摘   要：為確?？諝鈮嚎s機儲氣罐的安全及質(zhì)量，按照條例和相關(guān)標準的要求，從儲氣罐監(jiān)管、選材、設(shè)計、使用管理、隱患的成因及消除方法等問題進行了探討，并介紹了儲氣罐在使用過程中的注意事項。

關(guān)鍵詞：儲氣罐、安全、使用管理

儲氣罐是指專門用來儲存氣體的設(shè)備，同時起穩(wěn)定系統(tǒng)壓力的作用，根據(jù)儲氣罐的承受壓力不同可以分為高壓儲氣罐，低壓儲氣罐，常壓儲氣罐。本文所介紹的空氣壓縮機儲氣罐是儲氣罐中較為簡單的一種，被廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、包裝、食品、采礦等眾多領(lǐng)域。這種儲氣罐裝在空壓機和壓縮空氣管網(wǎng)之間，其作用是緩和由于排氣不均勻和不連續(xù)而引起的壓力波動，儲備一定數(shù)量的壓縮空氣，維持供需氣量之間的平衡，以及去除壓縮空氣中的油水和雜質(zhì)，凈化壓縮空氣，而且能降低壓縮空氣的溫度，減少過濾器和干燥劑的負荷。近年來，空壓機儲氣罐事故時有發(fā)生，給正常的生產(chǎn)生活以及人身安全帶來重大的損失和威脅。不僅造成單位停工停產(chǎn)，經(jīng)濟損失巨大，而且還造成人員傷亡和建筑物的毀壞。因此，空壓機儲氣罐的安全性已逐漸引起人們的高度重視。

1  儲氣罐本體的安全

1.1儲氣罐的監(jiān)管

儲氣罐是壓力容器之一，壓力容器屬于特種設(shè)備。國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布《固定式壓力容器安全技術(shù)檢察規(guī)程》對壓力容器的材料、設(shè)計、制造、安裝、改造與維修、使用管理、定期檢驗、安全附件均有嚴格的規(guī)定，必須嚴格遵守。任何一個環(huán)節(jié)如有疏忽，都有可能發(fā)生嚴重的安全事故。

1.2儲氣罐的選材

儲氣罐屬于壓力容器，殼體常用的材料有Q235-B、16MnR、16MnDR三種。按照GB-150《鋼制壓力容器》，不同的材料有不同使用狀態(tài)和溫度范圍，如表1。

1.3儲氣罐的設(shè)計

作為壓力容器，儲氣罐的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是根據(jù)其技術(shù)參數(shù)和使用條件，參照《鋼制壓力容器》(GB150-1998)[1]和其他相關(guān)標準[2—3]設(shè)計。操作壓力越大，則設(shè)計壓力越大，需要的殼體材料強度和厚度就越大；操作溫度越高，則鋼板在設(shè)計條件下的許用應(yīng)力越小，需要的壁厚越大；另外儲氣罐殼體焊縫的焊接接頭系數(shù)，開孔和接管，以及腐蝕裕量的大小也對容器壁厚有著直接的影響。筆者在2011年一臺儲氣罐的首次檢驗過程中，設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)如下：立式空氣儲罐，設(shè)計壓力1.15MPa；內(nèi)徑1200ｍｍ；主體材質(zhì)為Q-235B；壁厚6ｍｍ；腐蝕裕量1ｍｍ。根據(jù)GB-150內(nèi)壓圓筒計算公式以及《壓力容器定期檢驗規(guī)則》[4]壁厚校核公式，強度校核不合格，安全級別定為5級，存在重大安全隱患，作報廢處理。由此可見，儲氣罐殼體的強度主要取決于設(shè)計壓力、結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計溫度等，設(shè)計結(jié)果的合理與否將直接影響著壓力容器的安全運行和使用壽命。

2  儲氣罐的安全使用管理

由于國家對壓力容器的設(shè)計、制造、安裝、改造與維修實行特殊的許可制度及嚴格的監(jiān)督檢驗要求，以上環(huán)節(jié)極少出現(xiàn)紕漏。而往往是在儲氣罐的使用管理過程中出現(xiàn)各種問題。因此儲氣罐的使用單位，在投入使用前或者投入使用后30日內(nèi)，應(yīng)當按照要求到直轄市或者設(shè)區(qū)的市的質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門(以下統(tǒng)稱使用登記機關(guān))逐臺辦理使用登記手續(xù)。登記標志的放置位置應(yīng)當符合有關(guān)規(guī)定。

