2019年中級(jí)注冊(cè)安全工程師答疑:壓力容器的安全操作的一般要求?
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問題：
壓力容器的安全操作的一般要求?
答疑：
生產(chǎn)加工和儲(chǔ)存運(yùn)輸過程中發(fā)生的火災(zāi)和爆炸災(zāi)害是多種多樣的，為了便于探討防火和滅火的有效對(duì)策，需要對(duì)火災(zāi)和爆炸災(zāi)害進(jìn)行分類。在此火災(zāi)是指那些火焰?zhèn)鞑ニ俣?或燃燒速度)較慢的燃燒型火災(zāi)，爆炸則包括火焰?zhèn)鞑ニ俣群芸斓幕瘜W(xué)性爆炸和某些物理性爆炸。在火場上，火災(zāi)有時(shí)會(huì)引起爆炸，爆炸有時(shí)會(huì)引起火災(zāi)?；馂?zāi)和爆炸可大致分成由點(diǎn)火源直接點(diǎn)燃而引起的和不需要點(diǎn)火源直接點(diǎn)燃而引起的兩種情況?；馂?zāi)和爆炸類型劃分見表 (略)。?
火源型、蓄熱型火災(zāi)和爆炸的特點(diǎn)是發(fā)生了燃燒、分解等反應(yīng)的化學(xué)變化過程，而潛熱型蒸氣爆炸特點(diǎn)是發(fā)生了液相向氣相急劇相變而急劇升高壓力的物理變化過程，亦即發(fā)生了物理性爆炸。發(fā)生潛熱型蒸氣爆炸的物質(zhì)若為不燃?xì)怏w，爆炸后則可能造成設(shè)備損壞或人員傷亡，一般不會(huì)進(jìn)一步造成火災(zāi);若為可燃?xì)怏w，爆炸后則可能被點(diǎn)火源點(diǎn)燃，從而發(fā)生化學(xué)性爆炸或造成大范圍的火災(zāi)。下面簡述上表列出的六類火災(zāi)和爆炸現(xiàn)象。
(一)?泄漏類火災(zāi)和爆炸
指處理、儲(chǔ)存或輸送可燃物質(zhì)的容器、機(jī)械或其它設(shè)備，因某種原因發(fā)生破裂而使可燃?xì)怏w、蒸氣、粉塵泄漏到大氣中(或外界空氣吸入負(fù)壓設(shè)備內(nèi))，達(dá)到爆炸濃度極限時(shí)遇點(diǎn)火源所發(fā)生的火災(zāi)和化學(xué)性爆炸。在泄漏口處及地面上泄漏的液體或粉塵往往只發(fā)生火災(zāi)。
(二)?燃燒類火災(zāi)和爆炸?
指可燃物質(zhì)，在某種火源作用下，發(fā)生燃燒、分解等化學(xué)反應(yīng)，而導(dǎo)致的火災(zāi)和化學(xué)性爆炸。在敞開式或半敞開式空間中，一般的可燃物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的氣體和壓力能夠向大氣中釋放，所以不會(huì)發(fā)生爆炸，而只發(fā)生火災(zāi)。在密閉容器中，可燃物質(zhì)被點(diǎn)火源點(diǎn)燃后發(fā)生燃燒或分解等反應(yīng)，產(chǎn)生的大量氣體，在反應(yīng)熱的作用下體積急劇膨脹，從而使容器內(nèi)的壓力迅速升高，當(dāng)超過容器的耐壓極限強(qiáng)度時(shí)，則會(huì)使容器破裂發(fā)生爆炸。在較為密閉的建筑物內(nèi)，如充滿可燃?xì)怏w、蒸氣或懸浮著可燃粉塵，若達(dá)到爆炸濃度極限范圍，遇點(diǎn)火源也會(huì)發(fā)生這種燃燒類化學(xué)性爆炸。某些易分解氣體和火、炸藥等爆炸性物質(zhì)，在開放空間中或密閉容器內(nèi)，被點(diǎn)火源點(diǎn)燃后都會(huì)發(fā)生這種燃燒類化學(xué)性爆炸。另外，輸送高壓氧氣的鐵制管路和閥門在一定條件下與氧化合，會(huì)發(fā)生劇烈燃燒，導(dǎo)致此類火災(zāi)和爆炸。?
