低壓反應(yīng)釜失穩(wěn)原因分析及整改措施-威海環(huán)宇化工機械有限公司

1、前言
2012年7月的一天，我們接到油田一化工廠的通報，報告說他們那里4臺并排擺放的反應(yīng)釜在使用過程中，發(fā)生不同程度的筒壁內(nèi)陷，不敢再用，廠方請求我們對設(shè)備進行鑒定檢驗，確認(rèn)該設(shè)備是否還能繼續(xù)使用，并分析事故原因，避免該事故的再次發(fā)生。
二、事故概述
1、反應(yīng)釜的主要參數(shù)和設(shè)計依據(jù)
該反應(yīng)釜為立式結(jié)構(gòu)，圈座支撐。介質(zhì)為混合液體物料，工作壓力 ≤ 0.01MPa，工作溫度≤ 100度，材質(zhì)為Q235-A，制造日期1989年2月。反應(yīng)釜內(nèi)徑2600mm ，高度為6500mm 。
2、事故經(jīng)過
現(xiàn)場我們對4臺設(shè)備的缺陷位置進行了檢測測量，4臺設(shè)備都有不同程度的凹陷變形，其中的一臺變形量為400×380×52mm，薄處僅為3mm，已不能再使用。該批設(shè)備正常的生產(chǎn)工藝過程是：混合物料放入反應(yīng)釜后，物料在反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)，為防止物料在反應(yīng)過程中升壓升溫，在生產(chǎn)過程中，邊反應(yīng)邊進行釜外壁噴淋冷卻水冷卻。反應(yīng)完成后，釜底排料。一個生產(chǎn)周期完成后，需對反應(yīng)釜進行清洗消毒，具體的做法就是將蒸汽通入反應(yīng)釜內(nèi)，控制蒸汽壓力不超過0.01MPa，關(guān)閉所有閥門，殺菌十分鐘后，排出蒸汽冷凝水，反應(yīng)釜自然冷卻后待用。操作人員在操作過程中，誤操作，在消毒過程中，將噴淋冷卻水閥門打開，致使反應(yīng)釜內(nèi)壁大面積內(nèi)凹，使得該批設(shè)備部分報廢。
三、失穩(wěn)原因分析
在正常使用情況下，反應(yīng)釜處于常壓狀況。根據(jù)GB150—89《鋼制壓力容器》設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，按正常情況下，采用6mmQ235-A鋼板制做，完全滿足強度要求。
此次釜體失穩(wěn)是由于誤操作造成的，釜外壁噴淋冷卻水，使得釜內(nèi)蒸汽迅速冷卻。壓力急速下降，在很短的時間內(nèi)釜內(nèi)形成真空，釜體承受外壓。而此時釜體的臨界外壓根據(jù)計算可知在0．036MPa。如果是真空容器，其設(shè)計外壓按0.1MPa計，而此時的設(shè)計外壓大于釜體臨界外壓很多，因此，釜體承受不了形成真空時的外壓，從而失穩(wěn)。臨界外壓計算：
罐體簡體名義厚度S=6mm
厚度附加量C=C1+c2=2．5mm
C1一鋼板厚度負(fù)偏差0．5mm
C2一鋼板腐蝕余量2mm
筒體有效厚度s1=s—C=3.5mm
罐體筒體外徑D=D1+2S=2612mm
D1一簡體內(nèi)徑2600nun
筒體計算長度L=H+1／3h1 =6592mm
H一一筒體高度H=6500mm
h1一由(JB／T4737—95)查表的h1=275mm
系數(shù)L／D=6592／2612=2．5
系數(shù)D／s．=2612／3．5=746
系數(shù)A查參考文獻h-0.00017
系數(shù)B查參考文獻B=27
許用外壓[P]=B／D／S．=0.036MPa
四、整改措施
為保證設(shè)備安全運行，我們根據(jù)現(xiàn)場的實際情況和查資料計算得知，可采取如下整改措施：
1、除一臺不能修理報廢外，其他3臺設(shè)備可按設(shè)備筒體形狀做一模板，采取局部加熱的方式進行頂復(fù)，使其凹陷處進行復(fù)位；
2、加強職工隊伍建設(shè)，定期對職工進行考核評比，擇優(yōu)上崗，加強管理，嚴(yán)禁誤操作；
3、采用自動連鎖裝置，在人工誤操作的情況下，設(shè)備不動作，避免人工操作的失誤；
4、增設(shè)加強圈，縮短筒體計算長度，增加容器剛度。經(jīng)計算，像這種尺寸的反應(yīng)釜，需增設(shè)沿外壁一周的整體加強圈兩個，均勻安置。
五、結(jié)束語以上整改措施投資少，，廠方根據(jù)我們提的建議，對其他幾臺反應(yīng)釜進行了修理、改造，通過這些措施的實施，設(shè)備運行良好，類似事故未再發(fā)生。

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