摘　要：高压容器在生产过程中的质量问题是一项非常重要的安全工作。高压容器安全性影响因素众多，在日常生产过程中，高压容器的使用流程、检查程序及维护保养措施，决定了高压容器质量管理工作的重要性。本文主要通过对生产过程中高压容器的安全性问题，进行了分析，对存在的一些问题进行探讨，进一步提出了如何确保压力容器使用安全性措施。
　　
　　 关键词：高压容器　安全分析　改进措施
　　压力容器尤其是高压容器是应用广泛的承压设备，在国民经济和国防军工中发挥着重要的作用。据统计，我国至少有数万台高压超高压容器用于化学工业、石油化工、人造结晶工业如水晶和金刚石等行业，其工作压力往往达到10MPa，有的甚至高达100Mpa。为确保超高压容器的安全可靠性，我国劳动部门于1993年颁布《超高压容器安全监察规程(试行)》[1]，并于1994年6月1日开始实施。文献[1]的实施对防止我国超高压容器出现灾难性事故起到了十分重要的作用。抗高压强度时压力容器设计的重要指标之一。研究表明[2,3]，金属压力容器壳体在高压的长期作用下，会形成应力集中和材料疲劳裂纹等隐性损伤。在一定条件下，当遇到突然撞击、外界冲击荷载（地震、燃气爆炸）等作用条件下，高压容器壳体有可能产生突然地爆炸等事故[4-6]。高压容器一旦发生安全事故，将造成严重人员伤亡和巨大财产损失，后果不堪设想。如2011年1月10日下午17时，山西省吕梁市临县丰瑞霖大酒店发生一起锅炉爆炸事故，造成3人死亡、3人重伤、1人轻伤。本文就高压容器在生产使用过程中，可能存在的安全问题、事故类型进行探讨，并提出相关的应对和改进措施。
　　一、国家相关法规
　　自从国家劳动总局于1981年5月颁发了《压力容器安全监察规程》以来，国务院与劳动人事部于1982年2月6日又分别颁发了《锅炉压力容器安全监察暂行条例》与《锅炉压力容器安全监察暂行条例》实施细则。在这一些列的国家规范中，都特别提出了在高压容器的安全性问题，特别地把高压容器、超高压容器的安全使用、检查措施等列为安全监察范围，还对相关的安全防范措施，做了很大的改进。国家质量技术监督局于1999年6月25日颁布又颁布了《压力容器安全技术监察规程》，对压力容器的管辖范围，做了专门的规定：(1)最高工作压力大于等于0.1 Wit；(2)内直径(非园形截面指其最大尺寸)大于等于0.15 m，且容积大于等于0.025m3；(3)盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。从这一些列的国家规范可以看出，压力容器，尤其是超高压容器的使用和管理安全性，是一个重要而敏感的问题。
　　二、生产中常见事故类型
　　1.爆炸事故
　　高压容器爆炸事故多大是由于元器件长期疲劳、磨损、厚度降低．无法达到预定功效而产生的。高压容器内部气体受热膨胀后，会与容器发生剧烈冲击。高压容器的薄弱元件的裂纹和开口受到强大的冲击荷载，这些强大的冲击荷载，一般远远大于正常的工作荷载，这将造成高压容器内部存在的微裂纹的突然开裂，并最终导致爆裂乃至爆炸。一般情况下，高压容器破裂后，所产生的碎片和破裂部件，会径直飞离地面，高度可达百米，一旦落下来，其后果不堪设想；也会有大量的碎片沿水平方向横飛，会瞬间产生强大的破坏力。高压容器内部贮存的相关工业原料或者化学产品，要不就是有毒有害物质，或者是高温高压的燃等等，这些都会对周围的环境产生巨大的破坏作用。
　　2.高压容器及配套设备缺陷性事故