同時在儲氣罐的使用過程中，壓力容器的安全管理人員和操作人員應(yīng)當持有相應(yīng)的特種設(shè)備作業(yè)人員證。使用單位應(yīng)當對壓力容器作業(yè)人員定期進行安全教育與專業(yè)培訓并且作好記錄，確保作業(yè)人員具備必要的壓力容器安全作業(yè)知識、作業(yè)技能，及時進行知識更新，確保作業(yè)人員掌握操作規(guī)程及事故應(yīng)急措施，按章作業(yè)。下面針對儲氣罐在使用過程中應(yīng)特別注意的一些事項做探討：

(1)如儲氣罐所在地的環(huán)境溫度低于其工作溫度(見竣工圖技術(shù)特性表)，儲氣罐必須安裝在室內(nèi)，并做好保溫措施，確保儲氣罐在工作溫度之內(nèi)的安全使用。

(2)儲氣罐嚴禁超溫、超壓、操作人員應(yīng)確保本儲氣罐處于正常的工作狀態(tài)。

(3)壓縮機容積流量如超過儲氣罐安全閥泄放量，使用單位必須在其系統(tǒng)中加裝壓力釋放裝置。

(4)對油潤滑壓縮機，必須經(jīng)除油、除水處理，其壓縮空氣質(zhì)量符合GB/T13227-91《一般用壓縮空氣質(zhì)量等級》附錄Ａ之規(guī)定后，方可進入儲氣罐。

(5)鑒于儲氣罐與壓縮機安裝距離太近，在長時間工作狀態(tài)下，儲氣罐的支座、進氣管等部位易產(chǎn)生振動裂紋，故兩者安裝距離不得小于2米，5米之內(nèi)兩者連接宜采用軟管，如硬管連接，需設(shè)置緩沖彎管。

(6)鑒于壓縮機中油和空氣接觸，一旦溫度過高易產(chǎn)生積炭，故進入儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣溫度嚴禁超過罐體的設(shè)計溫度(見儲氣罐技術(shù)特性表)。對于使用往復活塞空氣壓縮機的配套儲氣罐，必須加裝水冷式后冷卻器和油分離器，壓縮空氣經(jīng)冷卻、分離后方可進入本儲氣罐。

(7)對于油潤滑壓縮機，應(yīng)定期檢查排氣口至壓縮空氣為80℃之間的所有管路，容器(儲氣罐)和配件，任何積炭應(yīng)有效去除(包括壓縮機缸頭積炭物)。

3  儲氣罐常見隱患的消除

3.1儲氣罐積炭的成因及預防措施

由于空氣壓縮機采用壓縮機油作潤滑油，壓縮機油隨壓縮機壓氣過程，沿著整個排氣通道形成油沉積物，這個沉積物稱之為積炭。它在一定條件下能發(fā)生自燃，從而導致空氣壓縮機裝置爆炸。氣缸、氣閥室、管路、冷卻器和儲氣罐等有積炭的地方都有可能發(fā)生爆炸。如果使用環(huán)境惡劣，吸入的氣體含有較多灰塵和硬顆粒，或者系統(tǒng)密封性能不好，曲軸箱內(nèi)的機油漏入氣缸，進入儲氣罐，都會造成儲氣罐積炭層過厚。因此必須合理選用氣缸潤滑油種類和牌號，嚴格控制潤滑油的用量，加油量不要過多或太少，應(yīng)遵照設(shè)備技術(shù)文件執(zhí)行?？刂婆艢鉁囟确椒ㄈ缦拢?/span>

一是加強空壓機冷卻系統(tǒng)的點檢，如合理選用冷卻水水質(zhì)、及時清除冷卻器管壁和氣缸水冷卻壁的結(jié)垢，控制冷卻水的進出溫差。

二是降低管路、儲氣罐內(nèi)的氣體溫度并加強檢修、改善配件質(zhì)量，以確保氣閥不漏氣，防止氣體循環(huán)壓縮。

三是設(shè)立各級排氣溫度、儲氣罐內(nèi)氣體溫度、冷卻水溫度的保護裝置，在超溫時能自動切斷電源。加強吸氣過濾，防止吸入的氣體灰塵多和含有硬顆粒；加強儲氣罐的清掃，防止積炭層過厚；提高填料箱的密封作用，防止曲軸箱內(nèi)的機油漏入氣缸，進入儲氣罐。

