（一）压力容器的安全知识
1.压力容器运行特性
压力容器是在特殊条件下运行的特种设备，所谓特殊条件，主要是指压力、温度等介质的物理特性，以及介质的化学特性。
（1）介质的物理特性：是指介质与压力、温度相关的物理特性，如热胀冷缩，三种物理状态（气态、液态、固态）等。
（2）介质的化学特性：主要指易燃易爆特性、毒性、腐蚀性等。易燃易爆特性可分：可燃、易燃、惰性和助燃四种，毒性介质可分为：极度危害、高度危害、中度危害、轻度危害。
2.对压力容器的基本要求有：强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性等等。
3.压力容器的失效
（1）.失效的定义
压力容器失效既包括爆炸、破裂及泄漏等，也包括容器的过度变形、膨胀、局部鼓胀、严重腐蚀、产生较大裂纹、裂纹的疲劳扩展或腐蚀扩展、高温下过度的蠕变变形、几何形状受压失衡变形、金属材料长期使用的变形等。因此凡因安全问题导致容器不能发挥原有效能的现象均为失效。
（2）.压力容器的破坏形式
通常将压力容器的破坏形式分为韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂、蠕变破裂、复合型破裂。
（3）容器破裂爆炸及其危害知识简介
①.爆炸的定义
爆炸，从广义上说，是指一种极其迅速的、物理的或化学的能量释放过程。在这一过程中，系统的内在势能转变为机械能及光和热的辐射等。压力容器破裂时，容器内高压气体解除了外壳的约束，迅速膨胀并以很高的速度释放出内在能量。这就是通常所说的物理爆炸现象。
②.容器破裂爆炸的危害
容器破裂时，气体膨胀所释放的能量，一方面使容器进一步开裂，并使容器或其所裂成的碎片以较高的速度向四周飞散，造成人身伤亡或撞坏周围的设备等。另一方面，它的更大一部分对周围的空气作功，产生冲击波，冲击波除能直接伤人外，还可以摧毁厂房等建筑物，产生更大的破坏作用。
如果容器的工作介质是有毒的气体，则随着容器的破裂，大量的毒气向周围扩散，产生大气污染，并可能造成大面积的中毒区。更严重的是容器内盛装的是可燃液化气体，在容器破裂后，它立即蒸发并与周围的空气相混合形成可爆性混合气体，遇到容器碎片撞击设备产生的火花或高速气流所产生的静电作用，会立即产生化学爆炸，即通常所说的容器二次爆炸。它产生的高温燃气向周围扩散，并引起周围可燃物燃烧，会造成周围可燃物燃烧，会造成大面积的火灾区。
③.气体爆炸时的冲击波
压力容器破裂时气体爆炸的能量除了很少一部分消耗于容器进一步撕裂和将容器或其碎片抛出以外，大部分产生冲击波。
在爆炸中心附近，空气冲击波波阵面上的超压△P可以达到一个多兆帕。在这样高的压力下，建筑物将被摧毁，设备、管路等均会遭到严重破坏。即使是在0.1MPa 内的冲击波也具有很大的破坏作用，0.005MPa超压就可以使门窗玻璃碎。
④.容器破裂爆炸引起的其它危害
A、碎片的破坏作用
压力容器破裂时，气体高速喷出的反作用力可以把整个壳体向破裂的相反方向推出，有些壳体则可能裂成大小不等的碎块或碎片向四周飞散。这些具有较高速度或较大质量的碎片在飞出的过程中具有较大的动能，也可以造成较大的危害。
B、有毒液化气体容器破裂时的毒害区
介质为液化气体的压力容器，破裂时会产生激烈的蒸汽爆炸，这在上面已经讨论过了。在压力容器所盛装的液化气体中，有很多是有毒的物质，如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氢氰酸等。盛装这些有毒液化气体的容器破裂时，大量液体被蒸发气体，并在空气中扩散，会造成大面积的毒害区，这在国内外都不是罕见的。例如1951年1月，日本大板府某制冰厂一台小冷冻机用的氨受液器，直径仅有560mm，容积0.6m3。因封头焊缝开裂，发生蒸汽爆炸，结果在直径为80m的范围内充满着浓度很高的氨气。由于该容器置于路旁，使过路行人大部分中毒，死亡6人，轻重伤11人。
C、可燃液化气体容器破裂时的燃烧区
有这些压力容器，特别是大型贮罐，盛装的是可燃液化气体，如液化石油气等。这些容器破裂时，器内的液化气体大量蒸发，并与周围的空气混合，遇到适当条件常常在器外发生燃烧爆炸，酿成重大的火灾事故。这种由于可燃液化气体贮罐破裂引起的火灾，危害之大，损失之重是惊人的，而且还常有发生。
一个民用液化石油气瓶（15kg）破裂时，其燃烧范围至少可达20m。一个10T的液化石油气贮罐破裂爆炸，燃烧范围至少可达170m。
（二）典型案例分析
⒈1986.3.15上海石化总厂化工一厂换热器爆炸事故
事故概况
