2001年6月，新泰市某化工厂连续2台化工用、同规格有机热载体夹套式搪玻璃蒸馏釜在首次投用16h后，发现其内筒发生鼓包变形，搪玻璃衬里大片脱落。这一严重损坏事故造成2台搪玻璃蒸馏釜报废，直接经济损失达10多万元。
1设备概况
2台夹套式搪玻璃蒸馏釜由山东某化工设备厂于2001年6月出厂并安装，首次使用。出厂技术资料齐全。基本参数为：设计压力：釜内P=0.6MPa，夹套P=0.6MPa；设计温度：釜内200℃，夹套200℃；介质：釜内为非很度或高度危害非易燃易爆介质，夹套内介质为水蒸汽。釜体内径1750mm，壁厚16mm，夹套内径1900mm，壁厚lOmm；釜体容积5.22m3。材质为Q235B。蒸馏釜内装有锚式搅拌器。
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设备使用情况：使用单位基于釜内物料反应所需温度为200～2300C的工艺要求，考虑到夹套若用饱和蒸汽加热，则需较高工作压力等级(200—230℃对应蒸汽饱和压力为1.3~2.8MPa)，决定对原设计工艺进行改造，用有机热载体取代蒸汽，以降低运行压力。改造后的工艺如图l所示。基本工艺过程为：有机热载体炉向蒸馏釜夹套供热油(实际运行参数为0.15MPa，230C)，加热16h后，关闭阀门l、2，开启阀门3、4，启动注油泵，将贮油槽冷却油注入夹套（夹套冷却油进口压力实际为0.4MPa，冷却油与夹套加热用导热油为同型号有机热载体），冷却物料。
2设备破坏程度
经现场检查，2台蒸馏釜鼓包变形程度相当，均位于釜体中下部。I釜鼓包变形量为：釜高方向长1460mm，釜周向长1020mm，鼓包高度70mm，包顶实测较小壁厚16.Omm，包顶周围为15.8~16.3mm；Ⅱ釜鼓包变形量为：釜高方向长1060mm，釜周向长1030mm，鼓包高度75mm，包顶实测较小壁厚15.8mm，包顶周围15.9~16.Omm。鼓包表面均已产生明显屈服拉伸迹象，并伴有裂纹，呈辐射状。
3失效原因分析
2台蒸馏釜内筒严重内凹变形，属内筒在外压作用下的刚性失稳。失稳原因考虑因素有以下几点：①内筒材质及壁厚条件②夹套运行压力及温度条件③有机热载体。
(l)对内筒材质进行了化学成分分析，材质属Q235B，金相检查无过烧，材质因素不是事故的直接原因。
(2)内筒许用外压力校核计算
据实测：
内筒内径D1=1752mm，有效壁厚Se=15.8mm，外径Do=1752+15.8x2=1783.6mm（取实测较小值），计算长度L=1933mm，内筒无因次几何参数为：
Do/Se=112.88
L/Do=1.08
按实际操作温度230C，查得系数A为
A=0.00102
查材料温度曲线得系数B=98
则内筒实际许用外压力[p]为
[p]=BSe/D0=0.868
失稳临界外压力Pcr为
Pcr=3[p]=2.6MPa
夹套运行中，有机热载体加热时的压力为0.15MPa，冷却时，夹套压力为0.4MPa，均小于[p]值，且远小于Pcr值，虽温度230℃已很过设计温度200℃，但也不足以使内筒失稳。可见，夹套正常压力和温度及蒸馏釜壁厚因素不是失稳的直接原因。
(3)有机热载体因素
蒸馏釜夹套有机热载体为道生油．据出厂资料介绍，较高工作温度为320℃，由于有机热载体具有较高的沸程，可以在很低的压力下被加热到很高工作温度，且热稳定性较好，已被广泛用于传递热量的中间媒介。然而水分是有机热载体中的有害成分。如油中含有水分，当温度lOO℃以上时，水分即汽化，产生高压，引起设备很压、损坏，甚至爆炸。因此，使用前对有机热载体必须进行严格的脱水处理。据事故调查了解到，蒸馏釜加热系统（有机热载体炉、夹套及连接管网组成的密闭系统）内有机热载体油在蒸馏釜投料前，随着有机热载体的缓慢升温，已进行了4天的脱水处理，因此，物料投入并反应加热期间，蒸馏釜运转正常。据操作人员反应，冷油贮槽内的有机热载体未进行任何脱水处理，当蒸馏釜物料反应完毕，切断阀门1、2，接通阀门3、4，开启注油泵向釜内夹套注入冷油进行冷却时，操作人员听到夹套内传来沉闷的“落锤”声。显然，未经脱水的有机热载体进入夹套内时，夹套内温度高达230℃，导热油中的水分受热剧烈汽化，体积迅急膨胀，压力急剧升高产生了水击。从饱和水蒸汽物理性质表不难查到，230℃对应的饱和蒸汽压力为2.8MPa，已很过内筒外压临界失稳压力Pcr=2.6MPa。因此，冷却用有机热载体未经脱水处理，产生水击，压力急剧升高，是蒸馏釜内筒失稳事故的直接原因。在管理方面，使用单位不熟悉有机热载体油的特性，无严格的规章制度和相应操作规程，也是事故发生的重要原因。
4防范措施
通过对以上分析可知，为避免类似事故的再次发生，应注意以下几点：
(1)改变固定式压力容器的使用条件（介质、温度、压力、用途等）时，使用单位应征求原设计单位和当地安全监察机构的意见，不得盲目改变。
(2)使用单位必须充分掌握压力容器运行特点和工作介质的特性，建立、健全压力容器安全管理规章制度，明确安全操作程序、注意事项和工艺控制指标，强化岗位责任落实。
(3)强化压力容器操作人员专业知识和安全操作技能培训，坚持持证上岗制度，同时加强责任心，严防违章操作。
