压力容器全寿命周期安全管理研究.pdf

造纸装备及材料 第 53 卷 总第 226 期 2024 年 1 月 装备及自动化51压力容器全寿命周期安全管理研究田原野西安交通大学医学院第一附属医院，陕西 西安 710061摘要：压力容器作为一种装载气体或液体，且需承担一定压力负荷的密闭设备，是我国工业生产建设过程中的常用关键设备之一，但是由于其特殊性质，极易导致安全事故的发生，产生不良影响，传统的安全管理模式需转化成全寿命周期管理。文章以压力容器的主要安全隐患为切入点，探讨了压力容器实施全寿命周期安全管理的必要性，并提出了有效策略。关键词：压力容器；全寿命周期；安全管理分类号：TH49在我国工业化建设高速发展的背景下，压力容器在工业生产领域的应用范围愈发广泛，且承担着十分重要的生产任务，因此要做好安全管理，以往的安全管理工作仅停留在维修检验层面，存在一定的滞后性，有针对性地开展全寿命周期安全管理才是保障压力容器长时间安全稳定的关键1。1 压力容器的主要安全隐患压力容器的主要安全隐患包括容器本身所带有的不安全性因素、操作人员的不规范操作以及安全管理不全面。压力容器不安全因素主要是在设计与制造过程中考虑不完善，或质量系数不过关；不规范的操作则是由人的主观原因导致；安全管理不全面则是管理人员未针对性地做好技术管理、运行管理、维修检验管理以及安全等级评定等众多内容。综合分析压力容器之前出现的安全事故，压力容器的安全隐患是由在设计问题、容器结构问题、材料问题、容器强度问题，以及安装问题等导致。当设计存在不足时，压力容器出现超压、超负荷和超温的概率较大，再加上没有对其做到定期检测、维护以及安全等级评定，使其易陷入故障失效状态2。当压力容器应用在不同的工业生产领域当中，需调整其操作系数，当操作条件处于较为频繁更换状态下时，会直接影响容器的抗疲劳性，当加载速度过高时，材料容易发生断裂情况，若容器还存在一定的设计缺陷，当其遭受快速冲击的压力，还有可能会出现脆性断裂问题，当容器超载时，甚至会出现的爆炸事故。2 压力容器全寿命周期安全管理的必要性当前，我国工业生产领域正处于快速发展时期。工业生产由众多工艺组成，不同生产领域使用的压力容器也不同，使当前市场上的压力容器类型越来越多样化，制备材料、操作条件和结构形式都显示出一定的特殊性3。因此，如果对压力容器实施的安全管理只集中在一个层面，将难以产生效果，也无法降低安全事故发生概率。通过贯彻践行全寿命周期安全管理，是从压力容器的设计、制造、安装、使用、检测等多个环节来开展安全管理工作，进一步加深对安全管理工作的重视，以便及时、高效地处理好压力容器运行过程中所出现的故障或问题，以免后续发生火灾或爆炸等严重事故。压力容器对于操作环境有着众多要求与限制，所承载的工作介质又十分多样，包括气体与液体等，若介质泄露则可能会造成人员中毒。而且，当生产环境过于复杂化，某一工序的变动都可能会直接影响容器的安全系数，若其外部受损或破裂，内部介质可能会瞬时爆炸，造成严峻后果4。因此，必须确保压力容器全寿命周期中的每一项环节都做好了安全管理工作，采取必要的安全防范措施，促使其长时间保持在稳定的运行状态下，创造出更为可观的经济效益与社会效益。3 压力容器全寿命周期安全管理的有效策略3.1 重视压力容器设计质量纵观之前的压力容器安全管理工作实际情况，一作者简介：田原野，男，本科，助理工程师，研究方向为安全工程。文章编号：2096-3092（2024）01-0051-03 装备及自动化 2024 年 第 1 期 总第 226 期 造纸装备及材料52般将工作重点集中在运营维护与故障检修层面上，虽然在一定程度上防止了安全事故的发生，但是由于压力容器本身设计存在不足，使后续需要投入更多的人力与物力成本，因此践行全寿命周期安全管理应当充分重视压力容器设计质量。