yêu cầu ngay bây giờ
Tàu áp lực là các thành phần quan trọng trong các ngành công nghiệp như dầu khí, chế biến hóa học, phát điện, dược phẩm và sản xuất thực phẩm. Mặc dù tầm quan trọng của chúng, các tàu áp lực có thể gây ra các mối nguy hiểm nghiêm trọng nếu chúng thất bại. Thất bại thảm khốc không chỉ dẫn đến thời gian ngừng sản xuất mà còn có thể dẫn đến thảm họa môi trường và mất cuộc sống của con người.
1. Nguyên nhân phổ biến của sự cố áp lực của tàu
1.1 Ăn mòn và xói mòn
Ăn mòn là sự suy giảm hóa học hoặc điện hóa của vật liệu, thường là do tiếp xúc với độ ẩm, hóa chất hoặc môi trường tích cực. Ăn mòn bên trong là phổ biến trong các tàu xử lý chất lỏng hoặc khí ăn mòn, trong khi ăn mòn bên ngoài có thể xảy ra khi cách điện bẫy độ ẩm.
Mặt khác, xói mòn, kết quả từ chất lỏng vận tốc cao hoặc vật chất hạt đeo xuống các bức tường tàu, đặc biệt là ở các uốn cong, khớp và điểm vào/ra.
Rủi ro đáng chú ý:
Ăn mòn dưới lớp cách nhiệt (CUI)
Ăn mòn điện do kim loại không giống nhau
Rỗ và ăn mòn kẽ hở trong các vùng tù đọng
Hậu quả:
Tường mỏng
Rò rỉ hoặc vỡ
Hoàn toàn thất bại về cấu trúc
1.2 Mệt mỏi và căng thẳng nứt
Các tàu áp lực thường hoạt động dưới tải trọng theo chu kỳ áp lực và giảm áp lực theo chu kỳ, điều này có thể dẫn đến thất bại mệt mỏi theo thời gian. Ngay cả những khiếm khuyết nhỏ trong vật liệu hoặc mối hàn có thể phát triển thành các vết nứt dưới căng thẳng lặp đi lặp lại.
Cơn ăn mòn căng thẳng (SCC) có thể xảy ra khi căng thẳng kéo và môi trường ăn mòn kết hợp. Loại nứt này thường khó phát hiện nhưng có thể dẫn đến những thất bại đột ngột.
Các yếu tố rủi ro:
Áp suất và nhiệt độ dao động
Vật liệu không tương thích
Ứng suất dư từ hàn
Yêu cầu phòng ngừa:
Phân tích mệt mỏi chính xác trong quá trình thiết kế
Sử dụng hợp kim chống SCC
Điều trị nhiệt sau hàn (PWHT) để giảm căng thẳng
1.3 Khiếm khuyết sản xuất
Các quy trình sản xuất không phù hợp có thể giới thiệu các lỗ hổng như:
Sự thâm nhập hàn không đầy đủ
Cây bao gồm xỉ
Xử lý nhiệt không đúng cách
Độ lệch chiều
Những khiếm khuyết này, nếu không được phát hiện trong quá trình chế tạo hoặc vận hành, có thể lan truyền dưới áp lực và căng thẳng trong quá trình phục vụ.
Ví dụ trong thế giới thực:
Vết nứt có nguồn gốc từ lỗ hổng hàn
Delamination trong các bình composite
Sự sai lệch của mặt bích hoặc vòi phun
Đảm bảo chất lượng và thử nghiệm không phá hủy (NDT) trong quá trình sản xuất là rất cần thiết.
1.4 Lỗ hổng thiết kế
Ngay cả khi sản xuất là hoàn hảo, các lỗi thiết kế có thể khiến bình áp lực dễ bị tổn thương. Điều này bao gồm:
Độ dày tường dưới
Các yếu tố an toàn không đầy đủ
Vị trí vòi phun kém hoặc thiết kế hỗ trợ
Bỏ qua tải động hoặc mở rộng nhiệt
Sử dụng mã thiết kế đã lỗi thời hoặc nhìn ra các điều kiện hoạt động thực sự thường dẫn đến những thất bại sớm.
1.5 Sự kiện quá áp
Một nguyên nhân phổ biến của vỡ tàu là quá áp, có thể kết quả từ:
Các cửa hàng bị chặn
Van điều khiển không thành công
Phản ứng hóa học chạy trốn
Lỗi toán tử
Nếu hệ thống giảm áp bị hỏng hoặc có kích thước không đúng cách, tàu có thể không chịu được áp lực dư thừa.
Hậu quả:
Vụ nổ
Nguy hiểm hỏa hoạn
Mảnh đạn bay
Các thiết bị giảm áp thích hợp và fail-safes là rất quan trọng.
