压力容器风险评估的技术进展及报告编制
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压力容器安全评估报告1. 报告目的本报告旨在对压力的安全性进行评估,分析潜在的风险,并提出相应的安全建议,以确保压力的正常运行和使用过程中的安全。
2. 评估方法和范围评估采用综合分析法,结合对压力的设计、制造和使用情况进行全面分析。
评估范围包括但不限于压力的结构、材料、安装及运行环境等。
3. 评估结果根据对压力的评估,我们得出以下结论:3.1 压力设计合理性评估- 压力的设计符合相关标准和规范要求。
- 压力的结构牢固,能够承受额定压力和温度的要求。
- 压力的材料选择适当,具备足够的强度和耐腐蚀能力。
3.2 压力制造质量评估- 压力的制造工艺和工艺控制符合相关要求,制造质量可靠。
- 压力的焊接和连接部位均经过合格的检测和测试。
3.3 压力使用状态评估- 压力的使用环境符合相关要求,无明显的不良影响。
- 压力的运行记录和维护情况良好。
- 压力的安全保护装置完好可靠,能够对异常情况进行及时响应和处理。
4. 潜在风险分析尽管经过评估发现压力的设计、制造和使用情况均符合要求,但仍存在以下潜在风险:- 异常压力和温度波动可能导致压力失效。
- 不当的维护和保养可能引发安全问题。
- 长期使用和老化可能导致压力的结构疲劳和腐蚀。
5. 安全建议基于评估结果和潜在风险分析,我们提出以下安全建议:- 严格按照相关标准和规范要求进行压力的定期检测和维护。
- 加强对压力的操作人员的培训和管理,确保其了解正确的操作方法和注意事项。
- 定期监测压力的运行状态,对异常情况及时进行处置和修复。
- 提醒相关人员注意压力的使用寿命,及时进行更新和更换。
6. 报告结论经过评估和分析,压力的设计、制造和使用情况良好,符合相关要求。
然而,仍需要密切关注潜在风险,并严格执行安全建议,以保证压力的安全运行。
以上为本次压力容器安全评估报告的内容,相信对您的工作具有一定的参考价值。
如有任何疑问或需要进一步咨询,请随时与我们联系。
附件:风险评估报告要求1 总则1.1 本附件规定了移动式压力容器(以下简称移动容器)风险评估报告的基本要求。
1.2 移动容器设计单位应根据《移动式压力容器安全技术监察规程》第3.6条的规定,编制针对移动容器预期使用状况的风险评估报告。
1.3 设计单位应按照移动容器型号,充分考虑移动容器可能参与的运输方式,及在相应运输方式中各种工况条件下可能产生的失效模式,在材料选择、结构设计、制造检验、运输使用、充装卸载等方面提出安全防护措施,防止可能发生的失效。
1.4 设计单位应向移动容器用户提供制定移动容器事故应急预案所需要的信息。
2 制定原则和程序2.1 设计阶段风险评估主要针对危害识别和风险控制。
2.2 设计阶段风险评估按以下程序进行:a)根据用户设计条件和其他设计输入信息(如设计任务书等),确定移动容器的运输方式及各种使用工况;b)根据移动容器的充装介质、环境因素、运输方式及条件、装卸方式及条件等进行危害识别,确定可能发生的危害及其后果;c)针对所有危害和相应的失效模式,说明应当采取的安全防护措施和依据;d)对于可能出现的失效模式,给出制定事故应急预案所需要的信息;e)形成完整的风险评估报告。
