Paineastioiden vikaantumisen syiden analysointi ja keskustelu ennaltaehkäisevistä ehdotuksista.

Paineastioiden vikaantumisen syiden analysointi ja keskustelu ennaltaehkäisevistä ehdotuksista.

Teollistumisen rakentaminen on johtanut kemian alan yritysten nopeaan kehitykseen Kiinassa. Pitkän aikavälin kehityksen näkökulmasta kemianteollisuuden yrityksiin kohdistuu suuria turvallisuusriskejä, ja kun ongelmia ilmenee, niillä on suhteellisen haitallisia yhteiskunnallisia vaikutuksia. Tuotantolaitteiden vikaantuminen, joka johtuu paineastioiden halkeamat on merkittävä turvallisuusriski suurissa kemianteollisuuden yrityksissä. Jos sitä ei estetä mahdollisimman pian, se ei ainoastaan vaikuta tuotantolaitteiden normaaliin toimintaan vaan uhkaa myös asukkaiden turvallisuutta ja aiheuttaa tarpeettomia taloudellisia menetyksiä. Painehäiriöiden syiden tutkimisesta ja ennaltaehkäisevien toimenpiteiden rakentamisesta on tullut kemianteollisuuden yritysten huomion keskipiste. Tässä artikkelissa tarkastellaan kahta tapausta paineastia epäonnistuminen tutkimuskohteena, analysoida halkeamien syitä, keskustella korkealaatuisista ennaltaehkäisytoimenpiteistä ja edistää kemian alan yritysten pitkän aikavälin ja vakaata kehitystä.

Paineastiat ovat yleisiä paineen alaisia erikoislaitteita, ja ne ovat perusta teollisuustuotannon normaalille ja vakaalle toiminnalle. Niitä käytetään laajalti kemiallisissa reaktioissa, materiaalien erottelussa ja varastoinnissa sekä lämmönvaihdossa. Teoreettisesta näkökulmasta paineastioiden ominaisuudet ovat suhteellisen ainutlaatuisia. Hyvien käyttöolosuhteiden luominen edellyttää tiukkaa hallintaa paineastian tyypistä riippumatta. Muuten voi tapahtua kemiallisia tai fysikaalisia räjähdyksiä. Paineastioiden korkeatasoisella tuotannolla, hallinnalla ja myöhemmällä kunnossapidolla voidaan tehokkaasti vähentää onnettomuusriskiä ja osoittaa maan tuotantotaso ja teknologian edistyksellisyys. Kiinan eri alojen nopean kehityksen ja paineastioiden laajemman käyttöalueen myötä paineastioiden turvalliselle käytölle on esitetty uusia vaatimuksia. Yritysten on valvottava paineastioita säännöllisesti, noudatettava tiukasti "Kiinteiden paineastioiden turvallisuustekniikan valvontaa koskevien määräysten" asiaa koskevia määräyksiä, minimoitava turvallisuusriskit ja saavutettava mahdollisimman suuri taloudellinen käytännöllisyys.

1. Katsaus kahteen tarkastustapaukseen

1.1 Monikäyttöisten uuttosäiliöiden säännöllinen tarkastustilanne

Tämä tutkimus toteutettiin tammikuussa 2020, jolloin monitoiminen uuttosäiliö joka sijaitsee teollisuusalueella maakunnassa. Ennen testausta testaushenkilöstön olisi tunnettava alueelliset ominaisuudet ja asiaankuuluvat testausstandardit perusteellisesti; Tarkastuksen aikana todettiin, että tämän monikäyttöisen uuttosäiliön kirjallisten tietojen mukaan sen suunniteltu käyttöikä oli 8 vuotta. Tutkimuksessa kävi kuitenkin ilmi, että poistosäiliötä käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 2008, ja sen käyttö ylitti huomattavasti arvioidun käyttöiän. Vauriotilanteen tarkemmaksi ymmärtämiseksi teknikot alkoivat käyttää tunkeutumistestausta suorittaakseen asiaankuuluvat tarkastukset ja havaitsivat, että alakannen ulkoseinän hitsaussaumassa oli koko ympyrän alueella hienoja jatkuvia murtumaviivoja. Asiaankuuluvat parametrit esitetään taulukossa 1.

