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摘要：在化工設(shè)備的壓力容器中，其設(shè)計(jì)的可靠性對化工業(yè)安全有著至關(guān)重要的影響。本文基于失效模式的風(fēng)險(xiǎn)評估在壓力容器中的應(yīng)用出發(fā)，對壓力容器設(shè)計(jì)階段所存在的風(fēng)險(xiǎn)評估過程加以闡述，并以此提出風(fēng)險(xiǎn)控制涉及到的方法、步驟。

關(guān)鍵詞：失效模式；風(fēng)險(xiǎn)分析；風(fēng)險(xiǎn)評估；風(fēng)險(xiǎn)控制

根據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求，在對第Ⅲ類壓力容器或者用戶要求的其他壓力容器，設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)出具包括主要失效模式、風(fēng)險(xiǎn)控制等內(nèi)容的風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告。《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》有明確的規(guī)定，設(shè)計(jì)移動是壓力容器時(shí)，務(wù)必要依照型號、可能運(yùn)輸方式，進(jìn)行失效模式、風(fēng)險(xiǎn)控制等方面的評估。同時(shí)為了保證壓力容器設(shè)計(jì)的可靠性，本文針對壓力容器設(shè)計(jì)階段涉及到的風(fēng)險(xiǎn)評估過程進(jìn)行了闡述和方法分析。

1壓力容器風(fēng)險(xiǎn)評估的基本過程

1.1壓力容器的危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)分析

壓力容器失效是發(fā)生在：所使用環(huán)境、時(shí)間范圍內(nèi)，由于材料性能、尺寸等方面發(fā)生變形或失去設(shè)計(jì)功能和壽命的狀況下。由于壓力容器本身的特殊性，其受壓元件、安全附件等設(shè)計(jì)有可靠性功能的部分，是導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生的關(guān)鍵因素。壓力容器結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、密封性、穩(wěn)定性、耐蝕性任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)失效，必然會引發(fā)潛在危險(xiǎn)，帶來爆炸、中毒、環(huán)境污染等嚴(yán)重后果。因此，在對壓力容器的風(fēng)險(xiǎn)評估分析過程中，需要針對危險(xiǎn)源種類、風(fēng)險(xiǎn)肯恩、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)準(zhǔn)則、風(fēng)險(xiǎn)后果、風(fēng)險(xiǎn)控制措施等方面進(jìn)行確認(rèn)和建立。例如：腐蝕減薄、金相組織變化、機(jī)械損傷等方面問題帶來的斷裂、變形、破損等情況，會直接對危險(xiǎn)源區(qū)域所在的人員帶來危害，以及其他的破壞、損失。

1.2設(shè)計(jì)階段

應(yīng)關(guān)注的壓力容器失效模式壓力容器設(shè)計(jì)階段，要考慮的失效模式主要指脆性斷裂、韌性斷裂、蠕變斷裂、彈塑性失穩(wěn)及疲勞失效、泄漏及腐蝕。設(shè)計(jì)思路方面，主要彈性失效、彈塑性失效、塑性失效、爆破失效、疲勞失效、失穩(wěn)失效等準(zhǔn)則。低溫容器設(shè)計(jì)過程中，就必須要考慮到脆斷失效；高溫容器，則需對蠕變失效準(zhǔn)則加以考慮；不銹鋼壓力容器則對應(yīng)的是腐蝕失效。

1.2.1風(fēng)險(xiǎn)分析

計(jì)劃內(nèi)容在對壓力容器失效風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)劃過程中，應(yīng)當(dāng)從表1幾個(gè)方面進(jìn)行充分考慮。表格中涉及到的序號風(fēng)險(xiǎn)主體，實(shí)際上就是從風(fēng)險(xiǎn)子項(xiàng)來源危害項(xiàng)目的時(shí)機(jī)、判斷衍生，比如：壓力容器風(fēng)險(xiǎn)主體來源有以下幾個(gè)方面：壓力容器、配套設(shè)施、安全附件、使用工況、介質(zhì)特性、作業(yè)人員狀況、環(huán)境因素、操作標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、其他等因素。每種風(fēng)險(xiǎn)主體來源都需要進(jìn)行細(xì)分處理，這能對風(fēng)險(xiǎn)子項(xiàng)來源加以確定，比如壓力容器自身所帶來的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，依據(jù)這部分風(fēng)險(xiǎn)列出設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、材料零部件、結(jié)構(gòu)分析、制造工藝、制造特殊要求、檢驗(yàn)、子項(xiàng)要求等，最后對子項(xiàng)中任何存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析整理，指出其中存在的危害項(xiàng)目、時(shí)機(jī)，從而針對危害可能性、危害程度進(jìn)行斷定。事實(shí)上，上述的方法只屬于定性分析法，在設(shè)計(jì)壓力容器過程中，還要依據(jù)法律法律、安全標(biāo)準(zhǔn)、工程經(jīng)驗(yàn)等，以此對危害所可能產(chǎn)生的要素進(jìn)行檢查，如果說要對某項(xiàng)危險(xiǎn)因素存在進(jìn)行否定，必須要提出充分依據(jù)、理由。1.2.2定性風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)依據(jù)隨著風(fēng)險(xiǎn)工程學(xué)研究持續(xù)深入，將安全指標(biāo)SI值當(dāng)做風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則基礎(chǔ)，通過定量分析措施，將失效概率當(dāng)做風(fēng)險(xiǎn)的接受準(zhǔn)則，這是目前壓力容器設(shè)計(jì)行業(yè)中所存在的難點(diǎn)。在壓力容器的風(fēng)險(xiǎn)評估中，需要有評估準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)，例如：采取規(guī)則設(shè)計(jì)措施標(biāo)準(zhǔn)，來針對壓力材料呈現(xiàn)出的許用應(yīng)力最小安全系數(shù)進(jìn)行確定，這屬于常規(guī)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)措施；依照我國所施行的相關(guān)管理標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)危害，也屬于常用的評價(jià)依據(jù)。