3 风险评估报告内容风险评估报告至少应包括如下内容:a)移动容器的基本设计参数:运输方式(如铁路、公路、水路或者这些方式的联运等)、工作条件(如工作压力、工作温度、腐蚀环境等)、装卸条件(如装卸方式、装卸压力等)、充装介质(如编号、名称、危害特性等)、基本结构(如单层罐、堆积绝热罐、真空绝热罐、气瓶等)、材料(如罐体或瓶体材料)等;b)所有可能工况条件的描述;c)所有工况条件下可能发生的危害,如爆炸、泄漏、破损、变形、真空失效、侧翻等;d)对于标准、安全技术规范或规范性文件已经有规定的失效模式,说明采用的条款;e)对于标准、安全技术规范或规范性文件没有规定的失效模式,说明设计中载荷、安全系数和相应设计计算方法的选取依据;f)规定针对介质少量泄漏、大量涌出、爆炸状况以及交通事故情况下如何处置的措施;g)根据可能发生事故情况,规定合适的随车人员、操作人员及其他相关人员的防护装备和措施。
随着工业化进程的发展,压力容器在工业生产中扮演着重要角色,但其内部压力较高,如果使用不当或存在缺陷,将会造成严重事故和人员伤亡。
为了确保压力容器的安全运行,我公司每年都会对压力容器进行评估。
根据本年度的评估结果,现将报告如下:一、评估目的本次评估的目的是为了检查压力容器的安全性,并发现潜在的缺陷,以便及早修复,确保压力容器的正常运行。
同时,我们也将根据评估结果,采取相应的措施进行改进。
二、评估内容1.内部检查:通过检查压力容器的内部结构和材料,确保其工作状态正常,无裂纹、锈蚀及其它损伤。
2.外部检查:对压力容器外部进行检查,包括外壳、附件以及支撑系统等,防止外部因素对容器的影响。
3.压力测试:对压力容器进行压力测试,以确保容器的设计压力与实际承受压力相符。
4.安全阀检查:对压力容器的安全阀进行检查,以确保其正常工作,能够在压力过高时正常发挥作用,保证容器内部压力不会超过允许范围。
三、评估结果根据本次评估的结果,我们发现以下问题:1.部分压力容器存在一定程度的锈蚀和腐蚀现象,需要进行修补和清洗。
2.部分压力容器的安全阀存在老化和堵塞的情况,需要更换新的安全阀。
3.部分压力容器的支撑系统出现松动,需要及时进行调整和加固。
4.部分压力容器的压力测试不符合设计要求,需要进行重新测试并调整设定值。
四、改进措施针对以上问题,我们制定了相应的改进措施:1.对于锈蚀和腐蚀现象较轻的压力容器,我们将采取清洗和修补的方法,以恢复其原有的工作状态。
2.对于安全阀老化和堵塞的情况,我们将立即更换新的安全阀,并定期检查和维护,确保其正常工作。
3.对于支撑系统松动的压力容器,我们将进行调整和加固,以确保容器的稳定性和安全性。
4.对于压力测试不符合要求的容器,我们将重新进行压力测试,并调整设定值,以确保容器在设计压力范围内正常工作。
五、总结通过本年度的评估,我们对压力容器的安全性和运行状态有了更全面的了解,同时也发现了一些存在的问题,并制定了相应的改进措施。
压力容器设计风险评估研究
压力容器设计风险评估研究是对压力容器设计和使用过程中可能存在的风险进行评估和研究的工作。
其目的是为了确保压力容器在设计、制造、安装和使用过程中安全可靠,防止压力容器的失效和事故发生。
压力容器设计风险评估研究主要包括以下几个方面:
1. 设计风险评估:对压力容器设计方案进行综合评估,包括结构强度、密封性能、耐腐蚀性能等方面的风险评估。
通过对设计参数的合理选择和计算分析,评估设计方案的可行性和安全性。
2. 制造风险评估:对压力容器的材料、加工工艺和制造质量进行评估,评估制造过程中可能存在的缺陷和问题。
通过采取合理的材料选择、工艺控制和质量保证措施,降低制造风险,保证压力容器的制造质量。
3. 安装风险评估:对压力容器的安装方式、连接方式和支撑结构进行评估,评估安装过程中可能存在的安全隐患和风险。
通过采取安全可靠的安装措施和监测手段,确保压力容器在安装过程中不发生损坏和事故。
4. 使用风险评估:对压力容器的使用条件、工作环境和操作方式进行评估,评估使用过程中可能存在的安全风险和操作风险。
通过采取合理的安全措施和操作规范,降低使用风险,保证压力容器的安全运行。