Taulukko.1 Monikäyttöisen uuttosäiliön olennaiset parametrit

Nimi	Parametri
Säiliö Luokka	Luokka I
Tarkastusluokka	Säännöllinen tarkastus
Käyttöikä	8 vuotta
Hakuaika	Jan-08
Juokseva valtio	Käytössä
Suunnittelupaine/Mpa	Ilmanpaine (sisäinen)/Jacket (0,33)
Käyttöpaine/Mpa	Ilmanpaine (sisäinen)/Jacket (0,33)
Suunnittelulämpötila/° C	100 (sisäosa)/146 (takki)
Käyttölämpötila/° C	95 (sisäpuolella)/143 (Jacket)
Työn luonne	Nestemäinen lääke (sisäinen) / kyllästetty höyry (vaippa)

1.2 Reaktiokattilan säännöllisen tarkastuksen tila

Maaliskuussa 2020 suoritettiin määräaikaistarkastus reaktiokattila samassa maakunnassa sijaitsevan lasitehtaan. Asiaa koskevaa kirjallista materiaalia tarkistettaessa todettiin, että reaktoria käytettiin ensimmäisen kerran maaliskuussa 2009, ja odotettu käyttöikä olisi pitänyt mainita asiaa koskevissa asiakirjoissa. Reaktorin ulkonäön yksityiskohtaisessa tarkastuksessa ei havaittu mitään ilmeisiä poikkeavuuksia tai vaurioita. Magneettihiukkastestauksen jälkeen havaittiin kuitenkin, että laitteiston ja kattilan kannen silmähampaiden juuressa oli selviä hienoja halkeamia, joista pisin oli jopa 72 mm. Asiaan liittyvät parametrit esitetään taulukossa 2.

Taulukko.2 Reaktiokattilan olennaiset parametrit

Nimi	Parametri
Säiliö Luokka	Luokka Ii
Tarkastusluokka	Säännöllinen tarkastus
Käyttöikä	Tuntematon
Hakuaika	maaliskuu-09
Juokseva valtio	Käytössä
Suunnittelupaine/Mpa	Yksi piste kuusi
Käyttöpaine/Mpa	≤1.5
Suunnittelulämpötila/° C	Sata kuusikymmentä
Käyttölämpötila/° C	≤160
Työn luonne	Ilma

2. Paineastian vikaantumisen syiden analysointi kahdessa tapauksessa.

2.1 Halkeamien syyt monikäyttöisissä uuttosäiliöissä

Paineastian vikaantumisen syiden ymmärtämiseksi tekninen henkilöstö järjesti aktiivisesti tietoja ja suoritti laitteiston yksityiskohtaisia tarkastuksia. Tarkastuksen yhteydessä todettiin, että tätä monikäyttöistä uuttosäiliötä käytetään pääasiassa lääkinnällisten nesteiden säilyttämiseen. Näillä lääkinnällisillä nesteillä on kuitenkin monimutkainen rakenne, ja niissä on erilaisia ainetyyppejä ja kemiallisia elementtejä, joihin kuuluu yleisesti vetyioneja ja vapaita vetyioneja. Todellisessa käytössä on tarpeen avata ja sulkea uuttosäiliön luukun kansi toistuvasti, toistuvasti ja usein. Monien tekijöiden, kuten lämpötilan, paineen ja ilman epäpuhtauksien, vaikutuksesta paineastioiden ylempi suu on altis korroosiolle. Pitkäaikainen altistuminen korroosiolle voi helposti aiheuttaa poistosäiliön kannen makroskooppisen korroosion, jossa on suuri määrä ja monimutkainen kokonaisrakenne. Koska hitsausprosessin aikana leikkauskannen ulkopinnalla olevan hitsaussauman heikko sulatuslinja aiheuttaa halkeamia, jotka johtavat poikkeamiin tämän paikan mikrorakenteessa ja ominaisuuksissa, mikä johtaa lopulta halkeamavikojen muodostumiseen. Lisäksi tutkijat havaitsivat myös, että tämä monitoiminen uuttosäiliö on ylittänyt suunnitteluhetkellä arvioidun käyttöiän, mikä osoittaa, että sen yleinen materiaali ja rakenne heikkenevät tai heikkenevät merkittävästi.

