蒸壓釜檢驗發(fā)現(xiàn)問題分析及處理方法

陳九龍

（海南省鍋爐壓力容器與特種設(shè)備檢驗所，海南 海口 570000）

2017年，我所對海南某單位一臺蒸壓釜進(jìn)行全面檢驗，發(fā)現(xiàn)釜體多處位置存在腐蝕，釜體環(huán)焊縫存在裂紋、活動支座滾杠護(hù)板拉裂、快開門安全連鎖裝置失效等嚴(yán)重問題。

1 蒸壓釜概況

蒸壓釜主要技術(shù)參數(shù)（見圖1）。

（1）設(shè)計壓力：1.1MPa；（2）設(shè)計溫度：187℃；（3）主體材質(zhì)：20g；（4）壁厚：筒體14mm,封頭14mm；（5）內(nèi)徑：1650mm；（6）容積：46mm；（7）支座型式：鞍式。

2 蒸壓釜全面檢驗

圖1

以宏觀檢驗（肉眼或10倍放大鏡）、壁厚測定、表面缺陷檢測（MT、PT）、安全附件檢驗為主,必要時，增加埋藏缺陷檢測、強(qiáng)度校核。

主要檢查內(nèi)容：（1）快開門聯(lián)鎖，是否滿足《固容規(guī)》要求的安全聯(lián)鎖功能。

（2）結(jié)構(gòu)檢查：釜齒結(jié)構(gòu)、釜端法蘭與筒體以及釜蓋法蘭與封頭之間的連接形式，尤其是釜底，對疏水閥具體工作情況以及排污管結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，檢查其是否合理，且其排水以及排污的裝置是否暢通且齊全。

（3）焊縫檢查：釜蓋法蘭與封頭及釜端法蘭與筒體的連接焊縫、釜體下部對接縱焊縫(中心線兩側(cè)各1000mm弧長的焊縫)以及現(xiàn)場組裝的環(huán)焊縫（中心線兩側(cè)各1000mm弧長的焊縫），以宏觀檢查(10倍放大鏡)、表面探傷(MT、PT)等為主，輔以必要的RT、UT檢查(對有懷疑部位或者存在表面裂紋的部位)。

（4）壁厚檢查：筒體的壁厚以及封頭的壁厚，重點測定筒體底部容易磨損的位置以及筒體其他容易磨損的位置，檢測時每張鋼板的測厚必須高于8點，一旦發(fā)現(xiàn)存在腐蝕的位置，可進(jìn)行強(qiáng)度校核。

（5）內(nèi)外部宏觀檢查：外保溫層是否脫落，是否有蒸汽泄漏的痕跡，筒體表面是否存在鼓包、腐蝕、裂紋以及劃傷等情況，對筒身是否存在彎曲變形情況進(jìn)行重點檢查，此外，還需要檢查筒體底部是否有因為堿性解質(zhì)疏水不利所造成的一些凹坑腐蝕情況。

（6）基礎(chǔ)檢查：對地腳螺栓和固定支座的實際固定情況進(jìn)行重點檢查，還需要檢查各個活動支座護(hù)板和釜體支座地板之間的接觸情況，檢查基礎(chǔ)是否存在傾斜或者下沉的情況。

3 發(fā)現(xiàn)的問題

經(jīng)宏觀檢查、測厚、磁粉探傷、超聲探傷檢測后發(fā)現(xiàn)釜體存在以下重大問題：（1）釜體南側(cè)端部底中心位置，有一長徑約10mm、深2.4mm的腐蝕坑(見圖2)，現(xiàn)場組裝的環(huán)焊縫及附近筒板底部均有不同程度的腐蝕；（2）現(xiàn)場組裝的環(huán)焊縫處出現(xiàn)了長約20mm的裂紋（見圖3）以及活動支座滾桿護(hù)板開裂（見圖4）；（3）快開門安全連鎖裝置失效（見圖5）。

4 問題分析

圖2

圖3

圖4

圖5

（1）腐蝕產(chǎn)生的原因：蒸壓釜運(yùn)行至今15年，在多年的高溫高壓下，物料下冷凝水重殘存堿性物質(zhì)的原因（冷凝水pH=13為堿性），在這一堿性溶液中，碳鋼非常穩(wěn)定，一般不會出現(xiàn)堿腐蝕的情況，出現(xiàn)堿腐蝕的主要原因為釜體內(nèi)局部位置出現(xiàn)了堿濃縮。蒸壓釜安裝位于水平位置，其冷凝水排放操作中使用的是間歇排放法，釜體內(nèi)部的冷凝水在其沉積期間內(nèi)無法進(jìn)行循環(huán)，導(dǎo)致Ca(OH)2達(dá)到能夠造成腐蝕的濃度，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)了堿腐蝕。因此，導(dǎo)致鋼鐵表面中的氧化膜無法起到保護(hù)效果，導(dǎo)致堿腐蝕情況連續(xù)發(fā)生，與此同時，因為鍋爐給水過程中并沒有進(jìn)行除氧措施，使得水中的大量溶解氧進(jìn)入鍋爐。其中一部分溶解氧耗掉鍋爐本體，另一部分蒸汽則帶入蒸壓釜，導(dǎo)致釜體吸收氧氣，出現(xiàn)腐蝕，大大促進(jìn)了堿腐蝕發(fā)生的進(jìn)度。此外，在拉應(yīng)力的情況下，蒸壓釜底部在出現(xiàn)腐蝕的情況之下還會出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕裂紋。