综上所述,压力容器设计风险评估研究是一个综合性的工作,需要从设计、制造、安装和使用等各个环节进行评估和研究,以确保压力容器的安全可靠。
【最新资料,WORD文档,可编辑修改】压力容器设计风险评估报告产品名称:丙烯储罐产品编号: 101803-1-4产品图号: ZKHJ(C)1006-1容器类别:Ⅲ类编制:赵宁日期:2010-6-20校对日期审核日期批准日期中矿国际淮南机械有限公司技术部丙烯储罐设计风险评估报告1.风险评估报告适应范围和目的1.1风险评估报告适应范围;“中矿国际淮南机械有限公司”负责制造的产品。
风险评估的目的:1.2,密)常温下为无色、无臭、稍带有甜味的气体。
分子量42.08丙烯(propylene,CH2=CHCH3。
不溶于11%2%~-47.4-185.3℃,沸点℃。
易燃,爆炸极限为)度0.5139g/cm(20/4℃,冰点丙三大合成材料的基本原料,主要用于生产水,溶于有机溶剂,是一种属低毒类物质。
丙烯是时,会产生爆炸~18%丙烷丙酮烯腈、异丙烯、和环氧等。
丙烯气与空气混合,当浓度达到15%混合物质,所处环境爆炸,所以本设备本身具有爆炸危险和爆炸能量,以及所含丙烯介质可能的外泄,所导致的次生危害,都会危害到容器附近人员和设施的安全,因此;如何控制本设备使用风险,尽可能将使用风险降低到可以接受的范围,是本设计和报告的目的。
风险评估报告的依据 2.2.1 风险评估法规和标准:TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR7001-2004《压力容器定期检验规则》(包括:1、2、3号修改通知)GB/T19624-2004《在用含缺陷压力容器安全评定》2.2 设计依据法规和标准:TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》GB150-1998《钢制压力容器》JB/T4731-2005《钢制卧式容器》HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》的设计参数; 2.3 “50m2.3.1 压力:设计压力:2.16MPa, 最高工作压力:1.95MPa, 3丙烯储罐”安全阀起跳压力:2.05MPa。
固定式压力容器风险评估报告固定式压力容器是一种用于储存液体或气体的设备,由于其特殊的工作环境和运行特点,在使用过程中存在一定的安全风险。
为了确保固定式压力容器的安全运行,必须对其进行全面的风险评估。
本文将围绕固定式压力容器的设计、制造、安装和运行等方面,对其存在的风险进行评估,并提出相应的控制措施。
首先,固定式压力容器的设计和制造是风险评估的首要环节。
在设计过程中,需要充分考虑容器的承压能力、材料选择、结构强度等因素,确保容器在正常工作条件下不发生失效。
此外,制造过程中的材料选择、焊接技术、无损检测等也会对容器的安全性产生影响,需要进行严格的质量控制。
其次,固定式压力容器的安装是另一个重要的风险评估环节。
在安装过程中,需要确保容器与管道系统的连接牢固可靠,并采取合适的管道支撑和固定措施,以防止容器由于管道系统振动等原因发生脱落或破裂。
此外,容器周围的环境条件也需要满足相应的要求,如通风良好、防火措施完善等,以减少安全事故的发生可能。
再次,固定式压力容器的运行过程中也存在一定的风险。
容器内部的液体或气体在承压状态下容易发生泄漏,导致爆炸或中毒等事故。
因此,需要对容器进行定期的检测和维护,确保容器的正常密封和工作状态。
此外,对于特定的容器,如储存有毒气体的容器,还需要加装泄漏检测和防爆装置,以提高容器的安全性能。
最后,固定式压力容器的废弃处理也是一个需要考虑的风险因素。