1.6 Bảo trì và kiểm tra kém
Theo thời gian, vật liệu xuống cấp và các vấn đề nhỏ có thể leo thang nếu không được kiểm soát. Bỏ qua kiểm tra thường xuyên hoặc thiếu lịch bảo trì phòng ngừa là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất của sự suy giảm tàu không bị phát hiện.
Dấu hiệu cảnh báo thường bị bỏ lỡ bao gồm:
Bích hoặc van rò rỉ
Rung động bất thường
Đổi màu hoặc sọc rỉ sét
Bỏ bê có thể dẫn đến:
Bất ngờ rò rỉ
Ô nhiễm môi trường
Các mối nguy hiểm an toàn cho nhân sự
2. Chiến lược phòng ngừa
2.1 Kiểm tra và kiểm tra thường xuyên
Kiểm tra định kỳ giúp phát hiện thiệt hại giai đoạn đầu trước khi nó trở nên quan trọng. Kỹ thuật bao gồm:
Kiểm tra siêu âm (UT): Các biện pháp độ dày tường và phát hiện các lỗ hổng bên trong
Kiểm tra X quang (RT): Xác định các vết nứt hoặc vùi ẩn
Kiểm tra hạt từ tính (MPI): hữu ích cho các vết nứt bề mặt trong vật liệu sắt từ
Thử nghiệm thủy tĩnh: Áp suất cho tàu bằng nước để kiểm tra rò rỉ hoặc điểm yếu
Khuyến nghị: Thực hiện theo các khoảng thời gian kiểm tra được đặt bởi ASME, API 510 hoặc các quy định cục bộ.
2.2 Lựa chọn vật liệu thích hợp
Lựa chọn vật chất là quan trọng. Các ứng dụng khác nhau yêu cầu các thuộc tính khác nhau, chẳng hạn như:
Thép không gỉ: Kháng ăn mòn tuyệt vời, tốt cho thực phẩm/dược phẩm
Thép carbon: Hiệu quả về chi phí nhưng dễ bị ăn mòn hơn
Hastelloy, Inconel hoặc Titanium: Đối với môi trường có độ ăn mòn cao hoặc nhiệt độ cao
Không chọn các vật liệu tương thích có thể dẫn đến suy thoái sớm.
2.3 Sản xuất chất lượng
Hợp tác với các nhà sản xuất tuân thủ:
ASME BOILER & Tàu áp lực mã
Hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001
Thợ hàn và thủ tục được chứng nhận (WPS/PQR)
Mẹo:
Nhấn mạnh vào việc kiểm tra của bên thứ ba
Xem xét các báo cáo kiểm tra vật liệu (MTRS) và bản vẽ chế tạo
2.4 Thiết kế theo tiêu chuẩn
Thiết kế nên dựa trên các tiêu chuẩn toàn diện như:
ASME Phần VIII (Div 1 & 2)
PED (Chỉ thị thiết bị áp lực) cho Châu Âu
API 650/620 cho các ứng dụng lưu trữ cụ thể
Các yếu tố thiết kế để bao gồm:
Lợi nhuận an toàn
Phân tích mệt mỏi
Phụ cấp ăn mòn
Tải trọng địa chấn và gió nếu có
2.5 Cài đặt các thiết bị an toàn
Mọi bình áp lực nên được bảo vệ với:
Van giảm áp (PRV): Tự động giải phóng áp suất dư
Đĩa bị vỡ: Thiết bị không an toàn bị hỏng dưới áp lực tới hạn
Cảm biến áp suất và nhiệt độ: Kết nối với hệ thống báo thức hoặc tắt máy
Thử nghiệm định kỳ và hiệu chuẩn lại các thiết bị an toàn này là rất cần thiết.
2.6 Đào tạo và quy trình vận hành tiêu chuẩn (SOP)
Các nhà khai thác là tuyến phòng thủ đầu tiên. Cung cấp:
Đào tạo kỹ thuật liên tục
Cuộc tập trận phản ứng khẩn cấp
SOP rõ ràng, có thể truy cập cho các điều kiện bình thường và bất thường
Lỗi của con người là một đóng góp chính cho sự thất bại của tàu, đào tạo giảm thiểu rủi ro này.
3. Nghiên cứu trường hợp về sự cố áp lực của tàu
Trường hợp 1: BP Texas City Finery Intression (2005)
Nguyên nhân: áp lực trong một tòa tháp do các chỉ số và báo động mức độ bị lỗi.
Hậu quả: 15 trường hợp tử vong, 180 chấn thương.
Bài học: Luôn xác minh thiết bị và cài đặt các hệ thống an toàn dự phòng.
Trường hợp 2: Vụ nổ silo hạt
Nguyên nhân: Tích lũy bụi dẫn đến tăng áp lực và đánh lửa.
Hậu quả: Mất toàn bộ cơ sở.
Bài học: Bỏ qua các vấn đề kiểm tra nhỏ có thể dẫn đến tổn thất lớn.
TOP