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循環水液位計在液堿生產中應用中的案例分析
液堿即液態狀的氫氧化鈉，亦稱燒堿、苛性鈉。是重要的化工基礎原料，用途*廣。液堿具有很強的腐蝕性，且液堿是劇毒物質, 須嚴防泄漏, 因此, 液面顯示裝置需安全可靠。只能用槽車或貯槽裝運。尤其在液堿的生產中, 由于液位計量槽的頻繁改換及液堿包裝槽的頻繁灌裝, 液堿液位的液位顯示就顯得更為重要。在以前, 我公司在液堿生產中顯示液堿液面是用結霜式鋼管液面計來進行的, 其液面判斷方式是以鋼管外表面的結霜位置來判斷容器內液堿的液面。此液面計的優點是安全可靠, 拆卸方便。
但是缺點也很明顯，就是液面顯示不十分準確, 僅靠鋼管外表面的結霜情況來判斷液面，有時相差還很大。因為鋼管式液面計存在上述缺點,所以迫切需要一種新型的安全可靠且液面顯示準確醒目的液面顯示器用于液堿的生產中。自此，一種更為先進，名為循環水液位計的產品進入人們視野，并日益成為液堿生產中液位測量的*選液位計。在1991 年初**化工部在廣州召開的堿行業安全協作組座談會上,專家組致推薦使用循環水液位計應用于液堿生產，并對循環水液位計在液位測量領域中優勢的詳盡說明。此液位計是化工部化工勞動保護研究所為防止液堿貯槽超裝、泄漏造成重大中毒事故而研制的。該液位計已于1991 年12 月通過化工部組織的技術鑒定, 作為一項技術成果向**化工行業推廣。
本文針對于磁翻板液位在生產實際使用中出現的一些問題，與大家一起分析循環水液位計產品質量問題對于液堿生產的重要關系。
循環水液位計的使用情況及出現的問題
我公司堿產品車間于1993 年5 月利用計劃停車檢修的時機在液堿工段安裝使用了12套循環水液位計。其中液堿計量槽安裝了6 套, 液堿包裝槽安裝了2 套, 液堿氣化器安裝了4 套。在1993 年5 月中旬至10 月中旬這段時間里, 循環水液位計使用效果良好, 尤其對液堿氣化器和液堿包裝槽的使用更為方便。對液堿計量槽的液面顯示也非常醒目、準確可靠。
循環水液位計在正常使用了5 個月后, 卻突然在使用中接連出現了兩次事故。事故過程敘述如下。
1993 年10 月22 日中班, 液化崗位操作工對1# 包裝槽進行檢修, 先用氣泵對包裝槽進行抽吸, 然后打開人孔蓋進行清理。清理完畢后重新封閉, 并用氣加壓試漏。當貯槽內氣壓力升至0. 6MPa 時, 操作工發現循環水液位計的非磁性立管( 不銹鋼1Cr18Ni9Ti) 下部長約10cm 的一段逐漸燒紅,并當場燒壞磁翻板的塑料護盒, 并把護盒玻璃燒至炸裂。操作工見此立即進行了處理: 先泄壓, 然后用氣泵抽真空, 關閉與1# 包裝槽相連的所有閥門。這時被燒紅的不銹鋼立管下部由于高溫被氧化已變成黑色。拆下立管后, 原來16cm 長的浮子只剩下約5cm, 浮子內的磁鐵棒由于高溫已失去磁性, 反應生成的熔碴, 外觀類似燃燒不完全的碳碴樣。另外在拆卸不銹鋼管時, 管里面有白色煙霧冒出。
在這次事故中, 由于包裝槽系空槽試壓, 操作工及時發現且立即采取措施進行處理, 故沒有發生泄露事故, 也沒有造成人員中毒。如果當時包裝槽盛滿液堿, 其后果將不堪設想。由于是*次出現這樣的事故, 且當時也不清楚浮子內部的組成及結構, 故沒有及時查明事故發生的原因。當時車間立即決定暫停循環水液位計在液堿工段使用。在不影響正常生產的前提下, 逐步把循環水液位計重新改為結霜式鋼管液面計, 以確保安全生產。但就在更換循環水液位計的過程中, 又發生了類似上面的事做。