由于容器内部可能残存有残余气体或液体,对容器进行废弃处理时需要采取相应的措施,以避免对环境和人员造成危害。
通常情况下,废弃处理需要由专业机构进行,并且需要遵守相关的法规和标准。
总之,固定式压力容器在设计、制造、安装和运行等过程中存在一定的风险。
为了确保容器的安全运行,需要对其进行全面的风险评估,并采取相应的控制措施。
通过严格的质量控制、安装规范、定期的检测和维护以及合理的废弃处理方法,可以有效降低固定式压力容器的安全风险,保障人员和环境的安全。
压力容器设计风险评估研究压力容器是一种广泛应用于许多工业领域的设备,它主要用于存储和运输压缩气体、液体或混合物。
由于其特殊的工作环境和潜在的危险性,压力容器设计风险评估非常重要。
本研究将对压力容器设计中的风险进行评估,以提高其安全性和可靠性。
首先,我们需要了解压力容器设计的基本原理和要求。
压力容器设计需要满足国家相关标准和规范,如ASME标准。
设计人员应根据容器的用途、工作条件和材料的物理和化学特性,确定容器的尺寸、厚度、材料和焊接要求等。
此外,应考虑容器的安全附件,如安全阀、压力表、温度计等。
在压力容器设计中,存在多种风险因素需要评估。
首先是容器的结构强度风险。
容器的结构应能承受预定的压力和温度条件,并保持完整无裂纹。
设计人员应进行结构强度计算和分析,确保容器的安全运行。
其次是材料风险。
不同材料在不同工作条件下的耐腐蚀性、高温性能等需求不同,设计人员应选择适合的材料,并进行材料的性能测试和评估。
此外,焊接质量、磨损和疲劳风险也需要考虑。
其次,压力容器设计还面临超压、爆炸和泄漏等安全风险。
设计人员应根据容器的预定使用情况,确定最大允许的工作压力,并设置安全阀等安全附件。
此外,容器的泄漏风险也需要评估。
设计人员应考虑防止泄漏的措施,如密封设计、压力传感器和泄漏检测设备等。
此外,压力容器设计还要考虑使用和维护过程中的风险。
设计人员应提供容器的使用和维护手册,包括操作规程、检查和维护要求等。
此外,应对容器进行定期检查和维护,以确保其长期安全运行。
在研究中,我们将对压力容器设计中的各种风险因素进行综合评估。
我们将收集和分析现有的压力容器设计案例,总结设计中的常见风险和教训。
此外,我们还将进行实验和数值模拟,以评估容器的结构强度和材料性能。
最后,我们将提出一些建议和措施,以改进现有的压力容器设计方法,并提高其安全性和可靠性。
通过对压力容器设计风险的全面评估,我们将能够提供更安全和可靠的压力容器设计指南。
这将有助于减少事故和灾难的发生,并保护人员和环境的安全。
压力容器设计风险报告模板一、项目背景本报告旨在分析压力容器设计过程中的潜在风险,并提出相应的解决方案,以确保压力容器的安全性和稳定性。
项目背景如下:- 项目名称:压力容器设计- 项目描述:设计和制造一种用于储存和运输气体或液体的压力容器。
容器工作压力为XMPa,最大预期温度为Y,容量为Z升。
- 项目目标:设计出满足设计要求的压力容器,并确保其在正常使用情况下的安全性。
二、风险分析1. 温度变化导致的热应力在储存和运输过程中,由于外界温度的变化,容器内外的温度差异可能导致热应力。
这可能导致以下风险:- 容器壁体的变形和破裂- 焊缝和接口处的破坏- 泄漏和爆炸2. 内部气体或液体的压力容器内部的气体或液体的压力增加可能导致以下风险:- 容器壁体的变形和破裂- 焊缝和接口处的破坏- 泄漏和爆炸3. 设计缺陷和制造问题设计缺陷和制造问题可能导致以下风险:- 材料的选择不当- 焊接或接口的质量问题- 存在未发现的裂纹或缺陷三、风险评估1. 风险等级根据潜在风险的严重性和可能性,我们对上述风险进行了评估,并分类如下:- 高风险:温度变化导致的热应力、内部气体或液体的压力- 中风险:设计缺陷和制造问题2. 风险概率和影响以下表格列出了每个风险的概率和影响。
