台中港口储罐水压试验时因负压失稳(Vacuum Implosion)事故

近期,中国台湾台中港发生的一起储罐因负压失稳(Vacuum Implosion)內瘪事故表明,即使是在水压试验阶段,若忽视最基本的工程控制要求,常压储罐同样可能遭受严重结构损坏。这是一个值得所有工程人员牢记的重要教训。

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在一座新建储罐进行水压试验期间,罐壁发生了严重屈曲(Shell Buckling)并最终整体失稳塌陷(Collapse)。初步调查显示,在排水过程中,储罐可能未能提供足够的通气能力。随着罐内液位快速下降,罐内形成的负压超过了设计允许值,导致罐壁在外部大气压力作用下发生失稳内瘪(Implosion)。

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幸运的是,由于事故发生时储罐内已无人员作业,且罐内为空,因此未造成人员伤亡。

  • 该事故再次凸显了储罐建造及试运阶段需要重点关注的风险:

  • 常压储罐仅按极低正压和负压工况设计,其允许内压和真空度十分有限。

  • 在水压试验过程中,注水和排水速率必须严格控制,并与通气能力相匹配。

  • 在试验开始前,应确认呼吸阀、通气口及相关放空系统已安装完成并处于正常工作状态。

  • 由负压引起的储罐失稳通常发生极为迅速,可能在数秒内导致整个罐体发生灾难性屈曲,并使新建储罐完全报废。

水压试验期间因负压导致的储罐内爆,本质上属于一种完全可预防的人为失效。 当排水速率超过通气系统的进气能力时,罐内压力将迅速下降并形成真空。对于大直径薄壁储罐而言,其承受外压和负压的能力极为有限,哪怕仅产生千帕级别的负压,也可能引发罐壁屈曲失稳。

真空保护系统失效的原因可能包括真空呼吸阀容量不足、阀门堵塞、临时封闭通气口,或者调试期间未按程序开启人孔等。为避免此类事故,在充水和排水试验前,必须验证通气系统的实际能力,并确保所有临时工况均经过风险评估。

许多储罐事故并非发生在设计工况下,而是发生在调试阶段那些看似简单的操作过程中。试运和调试阶段存在许多独特的危险源,其性质往往不同于正常运行阶段所考虑的设计工况。 在此期间,充水与排水操作、通气系统能力验证以及各种临时工况管理,都应获得与装置正常运行期间工艺安全管理同等的关注。

实践表明,新建储罐在尚未投入正式运行之前,便可能遭受其服役过程中最严重的机械完整性挑战。

此外,有些操作人员为了保持罐内清洁,错误地关闭通气口。这种做法极其危险,很可能导致灾难性的后果。



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