配制罐发生爆炸致火灾事故,致使装置区部分设备受损,装置内物料部分泄漏,所幸无人员伤亡。造成事故的直接原因为阻聚剂罐液面上形成较大空间,实际操作过程中没有使用充氮设施对负压吸入和使用临时管线带入的空气进行置换和保护,使罐内空间部分形成乙腈蒸气与空气混合的爆炸性混合气体(乙腈的爆炸极限3%~ 16%)。环绕设备的`电伴热带在长期使用过程中,绝缘体出现破损,对罐壁放电,局部形成高温,引发事故发生。
2 常压容器的工况特点分析与安全措施
常压容器区分于压力容器, 通常说的常压容器为容器内无压力,有管道或容器开孔与大气相通,如水罐,低浓度酸、碱罐等。在化工行业,由于所涉及物料大部分为易燃易爆、有毒、腐蚀性介质,这些介质泄漏或以气体形式散发,会导致人员中毒、环境污染、引发火灾爆炸等事故,所以很多储存容器虽为常压容器,但处于密封状态,反应设备多与其他设备连通工作,这些容器内部为微正压(<)或负压(真空)状态。当容器内压力超压时可能发生容器爆炸事故,如果负压设备内介质易燃易爆,密封不严,容器混入空气,可能形成爆炸性混合气体,引发火灾爆炸事故。发生容器爆炸可能发生次生事故,如火灾爆炸、人员中毒、人员灼伤、环境污染等。
现针对几种常压容器举例进行典型的安全隐患分析如下(以下分析主要基于工作压力情况的分析,未针对其他工艺操作、反应温度变化、物料性质变化等因素进行分析)。
常压反应釜
一般工作条件:常压工作,常温或低、中温工况,排空管道与后续冷凝器或尾气吸收装置连接,或有导热油加热,或循环水(冷冻水)冷却系统。可能发生的问题及安全措施:(1)反应釜排空管道阀门未开或管道堵塞;操作失误,导致反应失控。其结果是容器内压力升高,设备密封破坏,发生泄漏;压力超过设备承受极限,导致容器爆炸。安全措施:反应釜排空管道上的阀门悬挂常开标示牌;反应釜安装安全阀或爆破片;对设备进行定期检查、维护,保持管道畅通;反应釜的选型、设计应考虑反应釜能承受反应过程可能出现的最高压力。(2)涉及易燃易爆介质的反应釜工作状态为负压,误操作或密封不良,导致空气吸入反应系统。其结果是空气与反应釜内可燃介质可能形成爆炸性混合物,遇火花或高能可能发生火灾爆炸。安全措施:对设备进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好;使用易燃易爆物料的容器排空口、备用口应根据工艺需要悬挂“禁止开启”、“常闭”等警示标志。(3)有密闭保温阶段的反应,反应不彻底即进行关闭排空阀门保温。其结果是容器内压力升高;设备密封破坏,发生泄漏;压力超超过设备承受极限,导致容器爆炸。安全措施:严格执行工艺规程操作;反应釜安装安全阀或爆破片;安装压力报警器,连锁压力释放阀。
易燃易爆物料常压储罐
一般工作条件:常压、常温储存,排空管道安装阻火器与大气相通,或氮封储存。
可能发生的问题及安全措施:(1)与大气相通储罐未安阻火器或阻火器损坏。其结果是空气与储罐内可燃介质可能形成爆炸性混合物,有明火或火花可能引入储罐内部发生火灾爆炸。安全措施:储罐通气管安装阻火器,并定期检查维护;备用口应加盲板并密封完好。(2)氮封储罐氮气泄漏,氮封失效。其结果是空气与反应釜内可燃介质可能形成爆炸性混合物,发生火灾爆炸。安全措施:储罐顶部安装压力监测报警装置;氮气补充系统应为自动补充系统;对设备进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好。(3)氮封储罐氮气减压阀损坏、氮气压力失控;容器内压力升高(此情况一般出现在小型氮封储罐,大型氮封储罐安装有呼吸阀)。结果是设备密封破坏,发生泄漏;压力超超过设备承受极限,导致容器爆炸。安全措施:严格执行工艺规程,控制氮气系统压力;氮封储罐安装安全阀;氮气缓冲罐安装安全阀;对设备、安全阀等进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好。
短时间压力操作的常压罐
一般工作条件:正常工艺操作条件为常压,因气体压送转料、连接设备转换等特定工艺操作而短时间承受一定压力。
可能发生的问题及安全措施:(1)设备选型和设计未考虑短时间压力升高情况。结果是密封泄漏;储罐变形或破裂;发生容器爆炸;有易燃易爆物料可引发火灾爆炸。安全措施:根据工艺操作条件进行储罐选型和设计;加强设备管理,定期检测设备腐蚀情况,容器壁厚小于设计壁厚条件下禁止使用。(2)使用增压气体压力超过设计值;增压气体压控制失效。结果是密封泄漏;储罐变形或破裂;发生容器爆炸;有易燃易爆物料可引发火灾爆炸。安全措施:选用增压气体气源应符合设计工况要求;增压气体进入设备前设置缓冲罐,安装安全阀,安全阀的设定压力不超过用气的常压容器的设计压力。(3)对于易燃易爆物料,使用增压气体压送物料停气后,容器开口或降温后设备处于负压状态,空气可能进入容器;使用真空抽料,设备密封不严,空气可能进入容器内;使用真空抽料完毕,误操作空气可能进入容器内。结果是空气与容器内可燃介质可能形成爆炸性混合物,发生火灾爆炸。安全措施:根据工艺条件制订完善的安全操作规程,并严格执行;对于易燃易爆物料使用氮气等惰性气体作为增压气体,并严禁混入空气;对真空抽料的设备应选用惰性气体破坏真空;进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好;使用易燃易爆物料的容器排空口、备用口应根据工艺需要悬挂“禁止开启”、“常闭”等警示标志。以上分析是对某种设备的典型操作隐患分析,实际生产过程中一套容器可能同时存在几种典型操作工况,企业应根据设备类型及用途、工艺条件、物料性质等多方面分析。
3 化工企业常压容器的管理措施
常压容器是化工行业生产系统中不可缺少的组成部分,普遍分散于装置中各部分,放松常压设备的安全管理就会直接导致系统安全性的降低。常压容器在正常工作状态下属于常压,但如果出现误操作或装置、控制系统失灵,就可能产生一定的压力,加之设备本身承压能力较低,一旦超压极易引起爆炸事故。人们一般将精力集中在压力容器的操作和管理上,因此常压容器出现误操作的机率相对较高。要保证企业安全生产,只有在管理上不断加强,消除各种不安全因素,严格规范常压容器的管理。建议企业在常压设备的管理上注意以下几个方面:(1)装置系统内的常压容器,设计和选型应考虑容器可能出现的最高工作压力,确保容器能够承受短时间的压力操作状态。(2)对误操作或相关装置失效可能导致常压容器超压的,常压容器安装安全阀或爆破片等压力释放装置。(3)有化学反应过程的常压容器,应根据工艺情况完善配置反应速度控制系统、冷却降温系统、压力释放系统,并根据工艺特点配置安全联锁系统。(4)氮封等惰性气体保护的常压容器,应配置压力检测和控制系统,确保氮封有效,并有氮气压力自动控制措施。
综上所述,只有加强常压容器的安全管理工作,才能够避免常压容器违章操作、消除容器的潜在危险、避免爆炸事故的发生,保障化工企业安全生产。