　　首先，如果高压容器结构设计未遵循相应的设计原则，会出现结构设计性事故。比如结构不连续处未平滑过渡，当受压壳体存在几何形状突变或其他结构上的不连续时，都会产生较高的不连续应力，这将导致压力容器局部受力变形过大。因此，对于难以避免的结构不连续，应采用平滑过渡的形式，防止突变。其次，应力集中或强度削弱的结构应该相互错开。在高压容器设计中，不可避免地存在一些局部应力较高或对部件强度有所削弱的结构，如开孔、转角、焊缝等部位。设计时如果没有将这些结构相互错开，则会产生局部应力叠加，这将导致局部受力变形过大。第三，出现刚性过大的焊接构件。刚性太大的焊接构件，会使相应的结构和构件产生较大的膨胀和收缩，从而产生较大的焊接应力，这将导致高压容器壳体在操作条件产生波动时，变形受到约束从而产生附加弯曲应力,因此设计时应采取措施予以避免。
　　3.环境性事故
　　一是生产过程中，工作空间狭小，作业环境不良，通风不畅，通风方式不对。这些危险因素将会导致的主要事故类型有身体损伤，缺氧窒息等。二是生产环境干燥，容易产生静电，建筑物不能很好的避雷电；现场存在辐射源，放射源丢失扩散辐射等，产生α、β等射线；存在强电、强电磁辐射等危险；生产空间内存在低温物质、粉尘、易燃易爆物质，如煤粉、煤灰、煤渣、烟灰、烟尘、烟垢等，有毒物质及腐蚀性物质等，如高温蒸汽、热水、高温炉膛、高温炉渣等；这些因素将会使带电设备漏电、触电、产生电火花、燃烧、爆炸，以及对操作人员产生身体伤害等事故类型。
　　4.人为型事故
　　这主要指操作人员体力、听力、视力不足；或者存在健康疾病，如高血压、心脏病、晕高病等；以及个别操作人员存在心理异常，如冒险心理、情绪异常等；指挥人员的指挥错误，违法指挥等。这些主要造成人体伤害、坠落、爆炸等事故类型。
　　三、高压容器事故原因分析
　　1.高压容器壳体材料强度不达标
　　高压容器壳体材料的选取，对高压容器使用安全至关重要，在选材过程中，材料的强度、许用应力以及安全系数至关重要。国内外压力容器标准材料许用应力值选取方法和安全系数的选取方面，我们国家在材料强度的选取上，与国外标准存在的差异。如果高压容器壳体材料达不到许用应力标准，在生产过程中，当工作压力持续增大，或者损伤持续累积，就会由于材料失效而产生裂纹，进而导致更大的事故。
　　2.生产工艺不合理
　　高压容器的生产、制造过程必须遵循一系列严密的生产工序，按照一定的生产工艺流程加工完成的。在正式投入生产以前，要根据设计图纸的要求，制定出各生产工序和部件的加工工艺，根据生产及材料情况进行相应的工艺变更；在生产过程中，车间和生产工人要严格按照工艺规程和守则进行生产，克服随意性。制造单位应明确工艺质量控制范围，制订和执行工艺质量的管理制度或程序文件，以保证工艺流程合理。如果高压容器的生产工艺文件不正确、不完整，等等因素，使得生产工艺不合理，这将会导致生产过程不可回溯，工艺实施过程的某些环节不受控制，这样生产出来的高压容器产品，如果在生产过程中出现某些异样，将会导致无法合理地判断原因，无法给出合理的解决措施等，从而延误生产活动等。
　　3.附属配套设备不合理
　　一般地，高压容器有众多的的附属配套设备，这些配套设备的安全性对于总体设备的安全，起着至关重要的作用。如果不能保证附件设备的安全性和合理性，则附属配套设备的存在，对于高压容器的正常安全运行，存在非常重要的安全性隐患。如果在生产的过程中，附属配套设备安装不合理，或者根本没有安装相应的附属配套设备，而且在长期运行工作中没有及时检修，及时排除故障，附属配套设备的安全性得不到保障，高压容器的安全性也必然会受到很大的威胁。
　　4.人为因素