1.2.3危害要素或失效模式及其形成原因

（壓力容器所存在的危害要素進(jìn)行確認(rèn)以后，需要根據(jù)壓力容器自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、特殊性能、安全附件可靠性，通過ISO/CD16528給出3大類、14種失效模式，按照《承壓設(shè)備損傷模式識別》標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而將失效模式所對應(yīng)的失效機(jī)理進(jìn)行全面分析，找出設(shè)備、設(shè)施、材料、安全附件、環(huán)境因素……等直接、間接帶來的失效原因，通過表2來進(jìn)行失效模式闡述。對壓力容器設(shè)計(jì)過程中，務(wù)必要考慮到任何可能出現(xiàn)的失效模式比如壓力容器自身的最大應(yīng)力、應(yīng)力組合是否出現(xiàn)屈服，外壓壓應(yīng)力是否已經(jīng)到達(dá)失穩(wěn)臨界點(diǎn)，腐蝕失效對于厚度減薄的影響等。

1.2.4消除或降低風(fēng)險(xiǎn)的措施

所涉及到的危害項(xiàng)目，針對壓力容器主要失效模式：爆炸、斷裂、泄漏、腐蝕、損傷、過量變形或材料性能退化情況，要從設(shè)計(jì)制造、運(yùn)行操作管理、檢測維修以及預(yù)防外來損傷方面進(jìn)行控制管理。例如：一臺180m3規(guī)格的柴油加氫反應(yīng)器，其中所存在的介質(zhì)是氫氣、硫化氫、柴油，其設(shè)計(jì)使用溫度為430℃，壓力為9.2MPa，12Cr2Mo1R是主要受壓元件材料。按照其使用介質(zhì)特性、工況，先將風(fēng)險(xiǎn)來源主體、子項(xiàng)目進(jìn)行仔細(xì)分析后，對變形、破損、泄露、爆炸等風(fēng)險(xiǎn)子項(xiàng)目加以對照確認(rèn)，如此便可以讓危害部位得以確認(rèn)，其損傷模式則為：均勻腐蝕、高溫氧化、應(yīng)力腐蝕；短時(shí)延性破壞、長時(shí)蠕變破壞、蠕變疲勞、過度變形、逐漸趨向于結(jié)構(gòu)坍塌；壓力容器用材料的石墨化、回火脆化等金相組織變化等；氫致裂紋、應(yīng)力導(dǎo)向型氫致裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋等。

1.2.5風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告

內(nèi)容風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告內(nèi)容應(yīng)該包括：基本參數(shù)：所有可能工況的描述及其條件下任何可能的危害；標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的失效模式，要對使用條款加以說明；標(biāo)準(zhǔn)中不存在的失效模式，要對設(shè)計(jì)載荷、安全系數(shù)、設(shè)計(jì)方法的依據(jù)進(jìn)行選取；介質(zhì)少量泄露、大量用處、爆炸裝備處治要進(jìn)行規(guī)定；移動壓力容器上，還要規(guī)定交通事故處治措施，并且提出相關(guān)人員的防護(hù)措施。

2結(jié)語

綜上所述，設(shè)計(jì)階段將基于失效模式的風(fēng)險(xiǎn)評估應(yīng)用在壓力容器中，能夠讓設(shè)計(jì)人員掌握、總結(jié)更豐富的數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而使得設(shè)計(jì)人員在壓力容器系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，能最大限度的避免風(fēng)險(xiǎn)，所有失效模式都能提出科學(xué)合理的分析、評估，并提出安全可靠的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，這對于壓力容器在設(shè)計(jì)使用壽命階段安全運(yùn)行消除隱患奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn):

[1]白健.Ⅲ類壓力容器設(shè)計(jì)階段風(fēng)險(xiǎn)評估軟件系統(tǒng)開發(fā)[D].蘭州理工大學(xué)，2013.

[2]郭曉璐.承壓設(shè)備設(shè)計(jì)階段風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)方法研究[D].蘭州理工大學(xué)，2015.

[3]馬欣，雒定明，伍開松，劉文廣，秦光源.Ⅲ類壓力容器設(shè)計(jì)階段風(fēng)險(xiǎn)評估與系統(tǒng)開發(fā)[J].天然氣工業(yè)，2014,07:104~108.

作者：唐鵬飛 單位：浙江智鋼化工機(jī)械有限公司