?????? 4?壓力容器的失效
壓力容器在設計壽命內，因尺寸、形狀或者材料性能變化而危及安全或無法正常使用的現象，稱為壓力容器的失效。失效形式包括強度失效、剛度失效、失穩失效和泄漏失效四類。
4.1強度失效
因材料屈服或斷裂引起的壓力容器失效稱為強度失效，危險性最大。包括韌性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂、蠕變斷裂和腐蝕斷裂。
a.韌性斷裂：是壓力容器在載荷作用下，產生的應力接近或達到材料的屈服極限而發生的斷裂。特征是斷后有肉眼可見的宏觀變形，如整體鼓脹，斷口處厚度明顯變薄；沒有碎片或碎片很少。厚度過薄或內壓過大是引起壓力容器韌性斷裂的主要原因。
b.脆性斷裂：這種斷裂是在較低應力狀態下發生的，又稱為低應力脆斷。其特征是斷裂后容器沒有鼓脹；斷口齊平；斷裂速度極快，易形成碎片；同時由于脆性斷裂時容器的實際壓力值往往較低，爆破片、安全閥等安全附件不會動作，導致后果比韌性斷裂更為嚴重。材料變脆和缺陷兩種原因都會引起脆性斷裂。除選材不當、焊接或熱處理不當使材料脆化外，低溫、應變時效等也會使材料脆化。壓力容器用鋼一般韌性較好，但如果存在嚴重的原始缺陷或制造缺陷（如材料夾渣、分層、焊接裂紋等），也會導致脆性斷裂。
c.疲勞斷裂：是壓力容器在交變載荷作用下，經過一定周期后發生的斷裂。交變載荷是指大小或方向隨時間變化的載荷，包括運行時的壓力波動、振動、開停車、加溫或冷卻等原因引起的交變載荷。疲勞斷裂的斷口一般由裂紋源、裂紋擴展區和最終斷裂區組成。裂紋源往往位于壓力容器接管根部、焊接接頭等高應力區或其它有缺陷的部位。裂紋擴展區是疲勞斷口最重要的特征，常呈現貝紋狀。最終斷裂區在裂紋擴展到一定程度時迅速形成。
d.蠕變斷裂：是壓力容器長期在高溫下運行，隨時間的增加材料不斷發生蠕變變形，造成容器厚度明顯變薄與變形，最終導致壓力容器斷裂的現象。
e.腐蝕斷裂：是由于介質的腐蝕性使容器厚度變薄或使容器材料變脆而導致的斷裂。空氣中的氧對金屬有腐蝕作用，溫度越高腐蝕速率越快，水的存在也會加速這種腐蝕。有的人在焊接后用自來水冷卻，這樣做會使金屬產生氫脆性并形成較大的殘余應力，也容易在焊縫處形成裂紋。
4.2剛度失效
是指容器由于過大的彈性變形而失去正常的工作能力。這種失效形式通常出現在密封結構、換熱設備、分餾塔等地方。
4.3失穩失效
容器在壓應力的作用下，突然失去其原有的規則幾何形狀而引起的失效。常見于外壓容器。
4.4泄漏失效：指由于容器無法對介質保持正常的密封效果而引起的失效。
需要補充一點，在多種因素同時作用下，壓力容器有可能發生交互失效，這種失效發生的速度更快危害更大。如腐蝕介質和交變載荷同時作用引發的腐蝕疲勞，高溫和交變載荷同時作用引發的蠕變疲勞等。
?????? 5?氧氣瓶安全知識