Q我我给你论文关键词:压力容器 材料代用 以优代劣 以厚代薄论文摘要:压力容器设计中最重要的部分之一便是材料的选择,它直接关系到压力容器的质量和安全性,但由于设备制造过程中采购困难等因素的影响,材料代用现象普遍发生,常见的代用问题有:以优代劣、以厚代薄及其他问题,这些问题直接关系到容器的质量和安全以及投资建设方的经济和管理问题,值得我们重视。如何进行正确的选材是压力容器设计和创造中的第一步,也是直观重要的一步。在压力容器的设计和制造过程中,一旦材料选取不合适,会对容器的安全使用留下重大隐患。所以,在压力容器选材上,要根据容器的具体使用条件,如设计的压力和温度、操作特征、介质特点等,来选取拥有合适力学、焊接和耐腐蚀性能等物理性能的材料。除此之外,选取材料时还要充分考虑其具体加工工艺和经济性等其他因素。1 材料代用的具体规定在设备的设计和制造过程中,常常会出现材料采购困难或者出于经济上的考虑,材料代用的现象经常出现在压力容器的设计过程中。《固定式压力容器安全技术监督规程(TSG R0004-2009)》以及《钢制压力容器(GB150-1998)》对材料代用做了相关规定。一般来讲,主要要求如下:压力容器的承压部件在代用材料的选择上,应和被代用材料有着相同或者相似的外形质量、化学成分、尺寸公差、性能指标、检验项目和检验率等。材料代用最基本的原则是:要绝对保证,在技术要求上,代用材料不得低于被代用材料,个别在检测率或性能项目上要求不严格的代用材料,可以采取检验、测试的方式来选择合适的代用材料。材料代用的手续要求为:(1)容器承压部件的代用要严格进行,须经由代用单位技术部门的批准并上报代用材料的复检报告或质量证明,由主管负责人核准批复;(2)必须在获得原设计单位的允许并拿到证明文件后,才可以在压力容器制造时进行材料代用;(3)压力容器的设计图、施工图以及出厂时的质量证明书中要细致标注代用材料的规格部位、材质和规格。
浅议化工压力容器的防腐蚀管理论文
一、引言
压力容器是化工生产中各种反应的发生场所,化学反应多处在高温高压的环境下,为了保证化学反应的正常进行以及安全的化工生产,就必须密切关注压力容器的使用寿命和自身完整性。导致压力容器使用寿命缩短和自身完整性被破坏的因素分作两种,一是机械性破裂,二是环境破裂。机械性破裂指的是遭受外力撞击而发生的破损;环境破裂指的是腐蚀。机械性破裂多来自外界,容易发现和处理;环境破裂(腐蚀)多发于压力容器内部,不易察觉和处理。本文就化工压力容器发生腐蚀的类型、原因、防治措施等方面,论述一些管理措施。
二、化工压力容器腐蚀的常见类型
化工压力容器常见的腐蚀类型包括:物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀。
1、物理腐蚀
在常温常压下,除了极少数的活泼金属,其他的大部分金属,相互之间不会发生反应。但是在高温高压的环境中,当低熔点的金属变成液态的时候,就会对高熔点的未变成液态的固态金属产生物理溶解作用,这种纯粹是物理性质的剥蚀溶解作用,故称作物理腐蚀。例如,液态锌溶解剥蚀钢制容器就是典型恶物理腐蚀现象。
2、化学腐蚀
化学腐蚀的起因是化学反应。物质的原子被重新排列组合生成新物质的过程,称为化学反应。化学反应中常伴有发光、发热、变色、生成沉淀物等现象,是否生成新的物质,是判断一个反应是否为化学反应的依据。化工压力容器里的化学原料与容器内壁通过置换反应、分解反应、合成反应、氧化还原反应,生成新的物质,改变了化工压力容器材质,削弱了容器耐压耐温的强度。
3、电化学腐蚀
电化学反应指的是,化工压力容器内壁金属与容器内的液态化学原料,由于存在阴阳离子呈现聚集区域的分别,而产生电位差,形成电流回路,使得容器内表面的金属原子不断被剥离出电子,金属原子结构被破坏,最终,内壁金属被不断剥离掉落,形成腐蚀。在化工压力容器内,金属容器与化学原料发生最多的就是电化学反应,电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象。
4、应力腐蚀
化学原料在化工压力容器内部不是静止的,而是在搅拌、反应等作用力下,不断地流动、旋转、翻腾的。多种物质混杂甚至成粘稠状的化学原料在运动中会对容器内壁产生冲刷作用,不论是粘拉或是挤压,统称为应力作用,由此产生的腐蚀称作应力腐蚀。应力腐蚀的发展速度很快,没有外形的明显变化,不易察觉,其造成的破坏性很严重。
三、化工压力容器腐蚀的生成原因与防控举措
1、腐蚀的生成原因
(1)容器本身原因。容器本身引发腐蚀的原因有:①金属化学成分。金属材料具有与容器内的化学原料发生化学反应的特性,金属材料杂质比较多,金属材料的合金成分、比例、加工工艺不合格。②容器制造工艺。在冲压、热处理、焊接等加工过程中,容器金属材料会发生内应力变化。(2)环境原因。在化工生产中,压力容器一方面要承受高温高压的考验,一方面要克服化学原料的各种腐蚀,这些都是有条件有限度的,若是超出了承受的极限,必然会发生腐蚀现象。在加入酸碱等性质的不同化学原料的时候,如果没有按照配方比例严格操作,容器内化学反应物的成分、PH值、浓度、氧化能力等必然会加深腐蚀;在高温高压的环境中,金属的抗腐蚀作用会快速下降,温度与压力越高,抗腐蚀的性能越差;当化学原料流动的速度越快,冲击磨损和空泡磨损的作用就会越大,容器内壁保护膜的脱落速度会因为应力作用而加大。
2、防腐蚀的防控举措
(1)选择合格的压力容器材料。化工压力容器的生产、安装、使用,必须严格执行国标,按照容器的使用用途、安装环境选择合适的容器材料,根据不同的情况,在容器钢材中加入镍、铜、钛、铬等不同的合金,在容器表面进行不同的氧化保护膜的制作。另外,应充分考虑压力容器的安置环境,配置防毒、防爆、防火等附属设施设备。(2)选择合适的缓蚀剂。缓蚀剂的作用是减缓设备的腐蚀速度,根据配比,只需加入原料总量的千分之几、万分之几,就可以有效地保护压力容器内壁的抗腐蚀性能,同时不会对正常的化学反应有任何影响。是一种比较经济实惠的`抗腐蚀方法。(3)提高容器焊接质量。化工压力容器的体积都比较大,需要采用焊接技术拼接制作,一般使用的是电弧焊和氩弧焊这两种焊接工艺。从焊条的选择、焊接的方法、焊接的质量、焊后的热处理,都要按照生产工艺与图纸要求,严格执行,仔细检查,使用晶间腐蚀试验和超声波探伤射线探伤等检验手段,杜绝出现细小的缺陷。最终目的是为了保持焊接区的金相组织与性能,彻底消除焊缝的残余应力,防止产生裂纹。(4)电化学保护。根据电化学原理,采用牺牲阳极保护法或外加电流法,将被保护的金属作为阴极,分别通过牺牲铝、锌、合金等外加阳极,通过外加直流电保护阴极的方法,防止或减缓压力容器金属的腐蚀。(5)使用防腐材料。防腐涂料一般由合成树脂、橡胶、植物油和浆液溶剂等非金属材料调配而成,将其均匀涂抹在压力容器内壁,待干燥后可以形成一层薄膜,削弱化学原料的渗透作用,降低腐蚀电流,从而达到较好的防腐效果。该方法是目前采用最广泛的一种防腐手段。(6)敷设防护衬里。对于腐蚀性很强的化学原料,仅仅使用上述方法是不能有效防控的,此时就需要敷设防护衬里。防护衬里的材料有不锈钢、钛合金、特种陶瓷、聚四氟乙烯、玻璃钢、合成橡胶等。防护衬里的适用性比较单一,成本比较高,一般只在特殊情况下采用。(7)内壁覆盖法。内壁覆盖法是在容器内壁镀一层耐腐蚀金属或陶瓷,亦或通过化学反应使容器金属内壁自身生成一种致密的保护膜。从而隔绝化学原料、水、氧气等与容器钢材的接触,阻止其被腐蚀。内壁覆盖法是一种较为便宜的通用的防护方法。(8)加强日常维护。化工压力容器的防腐蚀,根本之道在于有效预防。因此,增强员工责任心,加强日常的检查维护,是最有效的防腐蚀管理措施。严格执行压力容器的相关使用检修规程、进行定期巡视检查、取样,做好压力容器的运行档案记录工作,在毫末间分析腐蚀状况,做好积极的应对工作,减缓或抑制腐蚀破坏,确保设备的运行安全。
