2010-01固定式壓力容器設計風險評估報告容器名稱：氯乙烯精餾塔圖號：容器類別：Ⅲ編制/日期：校核/日期：審核/日期：批準/日期：固定式壓力容器設計風險評估報告容器名稱氯乙烯精餾塔容器類別Ⅲ圖號結構型式■立式□臥式品種□反應（□攪拌）□換熱□分離□儲存■塔器一、基本設計參數設計壓力（MPa）■單層□管程□內膽□殼程□夾套□盤管設計溫度（℃）■單層□管程□內膽□殼程□夾套□盤管1.65220最高允許工作壓力（MPa）1.4介質名稱及組分氯乙烯94%高沸物3%低沸物3%主要受壓元件材料Q345R16MnⅢ介質特性易燃、易爆中度毒性外載荷■自重■風載□雪載■地震載荷■偏心載荷二、主要操作條件工況的描述工作壓力（MPa）■單層□管程□內膽□殼程□夾套□盤管工作溫度（℃）□單層□管程□內膽□殼程□夾套□盤管1.4■介質裝量（㎏）~8900■安全閥□爆破片動作壓力1.45MPa安全閥在系統中□攪拌轉向□順□逆□轉速r/min其他：1、安全閥安裝在工藝管線上三、所有在設計工況條件下有可能發生的危害是：■爆炸、■泄露、■破損、■變形等；四、對于標準已經有規定的失效模式，說明采用標準的條款；針對鍋爐和壓力容器常見的失效形式，在標準中將其歸為三大類：短期失效模式、長期失效模式、循環失效模式14種失效模式，根據GB150對于基于失效模式設計的考慮考慮以下幾種失效模式■脆性斷裂根據GB150.2通過材料選用要求、材料韌性要求、和GB150.3，制造和檢驗要求、以及GB150.3結構形式要求，防止脆性斷裂的發生；■韌性斷裂根據GB150.2通過材料選用要求、GB150.3結構強度設計方法、許用應力規定，防止韌性斷裂的發生。彈性或塑性失穩通過外壓結構設計方法防止整箍體失穩；通過GB150.3局部應力分析和評定，控制局部塑性失穩；■蠕變斷裂通過限制材料的使用溫度范圍控制蠕變斷裂的發生。腐蝕是壓力容器的最常見的失效模式，但在不同的工程應用中差別極大。標準中沒有規定。危害模式和預防措施■變形危害■變形□磨損□機械疲勞損傷的表象、形態超裝、失圓超標導致應力分布不均引起局部過度變形減?。恢ё敖庸芘c殼體連接處局部應力集中大，加之腐蝕介質共同作用引起應力腐蝕斷裂；法蘭及儀表接頭產生變形導致密封失效泄漏。產生該損傷模式的材料低合金鋼：Q345R標準值ReL＞245MPa；實測值Rm＞400MPa。影響損傷的關鍵因素■支座及接管與殼體連接處結構設計不合理；■法蘭型式及密封型式選用不合理，包括剛度不足和加工不符要求；■未按規定制造和組裝；■焊縫缺陷超標及幾何尺寸不符要求；■介質接觸面焊縫硬度HB＞185；■超裝使氣相空間縮小，在溫升壓力作用下急劇膨脹。預防損傷的建議措施1、選用Rm≤630MPa碳鋼、低合金鋼材料Q345R；2、合理選用法蘭型式和密封型式，包括儀表接頭，并保證形狀尺寸加工符合要求；3、合理的計算和選用支座結構以控制該處的局部應力；4、對接管與殼體連接處進行合理結構設計，包括焊接接頭型式、內伸接管口處倒園和補強等，以控制應力集中；5、按產品的制造工藝進行制造，做到不強力組裝和控制錯邊量、棱角度；6、對對接接頭、角接頭代表焊縫應進行焊接工藝評定，按施焊工藝施焊確保焊縫內外部質量及幾何尺寸，并按規定檢驗檢測；7、去應力熱處理；8、考慮進行泄漏試驗。（注：本臺已考慮了作氣密性試驗）本設備材料（Q345R）第三頁碳鋼、低合金鋼：Q235-B,Q345R,16Mn標準值■ReL＞305MPa；實測值■Rm＞480MPa；□CE＞0.45%；□HV＞245（單個值）。HB≤185焊接工藝施焊；損傷的表象、形態/產生該損傷模式的材料/影響損傷的關鍵因素/預防損傷的建議措施/五、對于標準沒有規定的失效模式（■蠕變斷裂）和計算方法，說明設計中關于載荷和相應的安全系數的考慮；1.壓力容器安全系數在我國安全技術規范中指的是“確定材料許用應力的系數”，事實上，在標準的制定中對于所涉及到的下列失效模式，標準均要考慮相應的安全系數：■對于以韌性斷裂的強度失效；■對于以低溫脆斷為代表的脆性斷裂失效；■對于以法蘭接頭泄漏為代表的接頭泄漏失效；■對于以高溫材料性能退化為代表的高溫蠕變失效；■對于以結構失穩為代表的彈性和塑性失穩失效；■對于疲勞失效等等。2.