风险概率影响- - -温度变化导致的热应力中高内部气体或液体的压力低中设计缺陷和制造问题低中四、解决方案1. 风险防范措施- 温度变化导致的热应力:- 使用合适的材料,能够承受所需的工作温度范围。
- 对容器进行热应力分析和模拟,以预测和避免热应力问题。
- 在设计中考虑温度变化,如采用膨胀节等。
- 内部气体或液体的压力:- 选择合适的材料和合理的壁厚,以确保容器能够承受设计压力。
- 对焊接和接口进行质量保证和检测,以防止泄漏和破裂。
- 定期检查和维护容器,确保其在正常使用情况下的安全性。
- 设计缺陷和制造问题:- 通过充分的设计评审,确保设计符合规范和要求。
- 确保制造过程中的质量控制和检测,以防止缺陷和裂纹的存在。
压力容器风险评估报告
1. 背景介绍
本报告旨在评估压力的风险,并提供相应的建议和措施,以确保其运行的安全性和可靠性。
2. 风险评估方法
我们采用以下方法来评估压力的风险:
- 分析压力的设计和制造质量;
- 考虑压力的工作环境和操作条件;
- 检查压力的维护记录和检修情况;
- 进行现场检查和实地测试。
3. 风险评估结果
根据我们的评估,以下是我们对压力风险的评估结果:
- 压力的设计和制造质量良好,符合相关标准和规范;
- 压力的工作环境和操作条件稳定,不会对其安全性造成明显威胁;
- 压力的维护和检修情况良好,没有发现严重的问题。
4. 建议和措施
基于我们的评估结果,我们提出以下建议和措施以确保压力的安全性和可靠性:
- 定期进行压力的检查和维护,确保其在良好的工作状态;
- 建立相应的操作规程和安全标准,培训操作人员,并加强安全意识教育;
- 定期进行压力的测试和监测,及时发现并修复潜在的问题。
5. 结论
基于我们的风险评估结果和提供的建议,我们相信采取相应的措施后,压力能够持续安全地运行。
我们建议您按照建议和措施的要求进行操作和维护,以确保人员和设备的安全。
如有任何问题或需要进一步咨询,请随时与我们联系。
以上为压力容器风险评估报告的内容。
如有需要,我们可以进一步讨论和提供更详细的信息。
压力容器年度风险评估报告概述本报告旨在评估压力的年度风险,并提供相应的风险管理建议。
报告根据对压力的检查和相关数据的分析得出结论。
风险评估根据对压力的检查和分析,以下是今年度的风险评估:1. 泄漏风险:根据内部检查和泄漏历史数据,我们发现了几个潜在的泄漏风险。
这些风险可能会导致环境污染、人员伤亡或财产损失。
建议定期检查和维护的密封性能,以减少泄漏风险。
2. 强度风险:根据的使用寿命和材料状况,我们发现一些可能存在强度风险。
这种风险可能会导致破裂或爆炸,造成严重的人员伤亡和财产损失。
建议对这些进行定期强度测试,并根据测试结果采取相应的维修或更换措施。
3. 腐蚀风险:由于的暴露环境和使用条件,腐蚀可能是一个潜在的风险。
腐蚀会减弱的结构强度,增加的破裂风险。
建议定期检查的腐蚀情况,并采取措施来防止进一步的腐蚀。
风险管理建议为降低压力的风险,我们提出以下风险管理建议:1. 定期检查:定期对压力进行检查,包括泄漏检查、强度测试和腐蚀评估。
根据检查结果采取相应的维修、更换或加固措施。
2. 保养维护:定期对进行清洁和维护,确保其运行状态良好。
特别注意的密封性能和表面腐蚀情况。
3. 培训与意识提升:加强员工的培训,提高对压力风险的认识和处理能力。
建立相应的应急预案和安全意识,以应对潜在的事故风险。
4. 替换更新:根据的使用寿命和材料状况,及时更换老化或损坏的,以降低强度风险和腐蚀风险。
结论本报告的风险评估和风险管理建议旨在帮助您更好地管理压力,并降低潜在的事故风险。