四、结论
总之,化工企业的相关人员要高度重视压力容器的腐蚀现象,时刻保持警惕,及时发现并正确处理压力容器的腐蚀现象,从而抑制或减缓腐蚀破坏,延长设备使用寿命,保证化工设备的安全运行。
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简要分析化工企业常压容器使用安全与管理论文
化工企业生产中涉及易燃易爆、有毒、腐蚀性介质较多,工作条件有高温、高压等危险工况,因而压力容器事故成为企业的监控重点,而对于常压容器的安全管理成为相对薄弱的环节,部分企业几乎忽略了常压设备的安全管理工作,没有很好的分析常压设备工作的特点,制定相应的安全管理措施,因而潜存了常压设备的安全隐患。
1 事故案例与分析
案例一常压容器超压引发容器爆炸
2006 年2 月25 日,山东省淄博市某化工企业的2,6- 二硝基对甲基苯酚装置在开车时,操作人员在反应釜内加好硝酸后,开始向反应釜内滴加邻硝基对甲基苯酚,滴加过程中,反应釜突然发生爆炸,导致厂房屋顶和生产设施损毁。造成事故的直接原因为该企业的操作工在反应过程中,没有将放空管线阀门彻底打开,导致常压反应釜内憋压,造成爆炸事故。硝化反应釜上安装防止误操作的自动防爆泄压设施;二是该企业没有编制详尽的安全操作规程,没有对放空管阀门的操作作出明确的要求。
案例二易燃易爆介质常压容器混入空气引发爆炸
2015 年11 月17 日,辽宁某石油化工企业碳五分离装置区域内的阻聚剂配制罐发生爆炸致火灾事故,致使装置区部分设备受损,装置内物料部分泄漏,所幸无人员伤亡。造成事故的直接原因为阻聚剂罐液面上形成较大空间,实际操作过程中没有使用充氮设施对负压吸入和使用临时管线带入的空气进行置换和保护,使罐内空间部分形成乙腈蒸气与空气混合的爆炸性混合气体(乙腈的爆炸极限3%~ 16%)。环绕设备的`电伴热带在长期使用过程中,绝缘体出现破损,对罐壁放电,局部形成高温,引发事故发生。
2 常压容器的工况特点分析与安全措施
常压容器区分于压力容器, 通常说的常压容器为容器内无压力,有管道或容器开孔与大气相通,如水罐,低浓度酸、碱罐等。在化工行业,由于所涉及物料大部分为易燃易爆、有毒、腐蚀性介质,这些介质泄漏或以气体形式散发,会导致人员中毒、环境污染、引发火灾爆炸等事故,所以很多储存容器虽为常压容器,但处于密封状态,反应设备多与其他设备连通工作,这些容器内部为微正压(<)或负压(真空)状态。当容器内压力超压时可能发生容器爆炸事故,如果负压设备内介质易燃易爆,密封不严,容器混入空气,可能形成爆炸性混合气体,引发火灾爆炸事故。发生容器爆炸可能发生次生事故,如火灾爆炸、人员中毒、人员灼伤、环境污染等。
现针对几种常压容器举例进行典型的安全隐患分析如下(以下分析主要基于工作压力情况的分析,未针对其他工艺操作、反应温度变化、物料性质变化等因素进行分析)。
常压反应釜
一般工作条件:常压工作,常温或低、中温工况,排空管道与后续冷凝器或尾气吸收装置连接,或有导热油加热,或循环水(冷冻水)冷却系统。可能发生的问题及安全措施:(1)反应釜排空管道阀门未开或管道堵塞;操作失误,导致反应失控。其结果是容器内压力升高,设备密封破坏,发生泄漏;压力超过设备承受极限,导致容器爆炸。安全措施:反应釜排空管道上的阀门悬挂常开标示牌;反应釜安装安全阀或爆破片;对设备进行定期检查、维护,保持管道畅通;反应釜的选型、设计应考虑反应釜能承受反应过程可能出现的最高压力。(2)涉及易燃易爆介质的反应釜工作状态为负压,误操作或密封不良,导致空气吸入反应系统。其结果是空气与反应釜内可燃介质可能形成爆炸性混合物,遇火花或高能可能发生火灾爆炸。安全措施:对设备进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好;使用易燃易爆物料的容器排空口、备用口应根据工艺需要悬挂“禁止开启”、“常闭”等警示标志。(3)有密闭保温阶段的反应,反应不彻底即进行关闭排空阀门保温。其结果是容器内压力升高;设备密封破坏,发生泄漏;压力超超过设备承受极限,导致容器爆炸。安全措施:严格执行工艺规程操作;反应釜安装安全阀或爆破片;安装压力报警器,连锁压力释放阀。
易燃易爆物料常压储罐
一般工作条件:常压、常温储存,排空管道安装阻火器与大气相通,或氮封储存。
可能发生的问题及安全措施:(1)与大气相通储罐未安阻火器或阻火器损坏。其结果是空气与储罐内可燃介质可能形成爆炸性混合物,有明火或火花可能引入储罐内部发生火灾爆炸。安全措施:储罐通气管安装阻火器,并定期检查维护;备用口应加盲板并密封完好。(2)氮封储罐氮气泄漏,氮封失效。其结果是空气与反应釜内可燃介质可能形成爆炸性混合物,发生火灾爆炸。安全措施:储罐顶部安装压力监测报警装置;氮气补充系统应为自动补充系统;对设备进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好。(3)氮封储罐氮气减压阀损坏、氮气压力失控;容器内压力升高(此情况一般出现在小型氮封储罐,大型氮封储罐安装有呼吸阀)。结果是设备密封破坏,发生泄漏;压力超超过设备承受极限,导致容器爆炸。安全措施:严格执行工艺规程,控制氮气系统压力;氮封储罐安装安全阀;氮气缓冲罐安装安全阀;对设备、安全阀等进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好。
短时间压力操作的常压罐
一般工作条件:正常工艺操作条件为常压,因气体压送转料、连接设备转换等特定工艺操作而短时间承受一定压力。
可能发生的问题及安全措施:(1)设备选型和设计未考虑短时间压力升高情况。结果是密封泄漏;储罐变形或破裂;发生容器爆炸;有易燃易爆物料可引发火灾爆炸。安全措施:根据工艺操作条件进行储罐选型和设计;加强设备管理,定期检测设备腐蚀情况,容器壁厚小于设计壁厚条件下禁止使用。(2)使用增压气体压力超过设计值;增压气体压控制失效。结果是密封泄漏;储罐变形或破裂;发生容器爆炸;有易燃易爆物料可引发火灾爆炸。安全措施:选用增压气体气源应符合设计工况要求;增压气体进入设备前设置缓冲罐,安装安全阀,安全阀的设定压力不超过用气的常压容器的设计压力。(3)对于易燃易爆物料,使用增压气体压送物料停气后,容器开口或降温后设备处于负压状态,空气可能进入容器;使用真空抽料,设备密封不严,空气可能进入容器内;使用真空抽料完毕,误操作空气可能进入容器内。结果是空气与容器内可燃介质可能形成爆炸性混合物,发生火灾爆炸。安全措施:根据工艺条件制订完善的安全操作规程,并严格执行;对于易燃易爆物料使用氮气等惰性气体作为增压气体,并严禁混入空气;对真空抽料的设备应选用惰性气体破坏真空;进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好;使用易燃易爆物料的容器排空口、备用口应根据工艺需要悬挂“禁止开启”、“常闭”等警示标志。以上分析是对某种设备的典型操作隐患分析,实际生产过程中一套容器可能同时存在几种典型操作工况,企业应根据设备类型及用途、工艺条件、物料性质等多方面分析。