2.2 Reaktorissa tapahtuvan halkeilun syyt

Paikan päällä tehdyssä tarkastuksessa havaittiin, että tämä reaktori kuuluu nopeasti avattavaan paineastiaan, ja sitä käytettiin ensimmäisen kerran maaliskuussa 2009. Eri tekijöistä, kuten yrityksen mittakaavasta ja investoinneista, johtuen tämä reaktori on toiminut täydellä kapasiteetilla jo pitkään. Laitteita valmistettaessa kattilan laipan hammastusta käytetään pääasiassa plasmaleikkaustekniikkaa, ja samalla hampaiden juureen tehdään korjaushitsauskaaren siirtyminen. Tarkastustulokset osoittavat, että halkeamaviat keskittyvät pääasiassa korjaushitsauskohtaan, joka kuuluu alueeseen, jossa on suhteellisen huonolaatuisia silmukkahampaita. Kiillottamalla paikan päällä olevan reaktiokattilan halkeamia havaittiin, että korjaushitsausalueella esiintyi suuri määrä huokosia, roskia ja muita pieniä vikoja. Nämä viat keskittivät jossain määrin paikallista jännitystä, ja ajan mittaan se aiheuttaisi hienojen halkeamien syntymistä, jotka ovat halkeamien pääasiallinen aiheuttaja. Tämä osoittaa, että turvallisuusriskit ovat syntyneet jo laitteiden valmistusvaiheessa. Varmistaakseen huolellisen tutkimuksen, tekninen henkilökunta tarkasti edelleen kattilan rungon laipan hammastuksen rakenteen ja havaitsi seuraavat ominaisuudet. Hammastushampaiden ympärillä on epäjatkuvuus, ja monimutkaisten jännitysolosuhteiden vaikutuksesta hammastushampaat eivät kanna ainoastaan aksiaalista leikkausvoimaa vaan myös synnyttävät taivutusmomenttia. Normaalisti nopeasti avautuvan paineastian silmähampaiden juuret kantavat syklisiä kuormituksia, mikä jossain määrin johtaa silmähampaisiin kohdistuvan voiman kasvuun ja monimutkaisuuden merkittävään lisääntymiseen. Tuotantoprosessin aikana tapahtuvan paineen nousun ja laskun vaikutuksesta reaktiokattilan silmähampaat vaurioituvat merkittävästi vaihtuvan rasituksen alaisena, mikä johtaa silmähampaiden väsymisen lisääntymiseen ja halkeamien syntymiseen.

3. Ehdotuksia paineastian vikaantumisen estämiseksi

Halkeamien aiheuttamista paineastioiden vioista on tullut keskeinen turvallisuusriski kemianteollisuudessa. Se vaikuttaa laitteen turvalliseen ja vakaaseen toimintaan ja uhkaa työntekijöiden ja ympäröivien asukkaiden terveyttä ja turvallisuutta, mikä aiheuttaa tarpeettomia taloudellisia menetyksiä ja muita ongelmia. Tämä edellyttää, että yritykset ja asianomaiset testauslaitokset lisäävät suunnittelu-, tuotanto-, valmistus- ja tarkastusprosessien merkitystä. Yhteenvetona kahdesta tapauksesta todettiin, että paineastian vikaantumisen pääasialliset syyt olivat paineastian alkuperäiset viat, mukaan lukien asiaankuuluvien standardien noudattamatta jättäminen valmistusprosessin aikana, tuotanto- ja käsittelyprosessin viat, suuri sisäinen jännitys ja suunnitteluvirheet. Mitä tulee monikäyttöisten uuttosäiliöiden halkeamien syihin, käyttäjien on noudatettava tiukasti asiaankuuluvia standardeja avaamisprosessin aikana, jotta voidaan varmistaa vakioitu toiminta. Samaan aikaan teknisen henkilöstön tulisi käydä säännöllisesti paikan päällä suorittamassa turvallisuusriskitutkimuksia, ymmärtää täysin todellinen sovellustilanne, tehdä hyvää työtä päivittäisessä kunnossapidossa ja ylläpidossa, tarkistaa huolellisesti tuoteasiakirjat, tarkistaa säännöllisesti ja säännöllisesti tuotteen käyttöikä, noudattaa tiukasti asiaankuuluvia standardeja riskien tutkimisessa ja pyrkiä olemaan käyttämättä laitteita sen käyttöiän jälkeen niin paljon kuin mahdollista. Oletetaan, että laitteiden vaihto vaikuttaa normaaliin toimintaan. Siinä tapauksessa on tarpeen järjestää asiaankuuluva tekninen henkilöstö suorittamaan täydellinen ja kattava riskinarviointi laitteesta sen vakaan toiminnan varmistamiseksi.