（2）現(xiàn)場組焊焊縫裂紋產(chǎn)生的原因：因為蒸壓釜的體積非常大，一般會將其分為現(xiàn)場組焊和分段交貨?，F(xiàn)場組焊中的焊縫在蒸壓釜的釜體中部位置，在其使用的過程中因為受到了間歇操作、受應(yīng)力、升溫升壓、變形以及降溫減壓的影響，導(dǎo)致其非常容易出現(xiàn)疲勞破壞，為產(chǎn)生以及擴(kuò)展疲勞裂紋提供了一定的條件。

（3）活動支座滾杠護(hù)板開裂原因：蒸壓釜因其筒體非常長，且具有多個支座，每個蒸壓釜都有一個固定支座和多個活動支座。一般來說，固定支座都設(shè)置在釜體的中部位置，其余則為活動支座。在蒸壓釜進(jìn)行工作時，釜體在升溫升壓的過程中將會出現(xiàn)膨脹并且向兩端伸長，在降溫和減壓的過程中則會向中央方向上收縮。為了更好地確保蒸壓釜在其運(yùn)行過程中能夠自由膨脹，降低附加應(yīng)力，只可允許一個支座進(jìn)行固定，釜體中其余地活動支座需要隨釜體方向進(jìn)行移動。然而，在實際地工作中，因為施工質(zhì)量以及滾杠支承面的實際清潔情況，往往無法確保滾杠能夠在支撐面上進(jìn)行自由活動，導(dǎo)致支座滾杠護(hù)板發(fā)生拉裂情況，問題比較嚴(yán)重的情況下還可能會出現(xiàn)脫離，甚至還可能導(dǎo)致滾杠護(hù)板和支座鏈接位置出現(xiàn)開裂。

（4）安全連鎖裝置失效的原因：蒸壓釜是屬于快開門式壓力容器，應(yīng)當(dāng)設(shè)置安裝連鎖裝置。這一裝置一般安裝在釜體裝置的側(cè)面位置，主要依據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中3.2.16要求的：（1）當(dāng)快開門達(dá)到了預(yù)定關(guān)閉部門，則能夠進(jìn)行升壓運(yùn)行；（2）當(dāng)完全釋放壓力容器當(dāng)中的內(nèi)部壓力時，則能夠?qū)⒖扉_門打開。由于長期使用，釜蓋開啟頻繁，在高溫工作下，電機(jī)部件易損壞，電氣控制系統(tǒng)易老化，作業(yè)人員業(yè)務(wù)參差不齊及其安全意識薄弱等因素，或者是由于操作不當(dāng)所導(dǎo)致的安全裝置安全圓盤以及釜蓋限位塊出現(xiàn)變形、損壞導(dǎo)致安全連桿和球閥存在不同步情況，加上蒸壓釜快開門安全連鎖裝置經(jīng)常屬于失效不作為狀態(tài)，這直接會嚴(yán)重影響作業(yè)人員的判斷。

5 問題的處理

鑒于該設(shè)備存在問題嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)，根據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》要求，對使用單位及時下達(dá)“特種設(shè)備檢驗意見通知書”，設(shè)備停止使用。以《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的具體要求作為依據(jù)，由具有壓力容器維修以及改造資質(zhì)的單位承擔(dān)維修工作，并在維修前告知我單位進(jìn)行監(jiān)督檢驗。

（1）對腐蝕位置打磨光滑并堆焊，然后，打磨至圓滑過渡，焊后對補(bǔ)焊及貼焊部位進(jìn)行磁粉探傷，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。（2）現(xiàn)場組焊裂紋經(jīng)打磨直至消除，經(jīng)過補(bǔ)焊打磨圓滑過渡后，進(jìn)行磁粉、超聲、射線探傷檢測，并且符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。（3）更換合格的支座滾杠護(hù)板。（4）更換合格的快開門安全連鎖裝置。經(jīng)我所現(xiàn)場監(jiān)督檢驗并進(jìn)行耐壓試驗合格后，該設(shè)備滿足使用至今。

6 結(jié)語

對蒸壓釜進(jìn)行必要的檢驗工作是確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和安全生產(chǎn)的一個重要工作。在進(jìn)行蒸壓釜的檢驗工作過程中，其存在的裂紋以及腐蝕現(xiàn)象是兩大主要問題，這不僅會對蒸壓釜工作性能進(jìn)行降低，還會嚴(yán)重影響設(shè)備生產(chǎn)的安全性。而快開門連鎖裝置失效更是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要因素，有些企業(yè)在快開門安全連鎖裝置達(dá)不到規(guī)程規(guī)范的要求致使檢驗結(jié)果不合格時，因安全意識薄弱和游擊式應(yīng)付監(jiān)察機(jī)構(gòu)檢查，也給后續(xù)的安全監(jiān)察造成了一定的影響。因此，必須對其采取一些必要的措施，及時處理上述問題，蒸壓釜檢驗工作應(yīng)該堅持重點檢驗和全面檢驗結(jié)合的原則，尤其要考慮企業(yè)管理水平這個不確定因素，對設(shè)備中非常容易發(fā)生腐蝕以及裂紋的位置，增加對其進(jìn)行檢測力度，在檢測時一旦出現(xiàn)問題，必須立即采取措施進(jìn)行處理。