3 化工企业常压容器的管理措施
常压容器是化工行业生产系统中不可缺少的组成部分,普遍分散于装置中各部分,放松常压设备的安全管理就会直接导致系统安全性的降低。常压容器在正常工作状态下属于常压,但如果出现误操作或装置、控制系统失灵,就可能产生一定的压力,加之设备本身承压能力较低,一旦超压极易引起爆炸事故。人们一般将精力集中在压力容器的操作和管理上,因此常压容器出现误操作的机率相对较高。要保证企业安全生产,只有在管理上不断加强,消除各种不安全因素,严格规范常压容器的管理。建议企业在常压设备的管理上注意以下几个方面:(1)装置系统内的常压容器,设计和选型应考虑容器可能出现的最高工作压力,确保容器能够承受短时间的压力操作状态。(2)对误操作或相关装置失效可能导致常压容器超压的,常压容器安装安全阀或爆破片等压力释放装置。(3)有化学反应过程的常压容器,应根据工艺情况完善配置反应速度控制系统、冷却降温系统、压力释放系统,并根据工艺特点配置安全联锁系统。(4)氮封等惰性气体保护的常压容器,应配置压力检测和控制系统,确保氮封有效,并有氮气压力自动控制措施。
综上所述,只有加强常压容器的安全管理工作,才能够避免常压容器违章操作、消除容器的潜在危险、避免爆炸事故的发生,保障化工企业安全生产。
你问的是杂志吗?现在是国内核心期刊,是不是EI不知道。
不明白你主指什么
你可以到国家质量监督检验检疫总局门户网站查询,网址是一、GB系列标准 1、GB 150-1998,钢制压力容器 2、GB 151-1999,管壳式换热器 3、GB 151-1999,管壳式换热器标准释义 4、GB/T 699–2006,优质碳素结构钢 5、GB 700-2006,碳素结构钢 6、GB/T 713-2008,锅炉压力容器用钢板 7、GB 985-1988,气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 8、GB 986-1988,埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸 9、GB 3087-1999,低中压锅炉用无缝钢管 10、GB 3274-2007,碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 11、GB 3531-1996,低温压力容器用低合金钢钢板 12、GB/T 5117-1995 ,碳钢焊条 13、GB/T 5118-1995,低合金钢焊条 14、GB/T 5293-1999,埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 15、GB/T 5293-1999 ,埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 16、GB 5310-1995,高压锅炉用无缝钢管 17、GB/T 8110-1995 ,气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝 18、GB/T 8163-1999 ,输送流体用无缝钢管 19、GB/T 8165-1997 ,不锈钢复合钢板和钢带 20、GB/T 9019-2001 ,压力容器公称直径 21、GB/T 9112~9124-2000,钢制管法兰(合订本) 22、GB/T 9125-2003,管法兰连接用紧固件 23、GB/T 9126-2003 ,管法兰用非金属平垫片、尺寸 24、GB/T 9128-2003 ,钢制管法兰用金属环垫、尺寸 25、GB/T 9129-2003,管法兰用非金属平垫片技术条件 26、GB/T 12212–1990,技术制图焊缝符号的尺寸、比例及简化表示方法 27、GB/T 12470-2003,埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂 28、GB/T 12522-1996,不锈钢波形膨胀节 29、GB/T 12777-1999,金属波纹管膨胀节 30、GB 13296-2007,锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 31、GB/T 14976-1994,流体输送用不锈钢无缝钢管 32、GB/T 15601-1995,管法兰用金属包覆垫片 33、GB 16749–1997 ,压力容器波形膨胀节
国际压力容器与管道杂志4区。按照中科院分区表划分,为统筹管理各个类别期刊,将国际压力容器与管道杂志分为4区。国际压力容器与管道杂志,该刊创刊于1972年,出版周期Monthly。
你好,对压力容器进行应力分析其实主要目的是分析在该应力或载荷下,容器或结构是否会失效,是否会对容器本体安全造成影响。但是普通的容器设计还是基于规则设计的,按规范只有符合几个要求的才进行失效分析的。望采纳,谢谢。
这是个压力容器应力分析中很典型的模型:1.对称面加对称约束(symmetry的那个)2.筒体上端面施加等效压力3.筒体下端面施加周向和轴向约束4.接管端面施加等效压力5.筒体和接管内部加压力如上5步就ok了
是的,毕业答辩没有通过,修改论文准备二辩。
毕业论文的要求:
一、论文内容要求
论文字数为8000字以上。论文内容一般应由11个主要部分组成,依次为:⒈封面(包括“学士学位论文封面”和“毕业论文封面”),⒉中文摘要,⒊英文摘要,⒋目录,⒌前言,⒍论文正文,⒎结论,⒏参考文献,⒐附录,⒑致谢,11.英文原文和中文翻译。
各部分的具体要求如下:
1、 封面
包括“学士学位论文封面”和“毕业论文封面”,格式见附件1、2。论文题目不宜超过20个字。
2、中文摘要
以浓缩的形式概括研究课题的主要内容、方法和观点,以及取得的成果和结论。字数一般在300左右。
关键词:精选3至5个最能代表或说明本文精髓、本质或核心的词组。
3、 英文摘要
英文摘要内容应与中文摘要基本相对应,要符合英语语法,语句通顺,文字流畅。字数一般在300左右。对应的英文关键词3~5个。
4、目录
按三级标题编写,要求层次清晰,且要与正文标题一致,主要包括摘要、正文主要层次标题、致谢、参考文献等。
5、 前言
说明本课题的意义、目的、研究范围以及所要达到的技术要求;简述本课题在国内外的发展状况及存在的问题,说明本课题的指导思想;阐述本课题应解决的主要问题;在内容上应比摘要部分详细。
6、 论文正文
论文正文是主体,一般由标题、文字叙述、图、表格和公式等五个部分构成。写作形式可因科研项目的不同而变化,一般可包括理论分析、计算方法、实验装置和测试方法,经过整理加工的实验结果分析和讨论,与理论计算结果的比较以及本研究方法与已有研究方法的比较等。
7、结论
用简明的、准确的、科学的语言,对正文的论证进行高度概括;对所取得的结果与已有结果的比较和课题尚存在的问题,以及进一步开展研究的见解和建议。