受上海石化化工总厂化工一厂的委托，核工业部第五安装公司，于1986年3月15日对化工一厂的换热器进行气密性试验。16时35分，气压达到3.5MPa时突然发生爆炸，试压环紧固螺栓被拉断，螺母脱落，换热器管束与壳体分离，重量达4t的管束从原地冲出8m后，撞到载有空气压缩机的黄河牌载重卡车上，卡车被推移2.3m，管束从原地冲出8m，重量达2t的壳体向反方向飞出38.5m，撞到地桩上。两台换热器重叠，连接支座螺栓被剪断，连接法兰短管被拉断，两台设备脱开。重6t的未爆炸换热器受反作用力，整个向东南方向移动8m，并转向170度。爆炸造成在闲常工作的4人死亡，直接经济损失5.6万元，间接经济损失2.5万元。
事故原因分析
（1）操作人员违规操作。爆炸的换热器共有40个紧固螺栓，但操作人员只装13只螺栓就进行气密性试验，且因试压环厚度比原连接法兰厚4.7mm，原螺栓长度不够，但操作人员仍凑合用原螺栓，在承载螺栓数量减少一大半的情况下，每只螺栓所能承受的载荷又有明显下降，由于实际每只螺栓承载量大大超过设计规定的承载能力，致使螺栓被拉断后，换热器发生爆炸。这是一起典型的因违章操作导致爆炸的事故。
（2）现场管理混乱，分工不明确，职责不清。直接参加闲常工作的主要人员在试验前请假回家，将工作委托他人。试验前没有人对安全防护措施和准备工作进行全面检查。
预防同类事故的措施
（1）对职工进行安全教育，提高职工的安全意识。
（2）职工应严格按操作规程操作，杜绝违章作业现象。
（3）加强对现场安全工作的监督和检查，现场工作一定要分工明确，职责清楚，各司其职，严格安全防护措施的落实。
⒉ 2004.12.30吉林省吉化公司化肥厂终洗塔爆炸重大事故
事故概况
2004年月12月30日14时20分,吉化公司化肥厂合成气车间发生终洗塔爆炸重大事故爆炸造成3人死亡,3人重任,终洗塔报废,部分阀门管线损坏,厂房受损,直接经济损失100万元.。
12月30日9时，操作工赵某检查3号汽化炉温度后，认为温度偏低，要求氧压工加大送氧量后，汽化炉炉温由1277℃提升至1293℃，以后3h内操作工再没有进行过温度检查。12时，班长李某在检查时发现炉温已经升至1800℃，在采取降温措施无效后，立即请示总调度停车，12时40分，启动停车按钮。停车后技术人员、操作人员、分析工、检修人员等进入现场，研究超温原因，1小时40分钟后终洗塔爆炸。
事故原因分析
事故设备情况：设计压力3.2Mpa；设计温度120℃；工作介质为裂化气、水；封头及筒体材质1Cr18Ni9Ti；封头厚度20mm；筒体尺寸1200mmX11400mmX18mm；裙式支座。
A事故直接原因
（1）操作工赵某在提高了3号气化炉温度后，根据艺流程和过氧应起的化学反应，3号炉过氧超温，产生大量二氧化碳、水蒸气、一氧化碳和氢气。12时40分3号炉停车时， 2号终洗塔关闭入口阀门和其他与系统相连的阀门。但此时1号终洗塔与2号终洗塔出口相连的阀门仍处于连接状态，在洗涤过程中将溶于水的二氧化碳带走，冷凝水蒸汽，使得2号终洗塔内的过剩氧、一氧化碳、氢气的浓度逐渐提高。同时1号终洗塔终的裂解气（一氧化碳、氢气）逐渐通过止逆阀进入2号终洗塔内，直至达到爆炸范围。
（2）根据炉内自动记录仪显示，10时炉内最低温度以达1386℃，超过最高允许操作温度。11时，炉内3各测点温度分别升至1548℃、1566℃、1692℃。12时，炉内三测点温度分别升至1656℃、1800℃以上（该表最大量程为1800℃）。从9时30分至12时40分紧急停炉，操作人进行虚假记录，没有发现3号气化炉长时间超温、长时间过氧的现象，未采取任何有效调温措施，使得在号终洗塔内积存大量的过剩氧，同时含有蒸汽清洗后形成的高浓度一氧化碳、氢气，形成爆炸的混合气体，造成2号终洗塔在3号气化炉停车1小时40分钟后发生爆炸。
B间接原因
（1）合成气车间有关人员对工艺管理不严， 有关安全管理规章制度不认真，对重要工艺参数监督检查不到位，疏于监控。
（2）合成气车间的劳动组织不合理，没有合理安排值岗人员，没有合理组织安全生产。
（3）合成汽车间有关人员对设备性能及工艺流程不熟悉，对气化炉内部过氧引起的后果不清楚。
预防同类事故的措施
（1）.落实有关安全管理规章制度，认真执行工艺纪律，加强管理，对重要工艺参数监督检查到位，时时监控，坚决杜绝虚假记录。
（2）.加强岗位培训，任职人员必须熟悉设备性能及工艺流程，对气化炉内部过氧引起的后果要有深刻的认识。
（3）.按照该设备操作规程，出现严重超温、系统严重过氧时，应采取气化炉系统放空卸压，同时进行充氮气置换。
（4）.进行设备安全装置改造，对关键部位和环节的测量装置，加入声光警报及其连锁保护控制。
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