请根据报告中的建议,采取相应的措施来保证的安全运行。
如果有任何问题或需要进一步的支持,请随时联系我们。
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如有任何问题或需要进一步的支持,请随时联系我们。
谢谢!。
压力容器风险评估的技术进展及报告编制刘景亮*刘宝庆陈志平蒋家羚(浙江大学)摘要压力容器设计阶段进行风险评估是基于失效模式设计理念的具体体现。
在当前我国压力容器法规标准进行大规模调整的背景下,参照国内外相关法规标准体系,从压力容器风险评估的内涵着手,阐述了进行压力容器风险评估的必要性,并从相关法规标准体系和失效模式两个角度概述了当前压力容器风险评估的国内外进展情况,进一步梳理了压力容器风险评估的依据、重点和难点。
同时遵循简明、完整与宽适应性的原则,编制了符合我国压力容器标准要求的风险评估报告的通用模版,有益于提高压力容器风险评估报告编制的可操作性。
此外对压力容器风险评估的发展进行了展望,为今后进行相关研究指明了方向。
关键词压力容器风险评估失效模式风险评估报告中图分类号TQ051.3文献标识码A文章编号0254-6094(2013)03-0273-07压力容器广泛应用于化工、石化、轻工、食品、医药、纺织以及冶金等行业部门及日常生活中,可称之为各国工业生产和社会生活的“生命线”。
但由于其承受复杂的压力载荷、接触危害性介质、运行环境涉及高温或深冷,且这些因素往往同时作用,因此压力容器也是一种较易发生事故的特种设备。
而一旦事故发生不仅损坏设备本身,而且会损坏周围的设备和建筑,轻则造成生产停滞,重则造成人身伤亡等灾难性后果。
国内外压力容器导致事故伤害的实例不胜枚举。
特别是近年来,压力容器向大型化、高参数且长周期方向发展,其破坏形式更加复杂,维护和检验难度加大,发生事故的风险性提高和危害性增大[1]。
因此,进行压力容器的风险评估至关重要,对实现压力容器全周期的安全性与经济性的协调统一大有裨益,实现行业的可持续发展和和谐社会建设意义重大。
我国近期调整实施的压力容器相关法规和标准都明确提出要在设计阶段进行压力容器的风险评估,在这种背景下,笔者就压力容器风险评估的技术进展及其报告编制的相关内容进行概述。
1压力容器风险评估的内涵危险(hazard)是可能产生潜在损失的征兆,它来自于危险源,而危险源具有潜在危险性、存在条件和触发因素3个基本特征,它是风险(risk)的前提。
风险是指某一特定危险情况发生的可能性和后果的组合,也就是说它由两部分组成:一是危险事件出现的概率,二是一旦危险发生其后果的严重程度和损失的大小[2]。
一般来说,危险客观存在且不可改变,与其不同,风险由危险孕育而生但具有可改变性。
基于此,根据压力容器自身运行特点可知,其结构的强度、刚度、稳定性、密封性及耐蚀性等任一种约束条件出现失效,势必使潜在的危险或危险因素在外界触发因素(如温度或压力的异常变动、安全附件失灵及遇到火源等)的诱导下,使风险事件(如爆炸、中毒及环境污染等)转化成为风险后果[3]。
如压力容器机械损伤、腐蚀减薄、环境开裂及金相组织变化等引发的压力容器破损、变形、断裂等情形,可能引起危险源区域的人员、设施、环境等受损、破坏或损失。
如上所述,危险是潜在且客观存在的,它由损伤引发,并导致压力容器功能失效,进而产生失效*刘景亮,男,1988年11月生,硕士研究生。
浙江省杭州市,310027。
后果,而风险评估正是涉及危险识别、失效可能性评估、风险评价准则、预测风险后果和制定风险控制措施的一个系统体系。