Reaktiokattilan osalta edellytetään, että tuotanto- ja valmistusyritykset valvovat tiukasti tuotantoprosessia ja varmistavat laadunvalvonnan. Valmistavien yritysten olisi noudatettava tiukasti määräyksiä ja standardeja, kuten "Pressure Vessels" ja "Nondestructive Testing of Pressure Equipment", hallinnoinnissa ja testauksessa. Todellisten tuotanto-ominaisuuksien perusteella olisi valittava asianmukaiset käsittelytekniikat ja hitsaustekniikat, jotta silmähampaiden leikkaustarkkuutta voidaan parantaa mahdollisimman paljon, varmistaa, että silmähampaat ovat asiaankuuluvien eritelmien mukaisia, ja varmistaa muokkauksen laatu. Korjattaessa hitsausta hammaspyörien juuressa on valittava hitsaukseen pätevät hitsaajat, jotta varmistetaan hitsaustekniikan edistyksellisyys. Samalla hitsaus on suoritettava tiukasti asiaankuuluvien arviointistandardien mukaisesti, jotta varmistetaan, että hitsauksen laatu täyttää asiaankuuluvat standardit. Hitsauksen jälkeen teknisen henkilöstön olisi suoritettava täydellinen ja kattava lämpökäsittely ja rikkomukseton tarkastus ja kiinnitettävä huomiota valmistuksen aikaiseen valvonta- ja tarkastusprosessiin. Kun tuote on lähtenyt tehtaalta, asianomaisten laadunvalvontaviranomaisten on suoritettava täydellinen ja yksityiskohtainen silmähampaiden tarkastus sen varmistamiseksi, että tuote täyttää markkinointi- ja käyttöstandardit. Tällaisia tuotteita käytettäessä kemianteollisuuden yritysten on kehitettävä täydellinen, yksityiskohtainen ja kattava tuotanto- ja käyttöjärjestelmä, joka perustuu todellisiin käyttöskenaarioihin ja -ominaisuuksiin, jotta voidaan varmistaa mahdollisimman vakaa paineenkorotus ja paineenalennus ja välttää liiallinen vuorotteleva rasitus, joka kohdistuu verkkoihin, aiheuttaa reaktorin ylikuormittumisen pitkäksi aikaa, nopeuttaa halkeamien muodostumista reaktoriin ja aiheuttaa vakavia vaurioita. Varsinaisessa käyttöprosessissa käyttäjäyksikön olisi aktiivisesti toteutettava käytön hallinnan päävastuu, jaettava kohtuullisesti kunkin lenkin vastuut, lisättävä paineastian halkeamien ja vikojen tutkimista, tunnistettava mahdolliset turvallisuusriskit nopeasti, ilmoitettava ongelmista välittömästi ja saatettava korjaukset loppuun paikan päällä. Lisäksi yritysten olisi vahvistettava halkeamien havaitsemista keskeisten hankkeiden ja kohteiden ehkäisemiseksi päivittäisissä tarkastuksissaan. Rikkoutumattomassa testauksessa voidaan yrittää integroida innovatiivisia tekniikoita, kuten ultraäänen vaiheistettua array- ja array-vyörytysvirtaa, havaintotarkkuuden parantamiseksi ja halkeamien havaitsemisen maksimoimiseksi.

Edellä mainittuja kahta tapausta analysoimalla voidaan tiivistää seuraavat suojatoimenpiteet:

