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資料簡介
高溫環(huán)境的危害:當(dāng)儲罐長期處于超出設(shè)計(jì)溫度的高溫工況時(shí),材質(zhì)會出現(xiàn) “熱疲勞”“蠕變” 等問題。例如,碳鋼材質(zhì)的儲罐若長期在 400℃以上運(yùn)行,其強(qiáng)度會隨溫度升高而顯著下降,原本能承受 10MPa 壓力的罐體,可能因高溫蠕變導(dǎo)致壁厚變薄、局部鼓包,甚至出現(xiàn)裂紋;不銹鋼儲罐雖耐高溫性能更優(yōu),但超過 600℃時(shí),其晶間腐蝕風(fēng)險(xiǎn)會增加,罐體焊縫或接頭處易出現(xiàn)腐蝕開裂,喪失密封與承壓能力。此外,高溫還會加速儲罐內(nèi)防腐涂層的老化脫落,進(jìn)一步加劇材質(zhì)腐蝕。
低溫環(huán)境的危害:對于儲存液化天然氣(-162℃)、液氨(-33.5℃)等低溫物料的儲罐,低溫會導(dǎo)致材質(zhì) “冷脆”。以不銹鋼儲罐為例,當(dāng)溫度低于 - 100℃時(shí),部分不銹鋼的韌性會急劇下降,原本具有良好抗沖擊性能的罐體,可能在輕微外力(如物料沖擊、設(shè)備振動(dòng))作用下發(fā)生脆性斷裂;碳鋼儲罐的冷脆現(xiàn)象更明顯,溫度低于 - 20℃時(shí),其抗沖擊強(qiáng)度會大幅降低,若儲罐存在微小焊接缺陷,低溫下極易擴(kuò)展為裂縫,引發(fā)物料泄漏。
溫度升高:增加物料汽化與爆炸風(fēng)險(xiǎn):對于液化石油氣、丙烷等易汽化物料,溫度每升高 10℃,其蒸汽壓可能上升 0.2-0.5MPa。若儲罐溫度超出設(shè)計(jì)范圍,物料汽化量會急劇增加,罐內(nèi)壓力隨之飆升,一旦超過儲罐額定壓力且安全閥未能及時(shí)泄壓,可能導(dǎo)致罐體破裂;同時(shí),高溫會加速易燃物料的氧化反應(yīng),增加自燃或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)(如甲醇儲罐在溫度超過 60℃時(shí),蒸汽與空氣混合易形成爆炸性混合物)。
溫度降低:導(dǎo)致物料凝固與設(shè)備堵塞:對于粘度較高或低溫易凝固的物料(如石蠟、瀝青、部分化工漿料),若儲罐溫度過低,物料會逐漸凝固,不僅無法正常出料,還會附著在罐體內(nèi)壁,導(dǎo)致儲罐有效容積減?。桓鼑?yán)重的是,凝固的物料可能堵塞儲罐的進(jìn)料口、出料管或安全閥,若后續(xù)升溫導(dǎo)致物料融化膨脹,罐內(nèi)壓力會驟升,引發(fā) “憋壓” 事故。例如,食用油儲罐在溫度低于 10℃時(shí)易凝固,若未及時(shí)加熱,凝固的油脂會堵塞管道,影響生產(chǎn)連續(xù)性。
溫度波動(dòng):破壞物料穩(wěn)定性與純度:部分物料(如食品添加劑、醫(yī)藥中間體)對溫度波動(dòng)敏感,頻繁的溫度變化會導(dǎo)致物料發(fā)生分解、聚合或變質(zhì),影響產(chǎn)品質(zhì)量。例如,維生素 C 溶液儲罐在溫度反復(fù)波動(dòng)(10-30℃)時(shí),維生素 C 會加速氧化,含量降低;化工行業(yè)的聚合反應(yīng)物料,溫度波動(dòng)可能導(dǎo)致聚合度不均,影響最終產(chǎn)品性能。
溫度變化導(dǎo)致密封墊片失效:儲罐的法蘭連接處通常使用橡膠、石棉或聚四氟乙烯材質(zhì)的密封墊片,不同墊片的耐溫范圍不同。若溫度過高,橡膠墊片會老化變硬、失去彈性,石棉墊片可能出現(xiàn)碳化,聚四氟乙烯墊片在超過 260℃時(shí)會軟化變形,導(dǎo)致密封失效,物料泄漏;若溫度過低,橡膠墊片會變硬脆裂,墊片與法蘭面的貼合度下降,同樣引發(fā)泄漏。例如,液化天然氣儲罐的密封墊片若溫度低于 - 162℃,需使用耐低溫的特殊材質(zhì)(如鎳基合金墊片),普通橡膠墊片會直接脆裂。
溫度應(yīng)力導(dǎo)致罐體結(jié)構(gòu)損壞:儲罐在升溫或降溫過程中,罐壁、封頭、接管等部位的溫度分布可能不均,形成 “溫度應(yīng)力”。例如,儲罐外部加熱(如夾套加熱)時(shí),罐壁外側(cè)溫度高于內(nèi)側(cè),外側(cè)金屬膨脹量大于內(nèi)側(cè),導(dǎo)致罐壁產(chǎn)生向內(nèi)的應(yīng)力;若溫度變化過快(如快速升溫或降溫),溫度應(yīng)力會超過材質(zhì)的屈服強(qiáng)度,導(dǎo)致罐壁出現(xiàn)裂紋或焊縫開裂。此外,長期的溫度循環(huán)(反復(fù)升溫、降溫)會使儲罐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生 “熱疲勞損傷”,焊縫或應(yīng)力集中部位(如接管與罐體的連接處)會逐漸出現(xiàn)微小裂紋,隨著使用時(shí)間推移,裂紋會不斷擴(kuò)展,最終導(dǎo)致罐體泄漏或破裂。
設(shè)計(jì)階段:匹配溫度與材質(zhì)、結(jié)構(gòu):根據(jù)儲存物料的溫度特性,選擇合適的儲罐材質(zhì)(如低溫儲罐選用耐低溫不銹鋼 304L、9Ni 鋼,高溫儲罐選用耐熱合金鋼);同時(shí),設(shè)計(jì)合理的溫度調(diào)控裝置(如夾套加熱、盤管冷卻、保溫層),確保儲罐溫度穩(wěn)定在設(shè)計(jì)范圍。例如,液化天然氣儲罐需采用雙層真空保溫結(jié)構(gòu),減少外界熱量傳入,維持低溫環(huán)境。
操作階段:精準(zhǔn)控制溫度與避免波動(dòng):通過溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測儲罐內(nèi)的溫度,結(jié)合加熱或冷卻系統(tǒng),將溫度控制在允許范圍內(nèi)(如甲醇儲罐溫度控制在 20-40℃);避免快速升溫或降溫,升溫速率通常不超過 5℃/h,降溫速率不超過 3℃/h,減少溫度應(yīng)力;對于易凝固物料,需提前加熱保溫(如石蠟儲罐通過夾套蒸汽加熱,維持溫度在 50-60℃)。
維護(hù)階段:定期檢查溫度相關(guān)部件:定期檢查溫度傳感器、加熱 / 冷卻系統(tǒng)、安全閥的運(yùn)行狀態(tài),確保溫度監(jiān)測準(zhǔn)確、調(diào)控有效;檢查密封墊片的老化情況,根據(jù)溫度工況及時(shí)更換適配的墊片;對儲罐的焊縫、法蘭連接處進(jìn)行定期探傷檢測,排查溫度應(yīng)力導(dǎo)致的裂紋或腐蝕缺陷。
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