这里需要指出的是,压力容器的损伤是必然的,其全生命周期内不可避免地受到各种损伤;失效是在设计所规定的使用环境(温度、压力及介质等)和时间内,因尺寸、形状或者材料性能变化而危及安全或丧失正常功能的现象,是损伤累积的结果,可以预见的失效是必须防止的[4]。
对压力容器失效的研究,不仅要关注外在宏观表现形式和规律,即失效模式,也要挖掘引起失效的微观物理化学变化过程和本质,即失效机理。
按失效模式和失效机理相结合对失效进行分类就是宏观与微观相结合,可由表及里地揭示失效的物理本质和过程。
据此,压力容器失效模式可分为变形失效、断裂失效、磨损失效及泄漏失效等,其相应的主要失效机理如图1所示。
图1压力容器主要失效模式与失效机理简图2压力容器设计阶段风险评估必要性压力容器投入使用前的风险很小,可能的失效模式只有试压过程中的破裂和安装过程中的倾覆。
而失效模式最复杂和危害程度最大的风险存在于使用环节,压力容器的操作、检验、维修及改造等都会对压力容器的安全性能产生巨大影响[5,6]。
由此可见,风险存在于压力容器全生命周期的各个阶段,不仅在使用过程可能出现,同时也存在于建造过程中的起吊、运输、安装、操作、检验以及维修等诸多环节。
但风险源于潜在的危险,必须从源头进行关注和控制。
而设计是压力容器开始新生命周期的第一个重要的环节。
在设计阶段就全面考虑压力容器的风险控制,根据其可能出现的失效模式采取预防措施,保障其在后续各阶段的安全就显得尤为重要,这也是基于失效模式设计理念的产物和核心。
设计阶段进行压力容器风险评估具有以下优势:a.全面分析压力容器在建造和使用过程中可能出现的失效模式,提出防止这些失效的方法和措施,保证压力容器在预计使用条件下的本质安全;b.依据风险工程的理论,系统评价风险的水平,采取必要的措施,将风险控制在可以接受的水平;c.为压力容器的最终用户提供足够的信息,说明容器可能出现的破坏形式,以及发生破坏时应采取的措施,便于制定合适的应急预案;d.为压力容器的RBI (Risk Based Inspec-tion )检测提供基础资料。
3压力容器风险评估的技术进展3.1相关法规标准体系的进展在设计阶段进行风险评估是世界压力容器界提出的基于失效模式设计理念的产物,该方法最早在欧盟承压设备指令(Pressure Equipment Di-rective Introduction ,以下简称PED 指令)中提出并开始实施。
该指令把危险性分析作为组件设计的基础,要求在设计阶段进行危险性分析,以便查明该压力装置在有压条件下的危险性,进而防止容器外壳或组件由于机械故障所造成的危险以及导致的介质外溢等。
之后澳大利亚压力容器标准AS1210-1997中也采用了这个理念,其附录C “风险管理”中要求设计者对压力容器的机械设计进行安全管理,通过对全寿命中的危害识别、风险评估和风险控制来完成风险管理。
在设计阶段实施风险评估是一个新的尝试,刚开始实施时由于与传统的设计程序有较大区别,设计者非常不习惯。
现在除欧洲和澳大利亚外的美洲区域和亚太区域(不含中国)还没有在法规和标准中设立相应的要求。
由于我国近年对压力容器法规进行了大规模的技术调整,其安全系数和相应的技术要求已经接近欧洲法规和标准,因此为提高压力容器设计的可靠性,我国于2009年12月1日实施的TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》(以下简称“新容规”)首次以法规的形式提及在设计阶段进行压力容器的风险评估[7]。
其条款3.4.1条规定:压力容器的设计文件包括强度计算书或应力分析报告、设计图样、制造技术条件、风险评估报告(适用于Ⅲ类压力容器),必要时,还应当包括安装与使用维修说明;条款3.6条规定:对第Ⅲ类压力容器,设计时应当出具包括主要失效模式和风险控制等内容的风险评估报告。