8、参考文献
参考文献应按文中引用出现的顺序列出,列在正文的末尾。不少于20篇(部),其中至少有2篇(部)外文参考文献。
9、附录
主要列入正文内过分冗长的公式推导,供查读方便所需的辅助性数学工具或表格;重复性数据图表;论文使用的缩写、程序全文及说明等
10、致谢
对给予各类资助、指导和协助完成研究工作以及提供各种对论文工作有利条件的单位及个人表示感谢。致谢应实事求是,切忌浮夸与庸俗之词。
11、英文原文和中文翻译
英文原文(不少于10000个印刷符号),中文翻译(与英文对应),小四号宋体,倍行距。
二、撰写规范
1. 一律采用Word系统录入和排版,A4纸,页边距上下各为;左右各为。正文内容均采用单倍行距。
2.中文摘要
⑴论文题目为三号黑体字,可以分成1或2行居中打印。
⑵论文题目下空两行左对齐打印“摘要”二字(小四号黑体),字间空一格。
⑶“摘要”二字后打印摘要内容(小四号宋体)。每段开头空二格,标点符号占一格。倍行距。
⑷摘要内容后,下空一行打印“关键词”三字(小四号黑体),其后为关键词(小四号宋体)。关键词数量为3~5个,每一关键词之间用逗号分开,最后一个关键词后不打标点符号。
⑸中文摘要占用一页。
⒊ 英文摘要
⑴英文全部采用Times New Roman字体
⑵论文的英文题目为三号字加粗,可分成1~3行居中打印。每行左右两边至少留五个字符空格。
⑶题目下空两行,左对齐打印“Abstract”(小四号字加粗),其后打印英文摘要内容。摘要内容每段开头留四个字符空格。倍行距。
⑷摘要内容后,下空一行打印“Keywords” (小四号字加粗), 其后的关键词用小写字母,每一关键词之间用逗号分开,最后一个关键词后不打标点符号。
⑸英文摘要占用一页。
⒋目录
最好采用word自带的插入“索引和目录”功能自动生成,按三级标题生成。“目录”两字(三号黑体),字间空两格。下空一行为章、节、小节及其开始页码(小四号宋体)。章、节、小节分别以1、、 等数字依次标出。
⒌ 标题
1 xxxx(标题1格式,三号黑体加粗,序号与题名间空1个汉字字符,段前24磅,段后18磅,单倍行距,居中)。
xxxx(标题2格式,四号宋体加黑,段前24磅,段后6磅,左对齐,不接排)。
xxxx(标题3格式,小四号黑体,段前12磅,段后6磅,左对齐,不接排)。
a. xxxx(小四号黑体)xxx(空1个汉字字符,接排小四号宋体正文)。
(1)xxxx(小四号黑体)xxx(空1个汉字字符,接排小四号宋体正文)。
(2)xxxx(小四号黑体)xxx(空1个汉字字符,接排小四号宋体正文)。
⒍ 正文
采用小四号宋体,单倍行距。
写作中应注意的:如标点符号、名词、量和单位、数字等应符合相应的国家标准要求。
7 图
图题(五号宋体)居中排于图的下方,图序与图题间空1个汉字字符。引用图应在图题右上角标出文献来源。
图号按章顺序编号,如图为第三章第二图。
由若干分图组成的插图,分图用a、b、c、…标序。分图的图名以及图中各种代号的意义,以图注形式写在图的下方,先写分图名,另起行后写代号的意义。
绘图必须工整、清晰、规范。其中机械零件图按机械制图规格要求;示意图应能清楚反映图示内容;照片应在右下角给出放大标尺;实验结果曲线图应制成方框图。
图的内容安排要适当,不要过于密实。内容的多少和图的大小应符合这样一条原则;当把插图放在桌上,你站着看时能方便地看清楚图上的每一条线和每一个符号。
⒏ 表格
标题(五号宋体)居中排于表的上方,表序与表题间空1个汉字字符。
表格按章顺序编号,如表为第五章第四表。
表内文字为五号宋体。表内必须按规定的符号标注单位。
⒐ 公式
公式书写应在文中另起一行。公式后应注明序号,该序号按章顺序编排。
10.页眉、页脚
页眉:文字居中,五号宋体,内容统一打印“运城学院学士学位论文”。
页脚:页码居右,小四宋体,用“1”格式编排。
11. 参考文献:
⑴ 按论文中参考文献出现的先后顺序用阿拉伯数字连续编号,将序号置于方括号[ ]内,并视具体情况将序号作为上角标,或作为论文的组成部分。如:“……李××[1]对此作了研究,数学模型见文献[2]“。
⑵ 参考文献中每条项目应齐全。文献中的作者不超过三位时全部列出;超过三位时一般只列前三位,中文文献后面加“等”字,英文文献后面加“et al”;作者姓名之间用逗号分开;中外人名一律采用姓在前,名在后的著录法。
12. 参考文献中的著录格式示例
① 期刊[J].
[序号]作者(两位以上作者中间用逗号分开).题名[J]. 期刊名称(外文刊名可缩写,缩写后的首位字母应大写),出版年,卷号(期号):起止页码.
[1]曹海东. 唐宋诗词释词二则[J]. 语言研究,2006,(3):110—111.
[2]范祚军,马进. 金融交易协调可靠性与金融体系脆弱性缓解[J]. 中国人民大学学报,2006,(3):55—60.
② 专著[M]、论文集[C]、学位论文[D]、报告[R]
[序号]作者. 文献题名[文献类型标识]. 出版地:出版者,出版年. 起止页码.
[3]刘国钧,陈绍业. 图书馆目录[M]. 北京:高等教育出版社,—18.
[4]辛希孟. 信息技术与信息服务国际研讨会论文集:A集[C]. 北京:中国社会科学出版社,1994.
[5]张筑生. 微分半动力系统的不变集[D]. 北京:北京大学数学系数学研究所,1983.
[6]冯西桥. 核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析[R].北京:清华大学核能技术设计研究院,1997.
③ 论文集中的析出文献[A]
[序号]析出文献作者.析出文献题名[A].原文献主要责任者.原文献题名[C].出版地:出版者,出版年.析出文献起止页码.
[7]钟文发.非线性规划在可燃毒物配置中的应用[A].赵玮.运筹学的理论与应用——中国运筹学会第五届大会论文集[C].西安:西安电子科技大学出版社,—471.
④ 报纸文章[N]
[序号]作者.题名[N].报纸名,出版日期(版次).
[8]赵永新,刘毅.专家会诊沙尘暴[N].人民日报,2006-5-25(16)
外文作者名前必须加上(国籍名)
⑤ 国际、国家标准[S]
[序号]标准编号,标准名称[S].
[9]GB/T16159—1996,汉语拼音正词法基本原则[S].
⑥ 专利[P]
[序号]专利所有者.题名[P].专利国别:专利号,出版日期.
[10]陈邦泽.气压式油品再生处理机[P].中国专利:,2006-05-31.
⑦ 电子文献
[序号]作者.题名[电子文献及载体类型标识].电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选).
[11]王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展[EB/OL].
[12]万锦坤.中国大学学报论文文摘(1983-1993).英文版[DB/CD].北京:中国大百科全书出版社,1996.
⑧ 各种未定义类型文献[Z]
[序号]主要责任者.文献题名[Z].出版地:出版者,出版年.