• (1) Vahvistetaan paineastioiden asennusta ja valvontaa. Asennusprosessi paineastioiden turvallisen toiminnan perustana edellyttää, että tekninen henkilöstö keskittyy sen valvontaan, jotta vältetään ongelmat, kuten ammattipätevyyden puute ja asennusryhmän löyhä asennus, ja estetään mahdollisten turvallisuusriskien varaaminen; Tarkastusten intensiteetin lisääminen asennusprosessin aikana auttaa poistamaan paineastioiden mahdolliset asennusriskit ja varmistamaan niiden pitkäaikaisen vakaan toiminnan. Palkkaa ulkopuolinen testauslaitos tarkastamaan painesäiliöt asennuksen aikana ja sen jälkeen, jolloin luodaan vankka perusta myöhemmälle normaalille ja vakaalle työlle.
• (2) järjestää säännöllisesti teknistä henkilöstöä suorittamaan paineastioiden tieteellistä testausta ja huoltoa. Painesäiliön käyttäjäyksikön teknisen henkilöstön olisi säännöllisesti tarkastettava painesäiliön käyttö, kirjattava täydellisesti erikoislaitteet, joiden turvallisuustarkastustodistus on umpeutumassa, ja toimitettava asiaankuuluvat selitykset ja säännöllisen tarkastuksen vaatimukset asiaankuuluvalle testauslaitokselle kuukautta etukäteen. Tarkastusyksikön olisi yhdistettävä kirjalliset ohjeet, järjestettävä ja suunniteltava paikan päällä tehtävät tutkimukset ja valmistauduttava säiliön tarkastukseen. Kun tarkastus on suoritettu, käyttäjäyksikölle olisi annettava täydellinen tarkastusraportti. Käyttäjäyksikön on suoritettava kohdennettu korjaustyö paperisen raportin perusteella. Jos käyttäjällä on kysyttävää, hänen on otettava viipymättä yhteyttä tarkastusyksikköön ja varmistettava asia. Tarkastusyksikkö antaa painelaitteista, joissa on merkittäviä turvallisuusriskejä, "Erityislaitetarkastuksen lausuntoilmoituksen", jossa selitetään kattavasti korjausehdotukset. Kun käyttäjäyksikkö on suorittanut muutokset erikseen, sen olisi otettava uudelleen yhteyttä tarkastuslaitokseen ja suoritettava jälkitarkastus, kunnes painesäiliön tarkastus täyttää asiaankuuluvat standardit.
• (3) Suorittaa painelaitteiden omavalvonta ja seulonta. Itsetarkastus ja seulonta ovat välttämättömiä takeita paineastioiden turvallisen käytön varmistamiseksi. Vain säännöllisen huollon avulla voimme ymmärtää paineastioissa esiintyvät ongelmat. Periaatteessa edellytetään, että painesäiliötä käyttävä yksikkö suorittaa 2-3 laitteen tarkastusta joka kuukausi. Jos on olemassa erityisiä olosuhteita, olisi varmistettava, että tarkastus tehdään vähintään kerran kuukaudessa, ja tarkastustulokset olisi kirjattava. Ennen omavalvonnan suorittamista teknisen henkilöstön olisi suunniteltava tieteellisesti käytön ja ominaisuuksien perusteella, selvitettävä keskeiset tarkastuskohteet ja tarkastusstandardit, seulottava yksi kerrallaan painesäiliöiden turvalaitteet, sähköstaattinen maadoitus ja korroosio-olosuhteet, varmistettava asianmukainen toiminta, parannettava toiminnan luotettavuutta, havaittava ajoissa tarkastuksessa ilmenevät puutteet ja varmistettava painesäiliöiden turvallinen ja vakaa toiminta.
• (4) Lisätään teknisen henkilöstön koulutusta. Yleensä teknisen henkilökunnan epästandardit tai virheellinen toiminta voi aiheuttaa paineastian vikaantumisen tietyssä määrin, mikä johtaa sisäisen jännityksen nopeaan kasvuun ja räjähdysriskiin. Tämä uhkaa teknisen henkilöstön henkeä ja terveyttä, aiheuttaa tarpeettomia taloudellisia tappioita ja sillä on suhteellisen kielteinen sosiaalinen vaikutus ja vaikuttaa yritysten maineeseen. Tämä riittää osoittamaan ammattitaitokoulutuksen toteuttamisen tärkeyden. Vaaditaan, että paineastioiden käyttäjät järjestävät säännöllisesti koulutusta teknisen henkilöstön toimintataidoista todellisten työominaisuuksien perusteella, jotta heidän itsesuojelutietoisuuttaan voidaan parantaa; teknisellä henkilöstöllä on oltava todistus työskentelyyn, noudatettava tiukasti asiaankuuluvia määräyksiä toiminnan loppuun saattamiseksi ja inhimillisten tekijöiden minimoimiseksi.
• (5) Kehittää toimintamenettelyjä ja pelastussuunnitelmia asiaankuuluvien standardien pohjalta. Painesäiliöitä käyttävän yksikön olisi kehitettävä täydelliset ja yksityiskohtaiset turvallisuustoimintamenettelyt yrityksen käyttötilanteen perusteella, mukaan lukien prosessi-indikaattorit käytön aikana, työn toimintamenetelmät sekä keskeiset tarkastuskohteet ja -paikat. Pitkäaikaisen työkokemuksen ja todellisten tarkastustulosten perusteella on tarkasteltava kattavasti mahdollisia turvallisuusriskejä käytön aikana ja laadittava kohdennetut hätäsuunnitelmat, mukaan lukien mahdolliset poikkeavat ilmiöt ja olemassa olevat turvallisuusriskit. Yritysten olisi säännöllisesti suoritettava turvallisuusharjoituksia asiaankuuluvien standardien mukaisesti, viljeltävä työntekijöiden itsesuojelukykyä, parannettava operaattoreiden ja johtohenkilöstön epänormaalien ilmiöiden analysointi- ja arviointikykyä, varmistettava, että he voivat nopeasti siirtyä tilaan ongelmien ilmetessä, tunnistaa mahdolliset turvallisuusriskit ja minimoida paineastian vikaantumisen jälkeiset menetykset niin paljon kuin mahdollista.