具体来说，在进行压力容器的设计工作时，需保证设计单位具有过硬的资质以及丰富的设计经验，确保设计单位已经取得了相关市场部门与安全监管部门的设计许可证，才可进入正式设计环节。压力容器的质量是由其所使用的材料所决定的，因此对于材料选择要十分慎重，需要做到全方位、多角度充分衡量，从材料所具有的物理、力学、工艺、稳定性等性质来加以考虑，还要特别考虑到压力容器后续所承载的介质是否与其制备材料相容。要最大程度上确保所选择使用的材料质量、规格、材质以及各项性能都合乎相关标准规范要求5。因为压力容器设计质量是否过关与后续出现安全事故的概率有着十分密切的关系，所以要对设计过程加大安全管理力度，设计方案必须满足国家技术要求，设定设计参数时要考虑到压力容器正式投入使用之后所面临的工作压力、承载负荷、温度、液位高度等要素，并且以及区域内的气候条件和地震等地质灾害发生频率等。对于容器所运输的介质特征和组分也要深入分析，依据容器的预期使用寿命以及管口方位等来明确使用规则设计方法还是分析设计方法。若其处于十分恶劣或复杂的条件下，还应当使用试验方法，确保容器设计足够合理化，降低因设计导致安全事故的概率。3.2 确保压力容器制造规范化当压力容器设计方案明确后，则进入正式制造环节，制造质量是否过关将直接影响其使用成效与安全系数，因此应确保压力容器制造足够规范化。与设计单位相同，制造单位同样要具有相应的生产资质且取得制造许可证，要对压力容器制造质量承担所有职责。加强对压力容器制造过程管理，当制造环节存在问题或不足，则之后出现安全事故的概率就会大幅上升，制造单位要严格设计方案中规定的技术要求开展制造工作，避免出现随意更改与变动情况，整个制造过程完全合乎相关法律法规、安全条例以及技术标准等多方要求6。在正式制造之前，制造单位要充分研读与分析设计方案，和设计单位、使用单位保持良好的沟通交流关系，由此统筹制订出制造质量把控计划，重点围绕在容器本体质量、关键受压零部件质量、元件控制工艺要素、控制点检验几方面。当容器制造完成后，制造单位要对其开展必要的压力承载试验和检验试验等，每次试验都要做好详细的数据记录且有相关责任人签字，将其编订成册，便于后续复核。在容器制造与试验过程中，制造单位应当邀请相关设备检验部门到场监督，取得质量检验合格证书后才可交付使用单位。3.3 优化压力容器维修检验流程为了降低压力容器出现安全事故的概率，保证其可以长时间处于安全稳定的良好状态下，则离不开维修检验的支持，因此全寿命周期安全管理需特别优化压力容器的维修检验流程。从检验内容上来看，为了获得准确的设备运行状态检验结果，要重点检查压力容器中的安全阀、安全表、安全联锁装置、液位计、测温仪表等，上述元部件的运行状态会决定压力容器的安全系数，因此要充分重视对其所开展的检修与保养工作，优化其运行状态7。对于压力容器检验周期的设定，应当特别考虑外部与内部两大方面，前者应保持在每日一次的维修检查频率，以免因外观受损，出现介质泄露等不良状况，从而引起安全事故。执行此项工作需要关闭设备，因此制定压力容器的内部维护和检查周期时应格外慎重。为了最大限度地减少设备关闭对工业生产的不利影响，应采用分级检查方法，并根据安全等级制度明确检查周期和频率。具体而言，当压力容器的安全等级为 1 级时，内部检查周期为每 6 年一次，如果为 3 级，则为每 3 年一次。安全级别越高，检查周期越短。从检验方式层面来看，需先检查压力容器的使用状态，分析其之前的维修数据，再检验其操作流程，由此才可以全面了解与掌握容器所隐含的安全问题，所采取的检修措施更加有针对性，优化设备整体使用性能。此检验方法对相关工作人员有着较高要求，因此要定期实施人员的综合素养培训，以免影响检验效果。另一种检验方法则是直接分析压力容器的运行状况，由此开展对应的检修工作，此方式的优势在于不会出现检验过度而导致资源与成本投入过高，但也同样存在一定的局限性，此检验方法要保证前期基础工作质量显著，这样对设备运行状态的判断才会足够精准8。