2019年中级注册安全工程师答疑:压力容器的安全操作的一般要求?

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问题：

压力容器的安全操作的一般要求?

答疑：

生产加工和储存运输过程中发生的火灾和爆炸灾害是多种多样的，为了便于探讨防火和灭火的有效对策，需要对火灾和爆炸灾害进行分类。在此火灾是指那些火焰传播速度(或燃烧速度)较慢的燃烧型火灾，爆炸则包括火焰传播速度很快的化学性爆炸和某些物理性爆炸。在火场上，火灾有时会引起爆炸，爆炸有时会引起火灾。火灾和爆炸可大致分成由点火源直接点燃而引起的和不需要点火源直接点燃而引起的两种情况。火灾和爆炸类型划分见表 (略)。?

火源型、蓄热型火灾和爆炸的特点是发生了燃烧、分解等反应的化学变化过程，而潜热型蒸气爆炸特点是发生了液相向气相急剧相变而急剧升高压力的物理变化过程，亦即发生了物理性爆炸。发生潜热型蒸气爆炸的物质若为不燃气体，爆炸后则可能造成设备损坏或人员伤亡，一般不会进一步造成火灾;若为可燃气体，爆炸后则可能被点火源点燃，从而发生化学性爆炸或造成大范围的火灾。下面简述上表列出的六类火灾和爆炸现象。

(一)?泄漏类火灾和爆炸

指处理、储存或输送可燃物质的容器、机械或其它设备，因某种原因发生破裂而使可燃气体、蒸气、粉尘泄漏到大气中(或外界空气吸入负压设备内)，达到爆炸浓度极限时遇点火源所发生的火灾和化学性爆炸。在泄漏口处及地面上泄漏的液体或粉尘往往只发生火灾。

(二)?燃烧类火灾和爆炸?

指可燃物质，在某种火源作用下，发生燃烧、分解等化学反应，而导致的火灾和化学性爆炸。在敞开式或半敞开式空间中，一般的可燃物质燃烧后产生的气体和压力能够向大气中释放，所以不会发生爆炸，而只发生火灾。在密闭容器中，可燃物质被点火源点燃后发生燃烧或分解等反应，产生的大量气体，在反应热的作用下体积急剧膨胀，从而使容器内的压力迅速升高，当超过容器的耐压极限强度时，则会使容器破裂发生爆炸。在较为密闭的建筑物内，如充满可燃气体、蒸气或悬浮着可燃粉尘，若达到爆炸浓度极限范围，遇点火源也会发生这种燃烧类化学性爆炸。某些易分解气体和火、炸药等爆炸性物质，在开放空间中或密闭容器内，被点火源点燃后都会发生这种燃烧类化学性爆炸。另外，输送高压氧气的铁制管路和阀门在一定条件下与氧化合，会发生剧烈燃烧，导致此类火灾和爆炸。?

(三)自燃类火灾与爆炸

指某些物质由于发生放热反应、积蓄反应热量引起自行燃烧而导致的火灾和化学性爆炸。通常，在敞开式或半敞开式的容器或空间发生的自燃，大多会导致火灾;在密闭容器或空间发生的自燃，因反应压力急剧上升则容易使容器破裂，造成爆炸。能发生这种自燃类火灾和爆炸的物质及其自燃特点大致包括：

1、黄磷、烷基铝、磷化氢、硫化铁、煤、含油脂物品(桐油漆布、种籽饼等)、橡胶粉末等，在空气中发生氧化放热自燃;

2、硝化棉、硝化纤维胶片等，在空气发生分解放热自燃;

3、还原镍、还原铁、活性炭等，在空气中发生吸附放热自燃;

4、稻草、原棉、锯木屑等，在潮湿条件下发生发酵放热自燃;

5、金属钠、氢化钠、电石(碳化钙)、锌粉、镁铝粉、放射性物质铀等，遇水或在潮湿空气中发生水解放热自燃;

6、可燃物与强氧化剂(如甘油与高锰酸钾)发生混和接触氧化放热自燃等。

(四)反应失控类爆炸

指某些物质在化学反应容器内进行放热反应，当反应热量没有按工艺要求及时移出反应体系外时，使容器内温度和压力急剧上升，容器超压后破裂，导致物料从破裂处喷出或容器发生爆炸。这类爆炸可认为是物理性爆炸，但是当物料的温度超过其自燃点时，则会在容器破裂或爆炸后，发生燃烧反应，瞬间变成化学性爆炸。发生这类爆炸的化学反应大致有聚合反应、氧化反应、酯化反应、硝化反应、氯化反应、分解反应等。

(五)传热类蒸气爆炸

指低温液体与高温物体接触时，高温物体的热量使低温液体瞬间由液相转变为气相而发生的爆炸。这类爆炸主要有水接触高温物体(如铁水、炽热铁块、高温炉等)发生的水蒸汽爆炸。常温的水全部变成水蒸气会使体积膨胀1700倍以上，这种急剧的膨胀会对人员或设备等造成伤亡或破坏。另外，当液态甲烷倒入液态丁烷、液态丙烷倒入液氮、液态丙烷倒入约70℃的水中时，也会发生这种传热类蒸气爆炸。传热类蒸气爆炸属于物理性爆炸，一般不会造成火灾。但液态甲烷、丙烷等可燃气体发生的蒸气爆炸，与空气形成爆炸性混合气体，则有发生化学性爆炸及发生火灾的危险;水蒸气爆炸可能损坏机械设备、电气设备等，间接引起火灾。?

(六)?破坏平衡类蒸气爆炸

指较高压力的密闭容器中盛有高于常压蒸气压的液体，当容器气相部分的容器壳体因材质劣化、碰撞等原因出现裂缝时，容器内液体急剧从裂缝中喷出，容器内的压力急剧下降，从而破坏了气—液平衡状态，变成不稳定的过热状态，液体立即沸腾，体积急剧膨胀，压力剧增，使容器裂缝扩大或破裂成碎片，容器内液体大量喷出，液体由液相瞬间变成气相、呈现的蒸气爆炸现象。这种破坏平衡类蒸气爆炸属于物理性爆炸。但是，若容器内的液体是可燃性液体时，喷出的液体变成蒸气后，与空气形成爆炸性混合气体，遇点火源便会发生化学性爆炸或大面积火灾。常温的液化石油气火车槽车、汽车槽车因撞车、脱轨等原因会发生这类蒸气爆炸。在火场上受到烘烤加热的易燃、可燃液体贮罐以及有较高压力的液体贮罐或反应器等，若容器上因某种原因有裂缝存在，也会发生这种破坏平衡类蒸气爆炸。

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