1993 年10 月29 日早班, 當班操作工更換3# 液堿氣化器 的循環水液位計, 先用氣泵抽吸, 當拆開不銹鋼立管法蘭后, 立即從管內冒出大量同上次完全一樣的白色煙霧, 持續時間達半小時之久。在這期間操作工佩戴防毒面具將不銹鋼立管拆下并搬至室外, 倒出管內的浮子, 此時浮子已反應掉1/ 3, 其內部支架及磁鐵棒已裸露, 且浮子外殼、內部支架及磁鐵棒繼續冒白煙。將殘余的浮子外殼、支架及磁鐵棒用水沖洗干凈并收集保存,以備將來事故分析時作為*一手資料。
事故原因分析
循環水液位計出現的兩次事故時間相隔一周。從當時事故發生的現場來看, 從不銹鋼立管內均冒出大量白煙。浮子外殼的一部分與氣發生了化學反應。所不同的是, *一次事故是包裝槽在打壓時發生, 氣量較大,劇烈的化學反應在短時間內放出大量的反應熱, 將不銹鋼立管燒紅, 浮子亦與氣反應掉大部分( 約2/ 3) 左右。*二次是在氣化器抽真空時發生, 氣量較小, 反應較慢。拆開不銹鋼立管法蘭后反應熱與白煙反應物一起逸出, 彌漫于廠房內, 浮子與氣反應掉小部分( 約1/ 3 左右) 。
10 月24 日, 我公司向循環水液位計生產廠家) ) ) 發函通報事故情況,向其詢問浮子及其內部支架和磁鐵棒的材質情況, 以便準確分析判斷事故發生的原因, 并及時采取防范措施。根據廠家提供的材料, 基本搞清了這兩次事故發生的原因: 浮子內部鑲嵌磁鐵棒的支架系鋁件組成, 由于浮子兩端的不銹鋼焊縫焊接質量較差, 焊縫有微孔砂眼。在容器打壓或抽真空時, 液堿由焊縫上的微孔砂眼進入浮子內部, 與鋁支架發生了劇烈的化學反應, 同時放出大量的熱。現場看到的大量白色煙霧的微小顆粒。反應放熱產生的高溫使氣與不銹鋼浮子外殼也發生了反應, 又放出大量的熱。可以想象, 如果時間足夠長, 氣量足夠多, 整個浮子也會因劇烈反應而消失, 進而產生大量的熱, 使部分液堿氣化, 系統壓力升高, 并可能釀成更大事故。
循環水液位計的改進
根據我公司循環水液位計所發生的兩次事故來看, 均是在系統打壓或抽真空時, 液堿通過浮子兩端不銹鋼焊縫上的微孔砂眼進入浮子內部, 和鑲嵌磁鐵棒的鋁質支架發生反應而造成, ,并放出大量的熱。此熱量又引起堿氣與不銹鋼浮子外殼發生反應, 進一步使反應加劇, 同時又放出大量的熱。如此惡性循環, 使整個系統溫度升高, 部分液堿氣化, 系統壓力上升, 有引發更大事故的潛在危險。
從以上分析可以看出, 事故引發的原因來自磁性浮子的制作質量不過關。*先浮子內部鑲嵌磁鐵棒的支架使用鋁質不合適。因為在液堿介質中鋁質*易與液堿發生反應, 并放出大量的熱, 使系統溫度升高。其次浮子兩端的不銹鋼焊縫不合格。由于焊縫只能采用單面焊接, 往往在焊縫上留有微孔砂眼, 因此液堿容易從此砂眼進入浮子內部而與鋁質支架發生反應。特別是系統打壓或抽真空時此種情況更易發生。因此為了避免上述現象的發生, 應對浮子的制作做如下改進:
(1)把浮子內部鑲嵌磁鐵棒的鋁質支架改為不銹鋼支架。
(2) 改進浮子兩端焊縫的焊接質量, 杜絕焊縫上存留微孔砂眼。浮子制作完成后, 應在使用介質中做耐壓和真空試驗。經試驗合格后, 再作為合格產品投向市場。
本文結語：
循環水液位計是一種新型的液位計, 它具有安全、準確、直觀、適用范圍廣的特點, 它比傳統的玻璃管液面計具有無可比擬的優點。雖然在使用過程中出現了一些問題, 但只要改進浮子的制作質量, 并經過耐壓及真空試驗, 就能在化工生產中得到愈來愈廣泛的應用。這個實際案例告訴我們，從循環水液位計*小的配件翻柱到關鍵的部件浮子，生產環節都來不得一絲的馬虎，這不僅關系到保證的質量的品質，基本保持浮子故障零錯率，也是對生產中人身安全的一種責任。
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