壓力容器設(shè)計風險評估研究
時間:2022-08-24 08:14:02
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摘要:壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的器械,因與生產(chǎn)的安全高度關(guān)聯(lián),故對該類設(shè)備有著極高的質(zhì)量要求,必須在設(shè)計階段做好各項風險評估工作。本文就壓力容器在設(shè)計階段的風險評估方面做了系統(tǒng)性的初步研究,從各個方面闡釋了規(guī)避風險的必要性。
關(guān)鍵詞:壓力容器;風險;評估;設(shè)計、系統(tǒng)性
壓力容器根據(jù)其工作壓力、介質(zhì)危害程度和壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中所起的相關(guān)作用可以歸納為三大類。國家相關(guān)規(guī)程規(guī)范對每一類別的壓力容器在設(shè)計階段、制造生產(chǎn)階段和項目檢驗的內(nèi)容、方式等方面都有著不同的相關(guān)規(guī)定。
1壓力容器的發(fā)展現(xiàn)狀
壓力容器的內(nèi)部或者外部都要承受氣體和液體的壓力,并且是對安全性有極高要求的封閉壓力容器。早期的化學行業(yè),壓力容器的反應(yīng)壓力一般都不超過8MPa。然而,當合成氨和聚乙烯等較高壓力生產(chǎn)的相關(guān)工藝出現(xiàn)后,就使得壓力容器的壓力要求高達150MPa。隨著電力、化工、以及石油等行業(yè)的迅猛發(fā)展,壓力容器的容量持續(xù)變大,壓力容器的工作溫度范圍也變得越來越寬,有些壓力容器在運行的過程中有耐介質(zhì)腐蝕的要求。從二十世紀五十年代以來,核力發(fā)電站的快速發(fā)展對壓力容器有了更高層級的安全和技術(shù)等方面的要求,這就進一步促進了壓力容器的發(fā)展,從而更加廣泛應(yīng)用于社會的各行各業(yè)中去。壓力容器一般為圓柱形,但是也存在著球形或者其他形狀。根據(jù)壓力容器結(jié)構(gòu)形式的不同,可以劃分為多層式壓力容器、繞板式壓力容器、熱套式壓力容器、鍛焊式壓力容器和厚板卷焊式壓力容器[1]。常規(guī)情況下,壓力容器一般是用鋼材料設(shè)計生產(chǎn),但也可以用鈦、鋁等有色金屬、耐壓玻璃鋼和預應(yīng)力混凝土等高標準的非金屬材料制作而成。壓力容器在使用中存在著易燃易爆的風險,嚴重的話還會發(fā)生災(zāi)難性事故。為了確保壓力容器在安全穩(wěn)定運行的情況下達到設(shè)計先進、易于制造、結(jié)構(gòu)合理、使用可靠和造價經(jīng)濟等設(shè)計目標,世界各國都已經(jīng)根據(jù)本國國情制定了相關(guān)的壓力容器規(guī)程規(guī)范和設(shè)計標準,壓力容器在設(shè)計、制造、檢驗、使用等過程中必須予以嚴格遵守。
2壓力容器設(shè)計階段風險評估的初步探究
壓力容器設(shè)計階段風險評估是在設(shè)計工作初期對壓力容器可能存在的問題、不足之處、可能形成的危害以及安全隱患所帶來的風險進行可靠性的評估工作。設(shè)計階段作為風險評估的初始階段是至關(guān)重要的,對壓力容器進行必要的風險評估對于后續(xù)設(shè)計階段規(guī)避可能存在的問題具有積極的建設(shè)性意義,只有從源頭控制可能存在的安全隱患,才能保障后期設(shè)計成品的質(zhì)量,才能保障整個工程壓力容器安全穩(wěn)定高效地運行[2]。壓力容器設(shè)計階段風險評估的涵蓋范圍一般穿插于整個壓力容器設(shè)計的過程中,也有可能僅僅存在于某一個設(shè)計卷冊中,或者是僅限于單個容器的設(shè)計工作。影響壓力容器設(shè)計階段風險評估進展的因素一般有很多,比如評估風險需要的時間、評估風險的力度、評估風險所開展的深度,這些風險評估工作都應(yīng)該與壓力容器運行的環(huán)境條件和安全系數(shù)的要求相符合,達到國家乃至國際規(guī)程規(guī)范要求的標準。壓力容器設(shè)計階段風險應(yīng)該針對不同的工程情況來選擇合適的風險評估方法,在實際的工程案例中常運用的風險評估方法一般有基線評估、組合評估和詳細評估。其中,詳細風險評估是對壓力容器設(shè)計階段風險進行逐條的識別并給予相關(guān)的評價,對可能引起壓力容器安全運行的隱患和不足之處進行全面的評估,然后再根據(jù)設(shè)計階段風險評估的結(jié)果采取有針對性的安全措施,這種風險評估方法集中體現(xiàn)了壓力容器設(shè)計階段風險預防管理的精髓,也就是通過提前識別壓力容器設(shè)計階段可能存在的風險并將相關(guān)的風險降低到工程可以承受的水平,從設(shè)計的源頭來保障設(shè)計成品的高水準成果。壓力容器設(shè)計階段風險詳細評估的優(yōu)點在于設(shè)計人員可以通過詳細的壓力容器設(shè)計階段風險評估而對壓力容器的安全隱患有全面系統(tǒng)的認識,并且指出安全穩(wěn)定運行需要采取的相關(guān)措施;此外,壓力容器設(shè)計階段風險詳細評估的結(jié)果還可以來管控壓力容器所在系統(tǒng)的安全系數(shù)[3]。不可否認的是在設(shè)計階段進行壓力容器詳細的風險評估要耗費大量的人力、物力和資源的過程,具體來說就是時間、精力和技術(shù),因此,在進行相關(guān)的風險評估前就要明確壓力容器的設(shè)計標準和所在系統(tǒng)的設(shè)計范圍等邊界條件。
3結(jié)語
目前,由于科學化管理制度的滯后,壓力容器設(shè)計階段風險評估工作還存在著諸多的不足之處,這就需要我們建立壓力容器風險評估的立法規(guī)定,保障壓力容器設(shè)計階段風險評估高效地進行,還要改變壓力容器設(shè)計人員落后的工作理念,提高設(shè)計成品的質(zhì)量和效率。本文就壓力容器設(shè)計階段風險評估做了初步的探究,將可以為壓力容器設(shè)計階段風險評估工作提供一定的借鑒。
參考文獻:
[1]鄭津洋.壓力容器設(shè)計技術(shù)進展[J].石油化工設(shè)備,1998,(02):5-8.
[2]鄂培宏.壓力容器設(shè)計中熱處理問題探索[J].化工中間體,2012,(12):60-61.
[3]朱魁.石油化工裝置壓力容器設(shè)計要求及設(shè)計方法分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2015,(09):41-41.
作者:胡艷興 單位:中油遼河工程有限公司