3.4 落实压力容器安全管理制度和事故处理机制基于压力容器及其介质的特殊性，为了确保最大限度地避免安全事故，并在发生事故时将负面影响降至最低，必须高度重视压力容器的全寿命周期安全管造纸装备及材料 第 53 卷 总第 226 期 2024 年 1 月 装备及自动化53理。这涉及安全管理制度的制定和实施，以及安全事故处理机制的构建和完善。通过这些措施，可以有效地提高压力容器的安全性，降低事故风险，确保生产活动的顺利进行。从安全管理制度层面来说，完善化的管理制度是降低设备使用安全风险的有效举措，借助于制度的指导作用，可以规范设备操作与管理行为。首先，应当建立健全技术档案管理制度，这样在其后续工作运行的过程中，可以由专门的工作人员负责实时记录压力容器运行各方数据，为安全管理予以有力的数据支持。其次，还要特别深化落实监督制度，安全管理制度的核心应当是健全化的监督制度，监督部门全过程监督压力容器的使用及操作，借助这一动态化的监督方式，能够更加精准地识别与锁定安全风险，以便及时采取改进措施。最后，安全管理制度还应当包含交接班制度、操作章程制度等，提高交接班的顺畅性，优化交接班之前的准备工作质量，防止压力容器在交接班时发生安全问题。落实事故处理机制是为了确保如果出现突发状况，可以第一时间响应，采取处理措施，防止事故进一步蔓延恶化。安全事故处理机制应当围绕在事故原因调查、事故处理预案、后续生产作业恢复等方面进行，尽可能降低事故的不良影响9。3.5 加大对相关人员的综合素质培养力度根据以往的压力容器安全事故案例，发现部分事故的发生源于操作不规范。因此，为了贯彻全寿命周期安全管理，必须加强对相关人员的综合素质培养，确保压力容器的使用环节能够完全符合规范要求，从而更好地完成安全管理任务。压力容器作为特殊的工业生产设备，其安装、正式使用与检验均具有高度的专业性。因此，对操作人员的综合素质与专业素养有着极为严格的要求。只有这样，才能确保压力容器从安装到检验的各环节工作得以高质量、高效率地完成，并能够有序、有效地处理相关问题，确保操作行为完全符合标准要求。为了确保压力容器全寿命周期安全管理工作真正落实到位，应通过定期开展的培训工作，促使相关管理人员与操作人员逐渐树立高度的安全意识，持续提升综合素养与专业能力。对于管理人员的培训，除了集中在管理理念与方法层面上，还要培训其压力容器的使用与操作章程，只有当管理人员切实掌握容器使用要求与操作技术后，才有助于其第一时间发现压力容器在工作运行过程中所隐含的问题，及时采取优化改进措施，进而提高安全管理成效10。对于操作人员的培训工作，应当采用多样化的培训方式，以取得更好的培训效果。例如，在设备正式投入使用之前，应采用集中培训的方式，向操作人员全面解释压力容器使用规程、技术规程和操作标准等众多方面的具体要求。培训结束后，还要对操作人员进行测试，以便可以了解其对培训内容的掌握情况，通过测试的合格人员将获得证书并允许上岗操作。4 结束语压力容器从设计、制造、使用、维修检验的整个过程都需要严格秉承安全准则，其安全系数将直接决定企业最终可获得的经济利益，将全寿命周期安全管理真正落到实处，应当重视压力容器设计质量、确保压力容器制造规范化、优化压力容器维修检验流程、落实压力容器安全事故处理机制以及加大对相关人员的综合素质培养力度，保障压力容器的安全使用。参考文献1 李炎炎,何磊,龙伟,等.基于衰减速率算法模型的压力容器裂纹缺陷剩余寿命与安全裕度J.工程科学与技术,2023,55(6):212-221.2 袁承春.压力容器凸缘焊接接头类别及无损检测问题关键技术研究J.化工设备与管道,2023,60(5):12-16.3 陈学东,范志超,陈永东,等.我国高端压力容器设计制造与维护技术进展J.机械工程学报,2023,59(20):18-33.4 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