而2012年3月1日实施的GB150-2011《压力容器》作为技术标准,对压力容器设计阶段的风险评估进一步明确和细化[8],GB150.1中条款4.3.1规定:容器设计单位(设计人员)应严格依据用户或设计委托方所提供的容器设计条件进行容器设计,应考虑容器在使用中可能出现的所有失效模式,提出防止失效的措施;GB150.1的附录F更明确了风险评估报告的编制程序及其基本内容,增加了可操作性。
目前国际上的技术标准把压力容器设计阶段的风险评估整体上分为3个部分:危害识别、风险评价和风险控制,其系统的标准和行业规定的风险可接受准则都已相当完备,可以支撑设计阶段风险评估工作的实施。
我国的标准目前尚没有完成体系的建设,基于失效模式的设计理念刚被引入到压力容器的设计中,还没有条件全面开展完整的风险评估,因此我国压力容器设计阶段的风险评估主要针对危害识别和风险控制,且新容规仅规定对第III类压力容器实施设计阶段的风险评估,以积累经验,不断完善我国的风险评估技术和标准体系。
3.2失效模式研究的进展先进工业国家经过对众多压力容器事故的调研、统计和分析,确定了影响压力容器本质安全的若干因素,并经过对失效模式认知的长期积累、总结和归纳,同时协调与经济发展相适应的可接受风险程度,目前已在某些特定的工业领域建立了相应的标准体系。
典型的有:美国石油协会标准API571、API579[8]、API580、API581,美国防腐工程师协会标准NACE,美国国家检验协会规程NB23及英国标准委员会BS7910等。
除上述地区或国家标准外,国际标准化组织为适应国际贸易日益频繁的需要和对压力容器国际标准的强烈需求,2002年公布了锅炉压力容器规范和标准取得国际承认的注册的标准ISO/CD16528,其中对压力容器的失效模式进行了规范和分类。
而我国由于缺少对压力容器破坏事故的统计数字以及过往对设计阶段防止失效和控制风险缺少中试,迄今还缺少系统的标准体系。
但相关工作已经展开,参考API571、API581并结合我国实际情况制订的《承压设备损伤模式识别》和《承压设备系统基于风险的检验实施导则》等相关标准已起草完成[9]。
其中《承压设备损伤模式识别》标准,提出了一套比较完整的、适合我国承压设备现状的损伤模式识别方法,其内容包括承压设备主要失效模式和失效机理的定义描述、形态、敏感材料、影响因素、可能发生失效的设备或构件、检测方法、预防不同损伤模式的技术措施等。
而《承压设备系统基于风险的检验实施导则》标准将涵盖基本要求和实施程序、基于风险的检验策略、风险的定性分析方法、失效可能性定量计算和失效后果定量分析方法5个部分。
这些标准的制订和实施将在一定程度上促进我国压力容器风险评估的系统化和可操作性。
压力容器工作条件复杂,其失效模式多种多样。
ISO/CD16528将压力容器失效模式分为三大类共14种[10],具体有短期失效模式5种:脆性断裂,韧性断裂,超量变形引起的接头泄漏,超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂,弹性、塑性或弹塑性失稳;长期失效模式5种:蠕变断裂,蠕变-在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传递,蠕变失稳,冲蚀、腐蚀,环境助长开裂(如应力腐蚀开裂、氢致开裂等);循环失效模式4种:扩展性塑性变形,交替塑性、弹性应变疲劳(中周高周疲劳),弹塑性应变疲劳(低周疲劳),环境助长疲劳。
我国正在制定的《承压设备损伤模式判别》标准草案中列出了需要考虑的承压设备损伤模式,共分为四大类63种(表1),具体为:第I类机械损伤(3种),第II类腐蚀减薄(31种),第III类环境开裂(20种),第IV类材料劣化(9种)。