储气罐问题实例分析

储气罐问题实例分析
主要介绍储气罐局部裂纹产生和发生超温爆炸的原因进行了分析与研究以及对储气罐产生的局部裂纹产生和发生超温爆炸采取的预防措施。

标签：储气罐损坏;超温爆炸;预防措施
0 前言
储气罐是国民经济各部门中使用十分广泛的一类压力容器,例如在工厂、矿山、农田水利的基础建设、国防科学实验等部门利用往复压缩机提供压缩空气,储气罐作为空气缓冲装置,驱动各种工具、机械、车辆和仪表装置等。

由于承受压力较高,工作环境恶劣,如超温、角焊缝开裂、容器爆炸等事故时有发生,众多学者及相关技术人员对此进行了大量研究。

现就容器支腿角焊缝开裂、超温爆炸情况进行实例分析。

1 振动引起的储气罐损坏实例
笔者在工作中多次发现因管路振动引起的储气罐开裂,不仅耽误生产,而且不利设备的安全运行。

现将其中两例介绍如下。

某铝厂两台空压机,各连接有一台储气罐,空压机排气管与储气罐进气接管法兰直接对接,而另一台空压机的排气管在室外与第一台空压机管路成直角状相连,连接部位为管道拐弯处。

如图1、图2所示。

2009年9月,空压机运行3年后,发现储气罐侧面支腿附近的部位有漏油痕迹,经检验发现,下封头母材开裂,位于支腿的边缘,裂纹外表面长为200mm,内表面长为230mm,裂纹走向横向,如图2、3。

经分析认为是空压机水平出气管对储气罐形成侧向推力,气流脉动引起储气罐左右振动,导致下封头在侧面支腿处横向疲劳破坏。

由于储气罐内压的一次膜应力的影响,内表面的裂纹要比外表面长。

图1
图2
图3
预防措施:1、稳固基础,打好地角螺栓,减轻震动;2、支腿处制造时,增加垫板,消除应力集中现象。

2 储气罐超温爆炸实例措施
某厂一油压缩连接的储气罐在使用过程中发生超温燃烧爆炸,对安全生产造成了巨大的威胁,现将可能导致这种情况出现的原因具体分析如下:
原因一:储气罐壳体的强度主要取决于设计温度、设计压力、结构型式及制造质量等,实际设备操作参数的控制和设备安全状况的好坏将直接影响着压力容器的安全运行和使用寿命。

若储气罐设计结构不合理,用材不当,制造质量差,局部存在如壁厚不均匀、气孔、裂纹、严重锈蚀等缺陷,即使储气罐仍在额定压力下工作,因其局部强度不够仍然会发生爆炸。

储气罐是压力容器之一,压力容器属于特种设备,国家质量技术监督局颁发《压力容器安全技术检察规程》对压力容器的设计、制造、安装、质量检验、运行、监测和维护管理均有严格的规定,必须严格遵守。

任何一个环节如有疏忽,都有可能发生严重的爆炸事故。

原因二:往复活塞式空压机的气缸润滑油大都采用矿物润滑油,它是一种可燃物。

当气体温度急剧升高,超过润滑油的闪点后如继续升高,将会剧烈地氧化而引起爆炸;另一种情况是沿整个排气系统形成油沉积物,简称积碳。

积碳因机械冲击、硬颗粒在运动时发生的冲击以及静电放电等产生的火花,因而发生燃烧爆炸。

合理选用气缸润滑油种类和牌号,严格控制润滑油的用量,加油量不要过多或太少,应遵照设备技术文件执行。

控制排气温度,一是加强空压机冷却系统的点检,如合理选用冷却水水质、及时清除冷却器管壁和气缸水冷却壁的结垢,控制冷却水的进出温差;二是降低管路、储气罐内的气体温度并加强检修,以保证气阀不漏气,防止气体循环压缩;三是设立各级排气温度、储气罐内气体温度、冷却水温度的保护装置,在超温时能自动切断电源;四是加强吸气过滤,防止吸入的气体灰尘多和含有硬颗粒;五是加强储气罐的清扫,防止积碳层过厚;六是提高填料箱的密封作用,防止曲轴箱内的机油漏入气缸,进入储气罐。

原因三:储气罐内气体额定压力是由压力调节器和安全阀来确定的。

一旦二者出现故障,如压力调节器操作失误,或者安全阀不能动作或压力表指示不准确等,造成储罐内气体压力急剧上升,另外容器受热如日光暴晒、火灾等,也会引起容器内压升高。

若超过罐体壁厚的强度极限,就会发生爆炸。

设立储气罐内压力保护装置,一旦超压能自动断电。

压力调节器、安全阀必须经过正确调试,保证灵活可靠。

操作人员必须熟悉并应遵守空压机和压力容器的安全操作规程。

原因四:管道振动及预防措施往复活塞式空压机因二
级排气温度过高;空压机吸排气过程具有间歇性,至使管道内气流的压力和速度呈脉动性和周期性变化,会产生激振力,引起管路振动。

管道振动的结果是使管与管之间或管与储气罐、阀门、冷却器之间的连接部位经受反复的振动应力,使管路系统受到附加疲劳载荷,会出现松动以致开裂现象,轻则产生泄露,重则引起爆炸,酿成事故。

设计压气管道时,应尽量减少弯管、阀门和异径管,或者使管弯曲的曲率半径大一些,以减小激振力。

安装设备时要严格按照设计要求进行安装。

对在用且已经产生振动的管道,可在距压缩机很近的地方加设缓冲器。

如发现某段管道振动强烈,首先判断引起振动的原因,若不是机械共振,可采用卡紧或压紧
管道某处或增加管道某处支承等方法加以解决,但要选择在管道的合宜位置上进行。

原因五:管理不到位及预防措施安全意识不强,对于具有一定危险性的特种设备没有做到规范管理,设备本体和安全附件未能定期检验,日常维护保养形同虚设,在设备的安装、使用、管理上多个环节存在安全隐患,是导致爆炸事故的根本原因。

总结以上两个具体的事故案例分析我们可以得出以下结论,若想确保压力容器的安全运行,切实提高系统的稳定性,我们必须做到以下几点:
(1)要认真贯彻执行压力容器的管理规范和安全技术规定,执行在线检验和定期检验。

(2)定期检查容器的操作维护情况,对容器缺陷处理方案要認真制订。

(3)报上级批准加强操作人员的安全技术教育和技术考核。

定期对易产生裂纹区进行无损检验,发现缺陷尽早处理。

(4)严格控制储气罐工作压力,增设完善进出口管、减振装置,减小容器振动次数,不许超压、超负荷工作。

对新投入使用的储气罐严格按劳动部门要求审查,不合格,不安装。

(5)对发现容器有缺陷处,不随意修补,以防缺陷重复产生或扩展。

严格执行各项规章制度,精心操作,认真填写操作运行记录或生产工艺记录,确保生产安全运行;发现空压机系统有异常现象时,应采取紧急停机措施并及时向上级报告;对任何有害设备的违章指挥,应拒绝执行。