(三)自燃類火災(zāi)與爆炸
指某些物質(zhì)由于發(fā)生放熱反應(yīng)、積蓄反應(yīng)熱量引起自行燃燒而導(dǎo)致的火災(zāi)和化學(xué)性爆炸。通常，在敞開式或半敞開式的容器或空間發(fā)生的自燃，大多會(huì)導(dǎo)致火災(zāi);在密閉容器或空間發(fā)生的自燃，因反應(yīng)壓力急劇上升則容易使容器破裂，造成爆炸。能發(fā)生這種自燃類火災(zāi)和爆炸的物質(zhì)及其自燃特點(diǎn)大致包括：
1、黃磷、烷基鋁、磷化氫、硫化鐵、煤、含油脂物品(桐油漆布、種籽餅等)、橡膠粉末等，在空氣中發(fā)生氧化放熱自燃;
2、硝化棉、硝化纖維膠片等，在空氣發(fā)生分解放熱自燃;
3、還原鎳、還原鐵、活性炭等，在空氣中發(fā)生吸附放熱自燃;
4、稻草、原棉、鋸木屑等，在潮濕條件下發(fā)生發(fā)酵放熱自燃;
5、金屬鈉、氫化鈉、電石(碳化鈣)、鋅粉、鎂鋁粉、放射性物質(zhì)鈾等，遇水或在潮濕空氣中發(fā)生水解放熱自燃;
6、可燃物與強(qiáng)氧化劑(如甘油與高錳酸鉀)發(fā)生混和接觸氧化放熱自燃等。
(四)反應(yīng)失控類爆炸
指某些物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)熱量沒有按工藝要求及時(shí)移出反應(yīng)體系外時(shí)，使容器內(nèi)溫度和壓力急劇上升，容器超壓后破裂，導(dǎo)致物料從破裂處噴出或容器發(fā)生爆炸。這類爆炸可認(rèn)為是物理性爆炸，但是當(dāng)物料的溫度超過其自燃點(diǎn)時(shí)，則會(huì)在容器破裂或爆炸后，發(fā)生燃燒反應(yīng)，瞬間變成化學(xué)性爆炸。發(fā)生這類爆炸的化學(xué)反應(yīng)大致有聚合反應(yīng)、氧化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、氯化反應(yīng)、分解反應(yīng)等。
(五)傳熱類蒸氣爆炸
指低溫液體與高溫物體接觸時(shí)，高溫物體的熱量使低溫液體瞬間由液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀喽l(fā)生的爆炸。這類爆炸主要有水接觸高溫物體(如鐵水、熾熱鐵塊、高溫爐等)發(fā)生的水蒸汽爆炸。常溫的水全部變成水蒸氣會(huì)使體積膨脹1700倍以上，這種急劇的膨脹會(huì)對(duì)人員或設(shè)備等造成傷亡或破壞。另外，當(dāng)液態(tài)甲烷倒入液態(tài)丁烷、液態(tài)丙烷倒入液氮、液態(tài)丙烷倒入約70℃的水中時(shí)，也會(huì)發(fā)生這種傳熱類蒸氣爆炸。傳熱類蒸氣爆炸屬于物理性爆炸，一般不會(huì)造成火災(zāi)。但液態(tài)甲烷、丙烷等可燃?xì)怏w發(fā)生的蒸氣爆炸，與空氣形成爆炸性混合氣體，則有發(fā)生化學(xué)性爆炸及發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn);水蒸氣爆炸可能損壞機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備等，間接引起火災(zāi)。?
(六)?破壞平衡類蒸氣爆炸
指較高壓力的密閉容器中盛有高于常壓蒸氣壓的液體，當(dāng)容器氣相部分的容器殼體因材質(zhì)劣化、碰撞等原因出現(xiàn)裂縫時(shí)，容器內(nèi)液體急劇從裂縫中噴出，容器內(nèi)的壓力急劇下降，從而破壞了氣—液平衡狀態(tài)，變成不穩(wěn)定的過熱狀態(tài)，液體立即沸騰，體積急劇膨脹，壓力劇增，使容器裂縫擴(kuò)大或破裂成碎片，容器內(nèi)液體大量噴出，液體由液相瞬間變成氣相、呈現(xiàn)的蒸氣爆炸現(xiàn)象。這種破壞平衡類蒸氣爆炸屬于物理性爆炸。但是，若容器內(nèi)的液體是可燃性液體時(shí)，噴出的液體變成蒸氣后，與空氣形成爆炸性混合氣體，遇點(diǎn)火源便會(huì)發(fā)生化學(xué)性爆炸或大面積火災(zāi)。常溫的液化石油氣火車槽車、汽車槽車因撞車、脫軌等原因會(huì)發(fā)生這類蒸氣爆炸。在火場上受到烘烤加熱的易燃、可燃液體貯罐以及有較高壓力的液體貯罐或反應(yīng)器等，若容器上因某種原因有裂縫存在，也會(huì)發(fā)生這種破壞平衡類蒸氣爆炸。
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