安全的重要性
壓力容器是一種比較容易發生事故,而且事故造成的危害性又特別嚴重的特殊設備。隨著壓力容器的廣泛使用,若對其控制管理、安全監督等不嚴格,那么它所帶來的安全隱患甚至災難性的隱患將會時刻威脅著人民的生命財產安全。
一、事故率
機械設備或裝置發生事故的多少,常用設備的事故率(或稱故障率)來衡量。它是所要調查統計的某一類設備在一定時間內所發生事故次數與設備運行臺數(按設備的臺數與運行年數乘積進行積累)的比值,表示為“次/臺年”。例如,所要調查的地區每年運行的容器有105臺,在5年內共發生事故5次,則該地區的容器事故率即為5/(5×105)=1×10—2次/臺年。從壓力容器發生事故的危害性出發進行統計,其事故率又分為一般事故率、重大事故率、爆炸事故率等。也可以根據不同的統計目標劃分不同的事故率。
英國原子能局與聯合部調查委員會為了對核系統容器與非核系統容器的事故率進行比較,先后兩次調查統計從1962—1972年的容器事故情況,調查統計資料見表1—2。表中按事故危害的嚴重性分為損壞事故和災難性事故兩類。其中災難事故包括容器爆炸(災難性破壞)和設備存在無法修復或返修工作量很大的嚴重缺陷。表中事故次數均設有包括容器在使用前的破壞事故數(1962年為10次,1967年為19次)。
從有關工業發達國家所發表的統計資料估計,工業發達國家壓力容器總的事故率為10-3~10-4數量級,爆炸事故率為10-5。
其中,壓力容器爆炸事故率平均為10.3×10—5次/臺年,氣瓶爆炸事故率平均為0.0757×10—5次/臺年,與工業發達國家壓力容器爆炸事故率相比差距不大,且有逐年下降的趨勢,甚至從1988年起均低于工業發達國家的壓力容器爆炸率。由于多種原因,這一事故率不能全面地反映出我國壓力容器的真實情況,我國的壓力容器事故率不容樂觀?偟膩碚f,壓力容器的事故率遠高于其他機械設備的事故率(交通運輸除外)。
二、事故率高的原因
設備事故率的大小,影響因素較多,也十分復雜。它不但與整個工業領域的各項技術水平有關,而且還與社會文化和人的素質有關。
在相同的條件下,壓力容器的事故率要比其他機械設備高得多。本來壓力容器大多數是承受靜止而比較穩定的載荷,并不像一般轉動機械那樣容易因過度磨損而失效,也不像高速發動機那樣因承受高周期反復載荷而容易發生疲勞失效。究其原因,主要有以下幾方面
三、事故造成的危害
壓力容器發生事故不僅是設備本身遭到毀壞,而且會波及周圍的設備及建筑物,甚至釀成災難性事故。
壓力容器內的介質都是有較高壓力的氣體或液化氣體。容器爆破時,這些介質即卸壓膨脹、瞬間釋放出很大的能量。這些能量能產生較強的空氣沖擊波,使周圍的廠房、設備等遭到嚴重破壞。例如,1976年4月,某染料廠的一臺反應釜(直徑1.05m,容積約1.1m3),在制備某種農藥產品的過程中,突然發生爆炸,產生的空氣沖擊波不但摧毀了容器所在車間的廠房建筑和全部設備,還造成相距65m的鍋爐房的房頂掀起,爐墻開裂,事故損失慘重,傷亡十余人。壓力容器爆炸產生的沖擊波不僅毀壞建筑物及設備,還會直接傷人,輕的可以損傷耳膜,重的往往傷及內臟。如有的人因肝骯損傷而昏迷,有的還會造成粉碎性骨折甚至死亡。
如果容器是脆性破裂,或者是由于化學反應而產生爆炸,還會產生爆破碎片,特別是化學反應爆炸,常使容器發生粉碎性破裂。大量的碎片飛出,擊傷周圍的人員或設備。例如,1976年4月,某化肥廠的合成氨系統在進行系統的氣密性試驗時,整個系統的5臺高壓容器(直徑274mm)同時發生化學元素反應爆炸,容器殼體全部變成碎塊(約千余塊)飛出,一般距離為400~500m,最遠的達1500m,致使周圍的人被容器殼體碎片擊傷或致死,甚至禍及廠外的行人,造成死傷數十人的重大人身傷亡事故。
容器爆破以后,容器內介質外泄,還會引起一系列的惡性連鎖反應,使事故的危害進一步擴大。如果介質是有毒的氣體或液化氣體,它在周圍迅速擴展后即會造成大面積的毒害區。例如,1979年9月,某電化廠一個容積為415L的液氯瓶發生爆炸,產生的碎片將周圍的10個液氯瓶及儲罐擊穿,并引起其中4個裝滿液氯的氣瓶接連爆炸,約有10200kg的液氯外泄擴散,中毒范圍波及7035km2,因中毒而死亡的有數十人,輕傷需住院治療的達數百人。如果容器內的介質是水蒸氣、飽和水或其他高溫液體,則會造成嚴重的燙傷事故。例如,1979年12月,某些油機廠職工浴室的一個熱水罐(直徑1.3m,長3.1m)發生嚴重爆炸,浴室內的數十名職工幾乎無一人幸免,損失慘重。更為嚴重事故的是,容器內介質若為可燃的氣體或液化氣體,在容器破裂后可燃介質大量流出,并與周圍的空氣混合,產生爆炸,并釀成火災。例如,1984年11月19日,墨西哥市培麥克斯公司所屬的液化石油氣供應中心,6臺球形儲罐和48臺臥式儲罐接連爆炸,大火持續36h,附近的民宅約1500棟被毀,造成500多人死亡,一千余人下落不明,三萬余人流離失所。