13. 附录
论文的附录依次为附录1,附录2……编号。附录中的图表公式另编排序号,与正文分开。
是的,毕业答辩没有通过,修改论文准备二辩。
毕业论文不论是答辩一辩通过的,还是二辩再通过,只要答辩通过即可,两者之间是没有区别的。毕业论文答辩是一种有组织、有准备、有计划、有鉴定的比较正规的审查论文的重要形式。为了搞好毕业论文答辩,在举行答辩会前,校方、答辩委员会、答辩者(撰写毕业论文的作者)三方都要做好充分的准备。
毕业论文答辩的注意事项:
1、克服紧张、不安、焦躁的情绪,自信自己一定可以顺利通过答辩。
2、注意自身修养,有礼有节。无论是听答辩教师提出问题,还是回答问题都要做到礼貌应对。
3、听明白题意,抓住问题的主旨,弄清答辩教师出题的目的和意图,充分理解问题的根本所在,再作答,以免出现答非所问的现象。
4、若对某一个问题确实没有搞清楚,要谦虚向教师请教。尽量争取教师的提示,巧妙应对。用积极的态度面对遇到的困难,努力思考作答,不应自暴自弃。
5、答辩时语速要快慢适中,不能过快或过慢。过快会让答辩小组成员难以听清楚,过慢会让答辩教师感觉答辩人对这个问题不熟悉。
6、对没有把握的观点和看法,不要在答辩中提及。
7、不论是自述,还是回答问题,都要注意掌握分寸。强调重点,略述枝节;研究深入的地方多讲,研究不够深入的地方最好避开不讲或少讲。
压力容器设计的基本步骤:以稳压罐的设计为例,对容器设计的全过程进行讲解。首先,我们根据用户提出的、在压力容器规范范围内双方签署的具有法律约束力的设计技术协议书,该协议书也可以经双方同意共同修改、完善,以期达到产品使用最优化。根据稳压罐的设计技术协议,我们知道了容器的最高工作压力为,工作温度为200℃,工作介质为压缩空气,容积为2m3,要求使用寿命为10年。这些参数就是用户提供给我们的设计依据。有了这些参数,我们就可以开始设计。一. 设计的第一步就是要完成容器的技术特性表。除换热器和塔类的容器外,一般容器的技术特性表包括a 容器类别b 设计压力c 设计温度d 介质e 几何容积f 腐蚀裕度j 焊缝系数h 主要受压元件材质等项。一般我所图纸上没有做强行要求写上主要受压元件材质一. 确定容器类别 容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》(以下简称容规)第一章第6条(p7)有详细的规定,主要是根据工作压力的大小(p75)、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分(p75)。本例稳压罐为低压(<)且介质无毒不易燃,则应划为第Ⅰ类容器。 另:具体压力容器划分类别见培训教材 p4 1-11 何谓易燃介质见 p2 1-6 介质的毒性程度分级见 p3 1-7划分压力容器等级见 p3 1-9二. 确定设计压力我们知道容器的最高工作压力为,设计压力一般取值为最高工作压力的~倍。至于是取还是取,就取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。介质无害或装有安全阀等就可以取下限,否则就取上限。本例介质为无害的压缩空气,且系统管路中有泄压装置,符合取下限的条件,则得到设计压力为 Pc=。 另:什么叫设计压力?计算压力?如何确定?见p11 3-1 液化石油气储罐设计中,是如何确定设计压力的?三. 确定设计温度一般是在用户提供的工作温度的基础上,再考虑容器环境温度而得。比如为华北油田设计的容器,且在工作状态无保温的情况下,其工作温度为30℃,其冬季环境温度最低可到-20℃,则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为-20℃。《容规》附件二(p77)提供了一些设计所需的气象资料供参考。本例取设计温度为200℃即可。四. 确定几何容积按结构设计完成后的实际容积填写即可。五. 确定腐蚀裕量由所选定受压元件的材质、工作介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和用户期待的使用寿命来确定,实际上应先选定受压元件的材质,再确定腐蚀裕量。《容规》第三章表3-3(p23)和GB150第节(p5)对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定,受使用环境影响很大,变数很多,目前无现成的数据。一般介质无腐蚀的容器,其腐蚀裕量取1~2mm即可满足使用寿命的要求。本例取腐蚀裕量为2mm。另:什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度?何谓最小厚度?如何确定?见p12 3-5 3-6六. 确定焊缝系数焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数,GB150的节(p6)对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。 具体取值,可以按《容规》第85条(p43)所规定的10种情况选择:其焊缝系数取1,即焊接接头应进行100%的无损检测,其他情况一般选焊缝系数为。本例选焊缝系数为。七. 主要受压元件材质的确定材质的确定在满足安全和使用条件的前提下,还要考虑工艺性和经济性。GB150第8页材料的使用有严格的规定,对这些规定的掌握是非常必要的。比较常用的材料有Q235-B(Q235-C)16MnR和0Cr18Ni9这几种材料1. 0Cr18Ni9一般用于低于-20℃的低温容器和 对介质有洁净要求的容器,如低温分离器、氟利昂蒸发器等;2. 16MnR一般用于对安全性要求较高、使用Q235-B时壁厚较大的容器,如油、天然气等。3. Q235-B使用最广也最经济,GB150第9页对其使用条件作了详细规定:● 规定设计压力≤;● 钢板使用温度0℃~350℃;● 用于壳体时厚度不得大于20mm,且不得用于高度危害的介质。就本例来说,其使用压力、温度和介质都符合Q235-B的条件,唯有厚度还未知,若超过了20mm则只能使用16MnR,本例就暂定使用Q235-B。当然啦,如果我们按以下:●规定设计压力≤;●钢板使用温度不得超过0℃~400℃;●用于壳体时厚度不得大于30 mm,且不得用于高度危害的介质。Q235-B与Q235-C的主要区别也就是冲击试验温度不同,前者为在温度20℃下做 V型冲击试验;后者为在0℃ 时做V型冲击试验完成了技术特性表,下一步就是容器计算了。◆ 确定容器直径计算时首先要确定容器直径。除非用户有要求,一般取长径比为2~5,很多情况下取2~3就可以了。本例要求容器的几何容积为2m3 。我们只得先设定直径,再根据此直径和容积求出筒体高度,验算其长径比。设定的直径应符合封头的规格。我们设定为800mm,查标准JB/T4746《钢制压力容器用封头》附录B,得知此规格的封头容积为 m3,则:筒体高度为 3664mm,长径比为 3664/800=若加上封头的高度,可知其长径比太大,我们先前设定的直径太小。再设定直径为1000mm,查得封头容积为立方。得到:筒体高度为 2164mm长径比为 2164/1000=比较理想,则我们确定本例稳压罐的内直径为1000mm,筒体高度圆整为2200mm。有了容器直径,即可按照GB150公式5-1(p26)计算出厚度为。此厚度即为计算厚度,其名义厚度为计算厚度与腐蚀裕量之和,再向上圆整到钢板的商品厚度。