3.2配套管道振動的影響

設(shè)計壓氣管適時，應(yīng)盡量減少彎管、閥門和異徑管，或者使管彎曲的曲率半徑大一些，以減小激振力。安裝設(shè)備時要嚴格按照設(shè)計要求進行安裝。對在用且已經(jīng)產(chǎn)生振動的管道，可在距壓縮機很近的地方加設(shè)緩沖器，儲氣罐雖然也是一種緩沖器，如容積不夠大，則應(yīng)適當加大，以減少脈動壓力的不均勻度。如發(fā)現(xiàn)某段管道振動強烈，首先判斷引起振動的原因，若不是機械共振，可采用卡緊或壓緊管道某處或增加管道某處支承等方法加以解決，但要選擇在管道的合宜位置上進行。筆者在工作中多次發(fā)現(xiàn)因管路振動引起的儲氣罐開裂，不僅耽誤生產(chǎn)，而且不利設(shè)備的安全運行。比如：某廠兩臺空壓機，各連接有一臺儲氣罐，空壓機排氣管與儲氣罐進氣接管法蘭直接對接，而另一臺空壓機的排氣管在室外與第 一臺空壓機管路成直角狀相連，連接部位為管道拐彎處。空壓機運行3年后，發(fā)現(xiàn)儲氣罐側(cè)面支腿附近的部位有漏油痕跡，經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)，下封頭母材開裂，位于支腿的邊緣，裂紋外表面長為200ｍｍ，內(nèi)表面長為230ｍｍ，裂紋走向橫向，認為是空壓機水平出氣管對儲氣罐形成側(cè)向推力，氣流脈動引起儲氣罐左右振動，導致下封頭在側(cè)面支腿處橫向疲勞破壞。由于儲氣罐內(nèi)壓的一次薄膜應(yīng)力的影響，內(nèi)表面的裂紋要比外表面長。

3.3儲氣罐超壓的預防措施

根據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)檢察規(guī)程》或《簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[5—6]的要求，壓力容器應(yīng)當按設(shè)計要求裝設(shè)超壓泄放裝置(安全閥或者爆破片)以及壓力表。由于儲氣罐工作壓力低于壓力源(壓縮機)壓力，所以在通向儲氣罐進口管道上應(yīng)當裝設(shè)減壓閥或調(diào)節(jié)器，安全閥和壓力表應(yīng)當裝設(shè)在減壓閥或調(diào)節(jié)器的低壓側(cè)[7]。儲氣罐內(nèi)氣體額定壓力是由空壓機壓力調(diào)節(jié)器和安全閥來確定的。一旦兩者出現(xiàn)故障，如壓力調(diào)節(jié)器操作失誤或其中的卸荷閥管道等零部件出現(xiàn)故障，不能有效限制進氣壓力；安全閥未裝、失靈或設(shè)置起跳壓力過高，會造成超壓時安全閥失效，儲罐內(nèi)氣體壓力急劇上升。如果壓力表失靈，則不能準確及時反映罐內(nèi)真實壓力，操作人員也不能正確處置異常情況。安全附件是保障設(shè)備安全的最 后一環(huán)，也是最重要的一環(huán)。如果安全附件失效，在壓力失控、超過儲氣罐罐體壁厚的強度極限的情況下，就會發(fā)生失效破壞，甚至爆炸。因此壓力調(diào)節(jié)器、安全閥、壓力表等必須經(jīng)過正確調(diào)試，定期校驗，確保靈活穩(wěn)定。

4  小結(jié)

若想確保儲氣罐安全運行，切實提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我們必須做到以下幾點。

(1)要認真貫徹執(zhí)行壓力容器的管理規(guī)范和安全技術(shù)規(guī)程，執(zhí)行年度檢驗和定期檢驗。定期檢查容器的操作維護情況，對容器缺陷處理方案要認真制訂。

(3)報上級批準加強操作人員的安全技術(shù)教育和技術(shù)考核。定期對易產(chǎn)生裂紋區(qū)進行無損檢驗，發(fā)現(xiàn)缺陷盡早處理。

(4)嚴格控制儲氣罐工作壓力，增設(shè)完善進出口管、減振裝置，減小容器振動次數(shù)，不許超壓、超負荷工作。

(5)對發(fā)現(xiàn)容器有缺陷處，不隨意修補，以防缺陷重復產(chǎn)生或擴展。嚴格執(zhí)行各項規(guī)章制度，精心操作，認真填寫操作運行記錄或生產(chǎn)工藝記錄，確保生產(chǎn)安全運行；發(fā)現(xiàn)空壓機系統(tǒng)有異?，F(xiàn)象時，應(yīng)采取緊急停機措施并及時向上級報告；對任何有害設(shè)備的違章指揮，應(yīng)拒絕執(zhí)行。