安全系數的確定和國家的綜合技術能力以及壓力容器的建造歷史有關，一般要考慮如下的因素：■壓力容器材料的技術水平和供應穩定狀況；■強度設計準則和設計計算方法的可靠性；■壓力容器建造的技術能力和裝備能力；■壓力容器建造的質量管理方式和管理水平；■壓力容器使用管理的水平；■壓力容器事故的頻發程度等。3.設計中載荷和安全系數的選取依據考慮了壓力、溫度、自重和地震載荷等，其中安全系數已按照TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》選取對于《固定式壓力容器安全技術檢察規程》新的修訂情況中安全系數進行了調整，對鋼材常規設計，抗拉強度的安全系數由3.0調整為2.7、屈服強度的安全系數由1.6調整為1.5，對鋼材分析設計，抗拉強度的安全系數由2.6調整為2.4、屈服強度的安全系數1.5不變。那么安全系數的選取與什么有關呢？（這已在SW6-98V6.0軟件體現）。GB150—2011中所采用的穩定安全系數如下：1.對于圓筒的外壓穩定計算，取穩定安全系數m=3.0;2.對于球殼和成形封頭(包括橢圓形、碟形、半球形、球冠形)封頭的外壓穩定計算，取穩定安全系數m=15;3.對于圓筒加強圈的外壓穩定計算，取穩定安全系數m=3.0。六、介質的性質，對少量泄露、大量涌出和爆炸狀況下如何處置的措施；■介質的性質本介質氯乙烯是有毒物質，中度毒性，肝癌與長期吸入和接觸氯乙烯有關。它與空氣形成爆炸混合物，爆炸極限4％～22％（體積），在壓力下更易爆炸，所以一旦出現泄漏與空氣混合達到前述范圍時將有可能發生爆炸，貯運時必須注意容器的密閉及氮封，并應添加少量阻聚劑。■使用中發生少量泄漏防護措施（1）預防或最大限度地降低易燃物質泄漏的可能性；（2）不用或盡量少用易產生電火花的電器元件；（3）采取充氮氣之類的方法維持惰性狀態。一旦泄漏，對以下情形應采取相應措施：操作人員按安全操作規程關閉相關閥門、設備，進行力所能及的先期按已制定的堵漏工藝處置，并立即通知單位管理、維修、應急搶險人員到場。指揮人員根據情況是否啟動本單位應急預案?！鍪褂弥邪l生大量泄漏和涌出處置措施當發生大量泄漏，或事態無法控制，或有跡象表明事態趨各失控時應立即報警，當地政府應急指揮人員決定是否啟動本地區的應急預案。■爆炸處置措施1、根據爆炸災害后果預測，制定爆炸應急預案并進行演練，包括：組織領導、報警和上報、人員疏散和人員搶救、防護用具正確使用、關閥斷源、消防器材正確使用；稀釋周圍擴散空氣中的濃度，以防止與空氣或其他禁忌介質混合形成二次爆燃或爆炸；2、出現爆炸按應急預案科學指揮和實施。7、根據周圍人員的可能傷及情況，規定合適的人員防護設備；

■人員要求■防護設備1、應配備：對設備器壁表面降溫設施，如室外消防栓（炮）裝置及水池；堵漏設備及設施；周圍空氣中的可燃氣體濃度報警儀；防毒面具及防護服；接地電阻測試儀；消防器材并在有效期內；防靜電火花措施；設備避雷裝置。2、對動力源、動力線路及照明裝置按標準應采用取防爆型的，采取隔爆措施。3、劃分操作控制區和非控制區并有警示標識或標志。制造過程中的損傷及預防措施起吊影響損傷的關鍵因素預防損傷的建議措施運輸影響損傷的關鍵因素預防損傷的建議措施檢驗影響損傷的關鍵因素預防損傷的建議措施安裝影響損傷的關鍵因素預防損傷的建議措施操作影響損傷的關鍵因素預防損傷的建議措施1、制定安全管理制度和操作規程；2、操作人員上崗前應培訓；3、按操作規程操作并記錄且數據可靠和具追溯性；4、控制介質濃度及超裝和超溫；5、經常檢查安全附件的可靠性和靈敏度使用說明及注意事項：■按TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》要求在使用前登記注冊；■應制定安全使用管理制度和操作規程；■對操作運行的操作人員應進行崗位培訓并嚴格按操作規程操作且記錄；■最大操作壓力不得超過圖樣規定的最高允許工作壓力（如未規定的，不得超過設計壓力）；控制裝量不超圖樣規定；控制介質的濃度及純度；保持設備內有＞0.2%的水作緩蝕劑；■定期或不定期檢查安全附件（含儀表）是否失靈，是否在有效期內，包括可燃氣體報警裝置；■對容易發生泄漏處應經常檢查，發現泄漏應立即按應急預案進行實施；■禁止與空氣等禁忌介質相接觸發生爆炸的介質接觸；■在操作控制區內禁止明火。維修中的注意事項：1、具有相應維修資質的單位進行；2、維