　　生产工人的违规操作或管理不当，比如操作人员没有按照操作规程，心不在焉，注意力不集中，错误操作等，都有可能导致高压容器在不合理的程序下工作，从而会产生安全隐患。没有对高压容器进行定期检验，没有对附属配套设备的进行适当管理和维护等，以及维修不及时，维修不到位等等因素，都有可能导致高压容器安全隐患。 　　四、高压容器安全质量改进措施
　　如何从根源上确保高压容器在生产过程中的安全性，提高压力容器的可靠性，保护国家和人民的生命及财产安全，我们给出以下几个方面质量监督措施。
　　1.加强高压壳体材料性能研究
　　材料的强度和力学性能，是高压容器安全性的根本性保证，只有材料过关了，达到要求了，才能从根本上解决高压容器的安全性问题。因此，加强高强、超高强材料的研究工作，对确保高压容器行业安全性至关重要。
　　2.加强新工艺、新结构的研究
　　压力容器的生产过程和工艺流程，对容器的安全性和可靠性起着非常重要的作用。重视工艺条件研究设计，下大力气研发新工艺，比如焊接技术等，是压力容器设计与使用安全的基础，是保证压力容器满足生产必需的条件，如果工艺设计不能及时跟上生产的需求，比如高压、超高压等压力容器的需要，高压容器的其安全性也无法保障。实践证明，压力容器的结构设计除须满足理论要求外，还需根据设备投用后的实际工况进行调整，因此，科研人员于生产人员必须紧密结合，随时跟进，不断改进老工艺，发明新工艺、新结构，以满足生产的需求，确保生产过程的安全性。
　　3.加强使用过程中质量检测
　　高压容器在制造过程中难免地要产生一些缺陷，只要缺陷没有超出标准允许的范围，是允许的；有些缺陷超出了标准要求，需要返修或判废，不合格的产品不能出厂。生产部门在使用高压容器過程中，要确立相应的制度，实行自检、互检、专检相结合的制度，设立专职安全检验员，对生产过程实行严格检验，通过一些停止点和控制点的设立，有效使用过程中高压容器的质量没有超出允许范围。定期进行无损检测，无损探伤技术被应用于高压容器检验，是巨大的创新。它可以检查焊缝内部和表面的缺陷，通过无损探伤评定，可以给出高压容器的总体和细微的质量评估。
　　4.加强操作、使用人员的管理教育
　　要有计划地定期组织学习有关条例、规程、标准，结合实际工作情况，进行体会交流和宣讲，具体来说，可以从以下几个方面开展工作:
　　一是做好法律法规标准的宣传工作，利用多种渠道，宣传法律法规的重要性，使更多人知道相关要求；二是做好安全管理工作，严查无上岗资格的人员无证操作等；三是对于高压容器安装、维修的单位和人员，必须持有相应的资格，做好相关的岗前培训；四是高压容器使用单位应按《压力容器使用登记管理规则》的要求，到特种设备安全监察机构办理使用证手续；五是使用过程中如发生异常现象，操作人员应立即采取紧急措施，并按规定的报告程序向有关部门报告；六是进行任何修理等工作时，必须确保压力容器内部没有压力或者不在工作状态；压力容器发生事故后，发生事故的单位必须按照《锅炉压力容器压力管道事故处理规定》进行报告和处理。参考文献[1]劳动部. 超高压容器安全监察规程(试行)[M].北京:中国锅炉压力容器安全杂志社，1993.[2][日]HPIS-C-103-1980. 超高压圆筒容器设计指针[S].高家驹.上海:化工部设备设计技术中心站，1983.[3]邵国华，魏兆灿. 超高压容器[M].北京:化学工业出版社，2002.[4]GBl50-1998．钢制压力容器[s]，1998[5]JB4732-1994．压力容器分析设计[s]，1994[6]刘小宁. 压力容器设计压力的合理确定[J].锅炉压力容器安全技术，2003,(6):11-14.