4. Päätelmät

Yhteenvetona voidaan todeta, että analysoimalla ja pohtimalla halkeamien syitä kahdessa edellä mainitussa paineastiassa pyrimme saamaan syvemmän käsityksen paineastioiden nykyisestä sovellustilanteesta ja nykyisistä ongelmista. Edellytämme, että valmistus-, käyttäjä- ja testausyksiköt ovat tiiviisti yhteydessä toisiinsa, lisäävät jatkuvasti huomiota ja vahvistavat päivittäistä hallintaa. Halkeamien aiheuttamien paineastioiden vikojen ratkaisemiseksi ja estämiseksi olisi vahvistettava seuraavia kolmea työnäkökohtaa: ensinnäkin valmistusyksiköllä on oltava jalo ammattietiikka, sen on varmistettava rakennusmateriaalien, hitsausprosessien ja muiden näkökohtien valinta säiliön valmistusvaiheessa, sen on kiinnitettävä suurta huomiota tarkastukseen ennen hitsausta ja sen jälkeen, sen on vahvistettava rikkomatonta tarkastusta ja itsetarkastusprosessia lämpökäsittelyn jälkeen ja sen on noudatettava tiukasti asiaankuuluvia teknisiä normeja ja menettelyjä kaikkien töiden loppuun saattamiseksi. Toiseksi, käyttäjäyksikön olisi pantava täytäntöön päävastuu kunnossapidosta ja päivittäisestä huollosta, perustettava hallintoa varten oma henkilöstö ja varmistettava, että ongelmat ilmenevät ja ratkaistaan mahdollisimman pian. Sen jälkeen on vahvistettava asennusprosessin hallintaa ja keskityttävä siihen, onko säiliön runko täydellinen, erityisesti nopeasti avautuvien painesäiliöiden ja painesäiliöiden osalta, jotka ylittävät suunnittelun odotetun käyttöiän. Lopuksi on tehostettava säännöllisiä tarkastuksia sen varmistamiseksi, että laitteet ovat vakaassa toimintatilassa, tarkastettava kattavasti paineastiat, jotka ylittävät suunnitellun käyttöiän, ja nopeasti avattavat paineastiat, jotka tarkastetaan ensimmäistä kertaa, jotta estetään väsymissäröjen syntyminen, kun laitteet toimivat ylikuormitettuna. Otetaan aktiivisesti käyttöön kehittyneitä havaintovälineitä ja -tekniikoita herkkyyden parantamiseksi ja halkeamien mahdollisimman hyvän havaitsemisen saavuttamiseksi. Vain analysoimalla syvällisesti paineastioiden vikaantumisen syitä ja laatimalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä voidaan parantaa paineastioiden toiminnan yleistä vakautta ja edistää kemianteollisuuden yritysten kehitystä.

Kirjoittaja: Zhou Xiaodong