2019年中級注冊安全工程師答疑: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)加工和儲存運輸過程中發(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策，需要對火災(zāi)和爆炸災(zāi)害進行分類。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)有時會引起爆炸，爆炸有時會引起火災(zāi)?；馂?zāi)和爆炸可大致分成由點火源直接點燃而引起的和不需要點火源直接點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，一般不會進一步造成火災(zāi);若為可燃?xì)怏w，爆炸后則可能被點火源點燃，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、儲存或輸送可燃物質(zhì)的容器、機械或其它設(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))，達到爆炸濃度極限時遇點火源所發(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)被點火源點燃后發(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度時，則會使容器破裂發(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，若達到爆炸濃度極限范圍，遇點火源也會發(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)，被點火源點燃后都會發(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)進行放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)熱量沒有按工藝要求及時移出反應(yīng)體系外時，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時，則會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，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使體積膨脹1700倍以上，這種急劇的膨脹會對人員或設(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，也會發(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;水蒸氣爆炸可能損壞機械設(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，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，噴出的液體變成蒸氣后，與空氣形成爆炸性混合氣體，遇點火源便會發(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，也會發(fā)生這種破壞平衡類蒸氣爆炸。
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