由于氧氣在工業和醫療等領域的廣泛應用，氧氣瓶成為人們接觸較多的一種永久氣體氣瓶。工業氧氣瓶都是高壓氣瓶，其公稱工作壓力系列為15MPa、20MPa和30MPa。我們廠的氧氣瓶公稱工作壓力均為15MPa。由于壓力高，氣瓶材料強度高而韌性較低，純氧又具有極強的助燃和氧化性能，氧氣瓶在使用中容易發生燃燒或爆炸事故。氧氣瓶破裂爆炸時釋放的能量較多，氣瓶常破碎成片，造成嚴重的破壞和傷害。因而有必要了解氧氣瓶的安全知識。
5.1氧氣瓶結構
氧氣瓶由氣瓶本體和氣瓶附件組成。
氣瓶本體為管狀無縫結構，上端瓶口處的縮頸部分為瓶頸，瓶頸外側固定連接有頸圈，下端一般為凹形底。瓶體由優質錳鋼、鉻鉬鋼或其他合金鋼制成。最常用的是中容積瓶，外徑219mm，容積40L，高度約1.5m，公稱工作壓力15MPa，許用壓力18MPa。
主要附件包括瓶閥、瓶帽和防震圈。瓶閥一般由黃銅制成，抗燃，而且不起靜電和機械火花。其密封材料常用聚四氟乙烯密封帶。瓶帽的作用是保護瓶閥免受磕碰，通過螺紋與頸圈連接。瓶帽上一般有排氣孔或側孔，以防瓶閥漏氣使瓶帽飛出傷人。防震圈是套在瓶體上的彈性橡膠圈，起減震和保護瓶體的作用。
5.2?氧氣瓶的充裝與儲運
（1）氧氣瓶充裝時，要嚴防混裝和超裝，而混裝造成的后果更為嚴重，常因混入可燃氣體、油脂等而導致氧氣瓶爆炸；
（2）氧氣瓶充裝前，應由專人負責逐只進行檢查，發現問題時不得充裝，而須對氣瓶進行處置，如倒水、清除油污、送檢等；
（3）對應一定的充裝溫度，必須嚴格按規定的充裝壓力進行充裝，確保在氣瓶最高工作溫度60℃時瓶內壓力不超過氣瓶許用壓力；氣瓶充氣速度不得大于8m3/h，且充裝時間應不少于30min；
（4）氣瓶運輸裝卸時，必須配戴好瓶帽、防震圈，輕裝輕卸，嚴禁拋、滑、滾、碰；氧氣瓶不得與任何易燃、易爆物質同車運輸；夏季運輸氧氣瓶應避免曝曬；嚴禁用電磁起重機吊運；
（5）氧氣瓶不得與可燃氣體氣瓶同室儲存，儲存室內應禁絕煙火。
5.3 氧氣瓶的安全使用
?（1）拒絕使用超過檢驗期的氣瓶；
（2）氧氣瓶不得靠近熱源和明火。采用氧一乙炔焰進行作業時，氧氣瓶與焊（割）炬明火的距離應不小于10m，氧氣瓶與溶解乙炔氣瓶的距離不小于5m；
（3）禁止用沾染油脂的手或工具操作氣瓶，以防爆炸；
（4）開啟瓶閥和減壓閥時，動作應緩慢，以減輕氣流的沖擊和摩擦，防止管路過熱著火；
（5）禁止用壓縮純氧進行通風換氣或吹掃清理，禁止以壓縮氧氣代替壓縮空氣作為風動工具的動力源，以防引發燃爆事故；
（6）氧氣瓶必須留有大于0.05MPa的剩余壓力，嚴防乙炔倒灌引起爆炸。尚有剩余壓力的氧氣瓶，應將閥門擰緊，注上“空瓶”標記，禁止再次使用；
（7）冬天，氣瓶的減壓器和管路發生凍結時，嚴禁用火烘烤或使用鐵器之類的東西敲擊氣瓶，更不能猛擰減壓表的調節螺絲，以防氧氣突然大量沖出，造成事故；
（8）禁止使用沒有減壓器或減壓器損壞的氧氣瓶。氣瓶的減壓器應由專業人員修理。
?????? 6?壓力容器事故危害與案例
6.1 壓力容器事故的危害主要有震動危害、碎片的破壞危害、沖擊波危害、有害物質泄露危害等。（1）震動危害 壓力容器發生爆炸事故時，都會產生巨大的聲響，這種聲響可使設備發生震動、
? 損壞，也可能傷及人的耳膜和內臟，危及生命；??????