本例腐蚀裕量为2mm,与计算厚度之和为,与之最接近的钢板商品厚度为12mm,故确定容器厚度为12mm,并且此值符合Q235-B对厚度不超过20mm的要求。另外本例若选择腐蚀裕量为1mm经济性会好得多,可以思考一下为什么至此,我们已得到容器外形。◆ 下一步该是按用户要求和《容规》的规定配置各管口的法兰和接管。容器上开孔要符合GB150第节(p75)的规定,一般都要进行补强计算,除非满足GB150第节(p75)的条件,则可不必再计算补强。选择接管时应尽量满足GB150第节的条件,其安全性和经济性都最好,避免增加补强圈。本例要求的管口直径都在GB150第节的范围内,因此进气口和出气口接管选择φ57x5的无缝钢管,排污口选择φ的无缝钢管。法兰按HG20592选择的突面(RF)板式平焊法兰(PL)。◆ 法兰及其密封面型式法兰及其密封面型式是设计协议书中要求的,1. 压力等级必须高于设计压力;2. 其材质一般与筒体相同;3. 确定管口在壳体上的位置时,在空间较为紧张的情况下,一般也应保持焊缝与焊缝间的距离不小于50mm,以避免焊接热影响区的相互叠加。本例选定进气口、出气口距上下封头环焊缝各300mm。因本例稳压罐工作温度为200℃,故其工作状态下必定有保温层,考虑到保温层厚度以及螺栓安装的需要,选定法兰密封面到筒体表面的距离为150。◆ 检查孔除了用户要求的管口外,《容规》第45条(p26)还对检查孔的设置进行了规定。本例直径为1000mm,按规定必须开设一个人孔。查《回转盖平焊法兰人孔》标准JB580-79 压力容器与化工设备实用手册p614,选择压力级、公称直径450的人孔,密封型式为A型,其接管为φ480x10。因人孔开孔较大,所以人孔一定要使用补强圈补强,查《补强圈》标准JB/T4736,补强圈外径为760,厚度一般等同于筒体。人孔的位置以方便出入人孔为原则,应尽量靠近下封头。本例选定人孔中心距下封头环焊缝500。立式容器的支座一般选用支承式支座JB/T4724(压力容器与化工设备实用手册第599页),另:锻件的级别如何确定?对于公称厚度大于300mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用何级别?◆ 管口表的填写◆ 技术要求的书写1 本设备按 GB150-1998《钢制制压力容器》进行制造、试验和验收,并接受国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》的监督。2 焊接采用电弧焊,焊条牌号:焊接采用J422。3 焊接接头型式和尺寸除图中注明外,按HG20583的规定进行施焊:A 类和 B 类焊接接头型式为DU3; 接管与筒体、封头的焊接接头型式见接管表;未注角焊缝的焊角尺寸为较薄件的厚度;法兰的焊接按相应法兰标准的规定。4 容器上的 A 类和 B 类焊接接头应进行射线探伤检查,探伤长度不小于每条焊缝长度的20%,其结果应以符合JB4730 规定中的 Ⅲ 级为合格。5 设备制造完毕应进行水压试验,试验压力为 MPa。6 管口、支座及铭牌架方位按本图。7 设备检验合格后,外表面涂 C06-1 铁红醇酸底漆两道,再涂 C04-42 灰色醇酸磁漆一道。8 设备检验合格后,内部清理干净,各管口用盲板封严。10 设备筒体的计算厚度为 mm,封头计算厚度为 mm。 建议使用年限为10年。交个朋友,刚好我也要用,我是过程装备与控制的.先给你
浅议化工压力容器的防腐蚀管理论文
一、引言
压力容器是化工生产中各种反应的发生场所,化学反应多处在高温高压的环境下,为了保证化学反应的正常进行以及安全的化工生产,就必须密切关注压力容器的使用寿命和自身完整性。导致压力容器使用寿命缩短和自身完整性被破坏的因素分作两种,一是机械性破裂,二是环境破裂。机械性破裂指的是遭受外力撞击而发生的破损;环境破裂指的是腐蚀。机械性破裂多来自外界,容易发现和处理;环境破裂(腐蚀)多发于压力容器内部,不易察觉和处理。本文就化工压力容器发生腐蚀的类型、原因、防治措施等方面,论述一些管理措施。
二、化工压力容器腐蚀的常见类型
化工压力容器常见的腐蚀类型包括:物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀。
1、物理腐蚀
在常温常压下,除了极少数的活泼金属,其他的大部分金属,相互之间不会发生反应。但是在高温高压的环境中,当低熔点的金属变成液态的时候,就会对高熔点的未变成液态的固态金属产生物理溶解作用,这种纯粹是物理性质的剥蚀溶解作用,故称作物理腐蚀。例如,液态锌溶解剥蚀钢制容器就是典型恶物理腐蚀现象。
2、化学腐蚀
化学腐蚀的起因是化学反应。物质的原子被重新排列组合生成新物质的过程,称为化学反应。化学反应中常伴有发光、发热、变色、生成沉淀物等现象,是否生成新的物质,是判断一个反应是否为化学反应的依据。化工压力容器里的化学原料与容器内壁通过置换反应、分解反应、合成反应、氧化还原反应,生成新的物质,改变了化工压力容器材质,削弱了容器耐压耐温的强度。
3、电化学腐蚀
电化学反应指的是,化工压力容器内壁金属与容器内的液态化学原料,由于存在阴阳离子呈现聚集区域的分别,而产生电位差,形成电流回路,使得容器内表面的金属原子不断被剥离出电子,金属原子结构被破坏,最终,内壁金属被不断剥离掉落,形成腐蚀。在化工压力容器内,金属容器与化学原料发生最多的就是电化学反应,电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象。
4、应力腐蚀
化学原料在化工压力容器内部不是静止的,而是在搅拌、反应等作用力下,不断地流动、旋转、翻腾的。多种物质混杂甚至成粘稠状的化学原料在运动中会对容器内壁产生冲刷作用,不论是粘拉或是挤压,统称为应力作用,由此产生的腐蚀称作应力腐蚀。应力腐蚀的发展速度很快,没有外形的明显变化,不易察觉,其造成的破坏性很严重。
三、化工压力容器腐蚀的生成原因与防控举措
1、腐蚀的生成原因
(1)容器本身原因。容器本身引发腐蚀的原因有:①金属化学成分。金属材料具有与容器内的化学原料发生化学反应的特性,金属材料杂质比较多,金属材料的合金成分、比例、加工工艺不合格。②容器制造工艺。在冲压、热处理、焊接等加工过程中,容器金属材料会发生内应力变化。(2)环境原因。在化工生产中,压力容器一方面要承受高温高压的考验,一方面要克服化学原料的各种腐蚀,这些都是有条件有限度的,若是超出了承受的极限,必然会发生腐蚀现象。在加入酸碱等性质的不同化学原料的时候,如果没有按照配方比例严格操作,容器内化学反应物的成分、PH值、浓度、氧化能力等必然会加深腐蚀;在高温高压的环境中,金属的抗腐蚀作用会快速下降,温度与压力越高,抗腐蚀的性能越差;当化学原料流动的速度越快,冲击磨损和空泡磨损的作用就会越大,容器内壁保护膜的脱落速度会因为应力作用而加大。
2、防腐蚀的防控举措
