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压力容器与防火防爆

1 压力容器爆炸机理 
　　压力容器爆炸事故，是指压力容器在使用中或在试验中发生破裂，使压力瞬间降至外界大气压的事故；指物质自某一种状态迅速地转变为另一种状态，并在瞬伺以机械能的形式释放出大量能量的过程。压力容器的爆炸有物理性爆炸和化学性爆炸之分。
　　当向压力容器充装工作介质时或在容器内进行化学反应、热交换等工艺，工作介质受到容器筒体的约束，即向简体施加作用力，此作用力不超过简体的作用应力范围时，压力容器可以正常工作。但当压力容器由于各种原因发生破裂时，容器内的高压气体冲破容器壁的约束，在极短的时间内迅速膨胀，并以很高的速度释放内在能量，这是一种物理性爆炸。
　　如果工作介质为可燃性气体的压力容器发生破裂时，可燃气体大量泄出，并迅速与空气混合。当混合比达到一定的浓度时，便形成可爆性混合气体。由于气体高速流出而产生的静电或碎片撞击而产生的火花，为起爆提供了条件。于是，在容器破裂后，很快又发生了化学性爆炸，这就是通常所说的二次爆炸。
　　这两次爆炸往往是相继发生的，中间的间隔时间极短，两次爆炸都要释放能量，第二次化学性爆炸的能量经常要比第一次爆炸气体膨胀的能量大很多。压力容器易燃介质燃烧可以引起爆炸或爆震，可以在压力容器内部进行，也可在容器以外的空间进行。易燃介质的燃烧反应以极高的速度进行，并有局部超压的冲击波通过管道或设备，称为爆震。爆震与爆炸的区别在于爆震是以超音速传播并造成定向的冲击波，它的峰值压力有时比爆炸形成的冲击波峰压大20倍左右。
 2 压力容器爆炸原因 
　　(1)使用中超压。由于违反操作规程、操作失误或其他原因，容器内的压力升高超过最高作用压力，而容器又没有装设安全泄压装置或装置不灵，直至容器发生过量的塑性变形而破裂。
　　(2)充装过量。在充装液化气体时，由于操作疏忽、计量错误或其他原因造成充装过量。当环境温度一旦高于充装温度时，容器内液化气的体积膨胀，产生很大的压力，致使容器破裂。
　　(3)制定、制造、安装不当。如制定错误、焊接时留下的微小缺陷、制造容器选材错误、材料有裂痕等。
　　(4)修理不良。容器长期闲置而又未采用有效的防腐措施，以致器壁发生大面积腐蚀而减薄，致使容器产生裂痕。检修质量不良，缺陷消除不彻底。
　　(5)气瓶错装错用。盛装于气瓶中的气体种类甚多，而各种气体的性能不一，两种混装就可能发生化学性爆炸，如氧气和氢气。这类事故发生大都因为气瓶上没有漆色和标志或操作人员没有注意漆色和标志。
　　(6)由于锅炉工作条件恶劣。高温高压，它的某些金属元件随时都在受烟气及汽水介质的；中刷和腐蚀，因此，锅炉金属元件易发生腐蚀、磨损、渗漏、变形和裂痕，埋下了爆炸隐患。

 3 压力容器爆炸的危害性 
　　压力容器爆炸事故是猝不及防的突发事件，压力容器发生爆炸事故大多是恶性事故，厂房倒塌、设备损坏、人员伤亡、财产损失等都在迅雷不及掩耳的瞬间发生和结束，其危害性是相当严重的。
　　(1)爆炸和火灾互为因果。爆炸可以引起火灾，例如液化气瓶爆炸时抛出的可燃物引起火灾；正在运行的锅炉设备发生爆炸，引燃储存的燃料而导致火灾等。火灾可引起爆炸，盛装易燃或可燃介质的压力容器遇火后膨胀而爆炸。所以说，火灾和爆炸除了各自可单独发生之外，有时还互为因果。
　　(2)容器盛装易燃、有毒介质 ①易燃介质：一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、环氧乙烷、环丙烷、氢、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、甲烷等。②剧毒介质：氟、氢氟酸、光气氟化氢、碳酰氟。③有毒介质：三氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氢等。
　　门)可燃液化气体危害，、有些压力容器盛装液化石油气等可燃液化气
体，当发生二次爆炸燃烧时，一部分未被蒸发的介质以雾状的液滴散落在空
气中，也会随之着火燃烧。容器原来存贮的可燃液化气体也将全部烧掉，随之使四周很大一片地区变成火海。
　　(4)冲击波的破坏作用、，压力容器破裂，气体爆炸所释放出来的能量，绝大部分产生冲击波。冲击波的超压可达到几个甚至十几个大气压，足以摧毁厂房、设备以致人员伤亡。
　　(5)碎片的破坏作用。压力容器破裂爆炸时，气体高速喷出的反作用力，可以把整个壳体向破裂的相反方向推动。同时，有些壳体可能裂成大小不等的碎片或碎块向四周飞散。这些具有较高速度或较大质量的壳体、碎片、碎块在飞出过程中具有较大的动能，对人体有杀伤力，对厂房设备有破坏力。容器爆炸后乱飞的碎片还可能击破其他压力容器、容器或设备，引起连锁爆炸、火灾。
4 压力客器防火防爆措施
　　(1)制定、制造、使用以及管理监察、检验等部门，应强化法治观念。严格执行《消防法》、《压力容器安全监察规程》、《蒸汽锅炉安全监察规程》、《气瓶安全监察规程》和《特种设备安全监察条例》。
　　(2)建立、健全科学的管理制度。压力容器的合理使用、精心操作、正确维护、科学检验是延长压力容器使用寿命、保证安全的重要措施。为此，必须建立、健全设备管理制度，签订压力容器操作责任书，健全设备技术档案。
　　(3)防止超压。由于种种原因，压力容器在运行中常有超压的可能，为防止事故发生，压力容器应按其工作介质和容器类别分别安装压力表、安全阀、防爆片、液面计、温度计、切断阀、减压阀等。
　　(4)应用声发射技术监控压力容器。针对容器缺陷部位进行监测，观察裂痕是否扩大，以便随时采用对策。