（2）碎片的破壞作用 壓力容器發生爆炸時，殼體可以裂解成大小不等的碎片向四周飛散，這些碎片具有極大的動能，能夠擊穿墻壁，損壞設備設施，危及人身安全，也可能引起連續爆炸和火災；
（3）沖擊波危害 壓力容器發生爆炸時，80%以上的能量都是以沖擊波的形式擴散的。0.005MPa的超壓就可使門窗玻璃破碎，0.1MPa的超壓可使人死亡。在爆炸中心附近，空氣沖擊波波陣面上的超壓可達到幾個甚至十幾個大氣壓。在這樣高的壓力下，建筑物將被摧毀，設備、管道會遭到嚴重破壞；如果一個壓力為2.5MPa，120m3的氧氣球罐爆炸，將釋放131KWh的能量。
（4）有害物質泄露危害 如果失效的壓力容器盛裝介質為有毒有害物質，泄漏的物質就會在較大范圍內造成環境污染和人員傷亡。氧氣泄漏有可能造成人員富氧中毒或引發火災，液氮泄漏會造成人員凍傷、窒息。
6.2 壓力容器事故案例
固定式壓力容器事故比較少見，移動式壓力容器更容易發生事故。對于我們廠，主要是氧氣瓶。據統計，95％以上的氫、氧氣瓶爆炸事故與氣瓶充裝站有關。下面我們了解一起典型的充裝低余壓氧氣瓶引起爆炸事故。
事故經過：2004年8月17日12時10分，某公司一制氧站在氧氣充裝過程中，氧氣瓶突然發生爆炸，造成制氧站充裝車間整個廠房倒塌，生產被迫停止，幸未造成人員傷亡。直接經濟損失3萬元。
事故原因：1. 該氧氣瓶在使用過程中，剩余壓力過低，致使乙炔倒灌進入氣瓶；2. 氣瓶在充裝過程中，操作人員違反了 “對氣瓶逐只進行充裝前的檢查”和 “對瓶內無剩余壓力、氧化性氣體氣瓶沾有油脂”的不得充裝的規定；3. 制氧站在充裝崗位雇傭臨時工，其安全素質差、人員流動性大。
防范措施：1. 氧氣瓶使用時必須留有大于0.05MPa的剩余壓力；2．氧氣瓶充裝前，應由專人負責逐只進行檢查，發現問題時不得充裝；3．加強相關人員的培訓管理。
7?壓力容器安全管理要點
（1）使用定點廠家的合格產品。購置、選用的壓力容器應是持證定點廠家的合格產品，并有足夠的產品圖樣、技術文件和質量合格證明文件。安裝壓力容器的施工單位，也須經省級鍋爐壓力容器安全監察部門審查批準。
（2）登記建檔。壓力容器在正式使用前，必須到當地鍋爐壓力容器安全監察部門登記，經審查批準入戶建檔，取得使用證后方可啟用。在使用單位，也應建立壓力容器的設備檔案，保存設備的設計、制造、安裝、使用、修理、檢驗、改造等環節的技術資料。
（3）專責管理。使用壓力容器的單位，應對設備實行專責管理，即責成專門的領導干部和技術人員管理設備，并使其相對穩定，有職有權，熟悉相關法規，了解和掌握專業技術。
（4）持證上崗。壓力容器操作人員，應接受專業安全技術培訓并考試合格，獲得相應等級的操作證書，持證上崗，操作相應等級的設備。
（5）照章運行。壓力容器使用單位應有完善的管理制度和操作規程。任何人在任何情況下都不得違章操作。在運行中盡量平穩操作，避免頻繁地加載和卸載，減少壓力和溫度的波動，防止壓力容器超溫超壓；采取有效措施防止腐蝕性介質和大氣對壓力容器的腐蝕；
（6）定期檢驗及校驗。即定期對壓力容器進行檢驗，以確定設備完好程度，查明缺陷并妥善處理。對于工作介質無明顯腐蝕性且不存在較大缺陷的壓力容器，一般每年進行一次年檢（外部檢查），每六年進行一次全檢（內外部檢查）。并定期對安全裝置進行校驗，確保其準確可靠。使用壓力容器的單位，應編制壓力容器年度定期檢驗計劃，并負責組織實施。
（7）優化環境。對壓力容器所在的場地，應嚴格按規定進行建造和管理，使設備和操作人員處于適宜的環境條件中。
（8）維護保養。包括使用中的維護保養和停用保養兩方面。使用中的維護保養主要有：檢查維護安全裝置、法蘭、開孔位置和管路，消除泄漏，修復或更換損壞部件；檢查維護防腐層和保溫層等。停用保養主要是對長期停用的壓力容器保持干燥和清潔。
（9）報告事故。壓力容器在運行中出了泄露、爆炸等重大事故時，除按事故應急預案進行妥善處理外，還應如實上報上級主管部門和鍋爐壓力容器安全監察部門。
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