(1)选择合格的压力容器材料。化工压力容器的生产、安装、使用,必须严格执行国标,按照容器的使用用途、安装环境选择合适的容器材料,根据不同的情况,在容器钢材中加入镍、铜、钛、铬等不同的合金,在容器表面进行不同的氧化保护膜的制作。另外,应充分考虑压力容器的安置环境,配置防毒、防爆、防火等附属设施设备。(2)选择合适的缓蚀剂。缓蚀剂的作用是减缓设备的腐蚀速度,根据配比,只需加入原料总量的千分之几、万分之几,就可以有效地保护压力容器内壁的抗腐蚀性能,同时不会对正常的化学反应有任何影响。是一种比较经济实惠的`抗腐蚀方法。(3)提高容器焊接质量。化工压力容器的体积都比较大,需要采用焊接技术拼接制作,一般使用的是电弧焊和氩弧焊这两种焊接工艺。从焊条的选择、焊接的方法、焊接的质量、焊后的热处理,都要按照生产工艺与图纸要求,严格执行,仔细检查,使用晶间腐蚀试验和超声波探伤射线探伤等检验手段,杜绝出现细小的缺陷。最终目的是为了保持焊接区的金相组织与性能,彻底消除焊缝的残余应力,防止产生裂纹。(4)电化学保护。根据电化学原理,采用牺牲阳极保护法或外加电流法,将被保护的金属作为阴极,分别通过牺牲铝、锌、合金等外加阳极,通过外加直流电保护阴极的方法,防止或减缓压力容器金属的腐蚀。(5)使用防腐材料。防腐涂料一般由合成树脂、橡胶、植物油和浆液溶剂等非金属材料调配而成,将其均匀涂抹在压力容器内壁,待干燥后可以形成一层薄膜,削弱化学原料的渗透作用,降低腐蚀电流,从而达到较好的防腐效果。该方法是目前采用最广泛的一种防腐手段。(6)敷设防护衬里。对于腐蚀性很强的化学原料,仅仅使用上述方法是不能有效防控的,此时就需要敷设防护衬里。防护衬里的材料有不锈钢、钛合金、特种陶瓷、聚四氟乙烯、玻璃钢、合成橡胶等。防护衬里的适用性比较单一,成本比较高,一般只在特殊情况下采用。(7)内壁覆盖法。内壁覆盖法是在容器内壁镀一层耐腐蚀金属或陶瓷,亦或通过化学反应使容器金属内壁自身生成一种致密的保护膜。从而隔绝化学原料、水、氧气等与容器钢材的接触,阻止其被腐蚀。内壁覆盖法是一种较为便宜的通用的防护方法。(8)加强日常维护。化工压力容器的防腐蚀,根本之道在于有效预防。因此,增强员工责任心,加强日常的检查维护,是最有效的防腐蚀管理措施。严格执行压力容器的相关使用检修规程、进行定期巡视检查、取样,做好压力容器的运行档案记录工作,在毫末间分析腐蚀状况,做好积极的应对工作,减缓或抑制腐蚀破坏,确保设备的运行安全。
四、结论
总之,化工企业的相关人员要高度重视压力容器的腐蚀现象,时刻保持警惕,及时发现并正确处理压力容器的腐蚀现象,从而抑制或减缓腐蚀破坏,延长设备使用寿命,保证化工设备的安全运行。
浅谈小型热水锅炉及其配套工艺应用分析论文关键词:小型热水锅炉二合一采暖炉分析 论文摘要:目前供热方式多种多样,主要供热设备分为“二合一”采暖炉、相变真空采暖炉、小型热水锅炉三种。其中,小型热水锅炉属于应用较新的一种供热设备,本文就其工作原理、工艺流程、与其他供热设备生产运行优缺点对比,以及运行过程中的经济能耗等问题进行分析。 1 小型热水锅炉及配套工艺技术简介 结构: 小型热水锅炉主要采用撬装模块式设计,内部主要由燃烧室、热交换器、自动燃烧器、自动控制装置及配套设施构成。 工作原理: 燃烧器将天然气充分燃烧,产生的热量被受热面吸收传给中间介质水,完成加热的水通过循环水泵打出,送至各采暖用户,出户后的冷凝水返回后再次被加热,如此循环往复。 主要工艺流程: 清水通过全自动软化水供水机组处理后打入加热炉,天然气通过全自动点火装置将锅炉点燃,将炉内清水加热至85℃左右,然后循环水泵将热水打出送至各用户。 工艺技术:该种锅炉具备完善的自动控制系统,采用全自动燃烧器可以实现自动燃烧功能,并通过控制柜实现各项参数的精确输出或发出故障信号,另外小型热水锅炉可以根据水温的变化进行自动调节,当水温升高时,锅炉自动停止燃烧;待水温降低后再自动启炉,有效的节约了锅炉的的耗气量。 热水锅炉水质硬度指标一般在,通过全自动软化水供水机组处理后,水质硬度指标一般小于,远远低于热水锅炉水质要求,降低了锅炉的腐蚀结垢情况及维修量。 2 与其它供热设备技术对比分析 运行能耗: “二合一”采暖炉炉膛温度受热不均、火焰偏烧,易造成局部过热影响炉效,炉效平均值仅在%左右,低于采暖系统炉效不小于80%的节能要求,增大了耗气量和生产运行费用。 小型热水锅炉炉效可达88%左右,节能烟箱的设计,通过在烟箱内壁加涂特殊的辐射材料,降低热损失;并在烟管内加装高效传热扰流构件,进一步强化传热等措施确保了锅炉更高的燃烧及传热效率。 而且它具备自动启炉和停炉的功能,当炉内水温达到85℃左右时,小型热水锅炉可自行停止加热,当回水温度降至55℃左右时,设备自动启炉,开始加热,大大降低了耗气量。 相变真空炉则采用两回程燃烧室和优化的换热面设计,确保了最佳的热传递,使加热炉效率高达87%-91%。 安全性: “二合一”采暖炉燃烧器没有配置全自动点火和熄火保护装置,而且加热炉监测力度及精细控制不够,管理人员多靠观察火焰及经验控制燃烧,炉膛内易熄火,存在严重安全隐患问题。 小型热水锅炉采用全自动燃烧器和自动监控系统,可实现输出参数的精确控制,确保锅炉安全运行的同时,大大减少了锅炉由于操作人员经验不足及人为因素造成的低效高耗使用情况。 相变真空炉运行时,锅壳内部压力始终低于外界大气压,绝无承压爆炸的危险,运行安全可靠。 使用寿命: “二合一”采暖炉腐蚀结垢问题严重,降低了锅炉的使用寿命;同时,“二合一”采暖炉火管和烟管结垢快,造成受热不均,靠近燃烧器2-3m处火管过热,易发生变形损坏。 小型热水锅炉炉膛内采用防腐衬膜技术,大幅度降低钢材腐蚀速率,使本体维修率降低,使用寿命延长。 相变真空炉炉体内部在真空无氧、无垢的环境下运行,大大延长锅炉使用寿命。湿背式回燃式结构,有效保证了燃烧系统的运行寿命。 管理维护及供热负荷: “二合一”采暖炉属于压力容器管理范围,因此每年需要开机检修,更换附件(更换火嘴、燃烧器、耐火砖;维修烟囱等),而小型热水锅炉和相变真空炉的损坏现象很少,维修工作量相对较小。 “二合一”采暖炉和相变真空炉供热负荷范围比较大,而小型热水锅炉的最高供热负荷为,适用于小型场所。。 3 经济效益分析 初投资对比分析 若以一台额定热功率为的炉子为例,小型热水锅炉、“二合一”采暖炉、相变真空炉主要设备工程投资比较具体情况见下列各表。 通过以上价格比较可以看出,小型热水锅炉投资费用最低,比相变真空炉投资费用节省万元,比“二合一”采暖炉投资节省万元。 运行费用对比分析 就小型热水锅炉、相变真空炉及“二合一”采暖炉进行效益分析,以采暖炉为例: ①耗气量(天然气价格为元/立方米估算、湿气价格为元/立方米估算) 小型热水锅炉耗气量为33Nm3/h,年耗气量为,一年费用为万元 相变真空炉耗气量为,年耗气量为14x104Nm3,一年费用为万元 “二合一”采暖炉耗气量为40Nm3/h,年耗气量为,一年费用为万元 ②年维护费用 小型热水锅炉及相变真空炉均属于自控程度较高的供热设备,维修管理工作量很小,相对“二合一”采暖炉而言,每年可节省维修费用万元。 因此,应用小型热水锅炉或相变真空炉可以比二合一采暖炉节省年运行费用万元。 4认识与总结 1.小型热水锅炉较其他供热设备而言,一次性投入较低,可节约投资成本。 2.小型热水锅炉供热效果良好,冬季室内温度均达到20℃~25℃,充分满足小队点供热需求。 3.小型热水锅炉自动化程度较高,可以实现无人值守,管理方便。 4.小型热水锅炉运行效果平稳,维护工作量小,适合在具备气源、距离较远的独立小队点推广应用。 参考文献: [1]王鹏. 《小型热水锅炉水动力特性研究》. [D];东北电力大学2007,4,26-27 [2]解鲁生. 《热水锅炉及供热系统探讨研究》. 全国供热行业热源技术研讨会,2004转
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