壓力容器的事故,除了因容器本體直接爆炸而造成重大的人員傷亡和財產損失外,其間接事故所造成的危害也不容忽視。這些間接事故一般是壓力容器因腐蝕穿孔泄漏所造成,這些泄漏既會導致直接的人員傷亡,也會引發間接的事故。
如容器的泄漏點剛好正對著操作者或經過的人,一旦泄漏突然發生,高溫高壓氣、液介質噴射而出時即可直接造成人員傷亡。例如,原廣州氮肥廠1991年就曾發生過二氧化碳吸收塔因局部腐蝕穿孔而導致塔內的110℃,1.6MPa壓力的煤氣和脫碳溶液從直徑約18mm的孔洞中大量噴射而出。所幸事故發生時現場無人,否則,在場的人將被過熱溶液嚴重灼傷。
若壓力容器發生泄漏時所泄漏的介質為有毒介質或劇毒介質時,則會造成人員中毒和污染事故,特別是一些無色無味如一氧化碳等的有毒氣體,使人產生不自覺的中毒現象,因中毒人員往往不易被發現而得不到及時的搶救,故造成的危害更大。
壓力容器密封元件的泄漏更易使人麻痹大意,特別一些法蘭墊片的泄漏往往不被引起重視。若容器所泄漏的介質為易燃易爆的氣、液介質,則會造成間接爆炸(泄漏出易燃易爆介質與容器外的空氣混合而發生空間爆炸,甚至引發容器本體爆炸)和火災。例如,2003年12月1日凌晨,廣州某大學內一日用化工廠制藥用的蒸餾罐投料口泄漏噴出可燃液體導致爆炸、火災事故,兩名工人在事故中身亡。
四、相關的法律、法規
壓力容器的事故率雖然比較高,事故危害性比較大,但也不是完全不可避免。壓力容器安全運行也有它的客觀規律,有些容器之所以發生事故,造成嚴重后果,大多數是由不重視或者不認識因而違反了它的客觀規律造成的。因此,為了防止壓力容器發生事故,保證其安全運行,保障人民生命和財產的安全,必須加強對這種特種設備的安全管理。國家為此也制定了相應的法律、法規和標準,從法律上界定了壓力容器相關企業應就壓力容器安全對社會所承擔的法定義務和所必須承擔的責任。
《中華人民共和國安全生產法》從法律上對企業的安全生產作了明確的規定和要求,其第四條規定“生產經營單位必須遵守本法和其他有關安全生產的法律、法規,加強安全生產管理,建立、健全安全生產責任制度,完善安全生產條件,確保安全生產”。第五條規定“生產經營單位的主要負責人對本單位的安全生產工作全面負責”。第十三條規定“國家實行生產安全事故責任制度,依照本法和有關法律、法規的規定,追究生產安全事故責任人的法律責任”。1997年3月14日,第八屆全國人民代表大會第五次會議修訂的《中華人民共和國刑法》第一百三十五條規定“工廠、礦山、林場、建筑企業或者其他企業、事業單位的勞動安全設施不符合國家規定,經有關部門或者單位職工提出后,對事故隱患仍不采取措施,因而發生重大傷亡事故或者其他嚴重后果的,對直接責任人員,處三年以下有期徒刑或者拘役;情節特別惡劣的,處三年以上七年以下有期徒刑”。第一百三十六條規定“違反爆炸性、易燃性、放射性、毒害性、腐蝕性物品的管理規定,在生產、儲存、運輸、使用中發生重大事故,造成嚴重后果的,處三年以上七年以下有期限徒刑”。第一百四十六條規定“生產不符合保障人身、財產安全的國家標準、行業標準的電器、壓力容器、易燃易爆產品或者其他不符合保障人身、財產安全的國家標準、行業標準的產品,造成嚴重后果的處五年以下有期徒刑,并處銷售金額百分之五十以上二倍以下罰金;后果特別嚴重的,處五年以上有期徒刑,并處銷售金額百分之五十以上二倍以下罰金”。
國家對壓力容器的設計、制造、安裝、使用、檢測(檢驗)維修、改造和報廢等均制定了相應的規程、法規和標準。現行的與壓力容器安全管理有關的法規標準如下。
、僭瓏屹|量技術監督局于1999年6月25日頒發的質技監局鍋發[1999]154號《壓力容器安全技術監察規程》。
②原國家質量技術監督局質技監局鍋發[2000]250號《氣瓶安全監察規程》。
、墼瓌趧硬坑1993年3月27日頒發的《溶解乙炔氣瓶安全監察規程》。
④原勞動部于1993年12月修訂的《壓力容器使用登記管理規則》。
⑤原勞動部于1996年4月23日頒發的勞部發[1996]140號《壓力管道安全管理與監察規定》。
、拊瓌趧硬1992年2月20日發勞鍋字9號“關于加強快開門式壓力容器安全監察與管理工作的通知”。
⑦原國家經貿委、原國家質量技術監督局聯合發出的國經貿傳[1999]4號“關于堅決貫徹落實中央領導同志重要指不精神,認真做好鍋爐、壓力容器制造、安裝、運行安全和質量工作的緊急通知”。
、鄧覙藴蔊B 150—1998《鋼制壓力容器》。
、釃覙藴蔊B 151—1999《鋼制管殼式換熱器》。
除此之外還有與以上法規、標準相關或以上法規、標準中所引用的相應法規、標準。
這些法規、標準都是壓力容器使用單位的壓力容器管理人員或負責機械設備技術管理的主管人員所必備的和必須了解的。只有嚴格執行這些法規、標準,按法規行事,壓力容器的使用單位才能依法用好、管好自己的壓力容器,使壓力容器用得合法,用得放心,使其取得更安全、更有保障的經濟效益和社會效益。
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