鑄鐵造紙烘缸爆炸事故分析及防范對(duì)策

毛春燕*

（廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院東莞檢測(cè)院）

0 引言

鑄鐵造紙烘缸是造紙生產(chǎn)線烘干過(guò)程的主要設(shè)備，一般由分別鑄造成型的兩端缸蓋及空心缸體組裝而成。缸體外徑多為1 000～3 000 mm，主體材質(zhì)多為灰鑄鐵，常用牌號(hào)為HT250，烘缸實(shí)物如圖1所示。因其具有造價(jià)低、耐磨性好、熱導(dǎo)率與熱容量大等優(yōu)良性能而被廣泛應(yīng)用于造紙行業(yè)。蒸汽一般通過(guò)壓力管道輸送至烘缸內(nèi)部，通過(guò)蒸汽熱量的傳導(dǎo)將運(yùn)行在烘缸外側(cè)的紙張烘干燙光。依據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[1]規(guī)定，結(jié)合烘缸結(jié)構(gòu)與使用參數(shù)及介質(zhì)特性，一般將其劃歸為一類(lèi)壓力容器，按照用途則應(yīng)劃分為換熱壓力容器。

圖1 鑄鐵烘缸實(shí)物

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)鑄鐵烘缸的數(shù)量約占造紙行業(yè)壓力容器總數(shù)量的2/3，鑄鐵烘缸是造紙產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵裝備。近年來(lái)，烘缸爆炸事故仍偶有發(fā)生，往往會(huì)造成人員傷亡、生產(chǎn)線停產(chǎn)等事故，給造紙企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。依據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定，發(fā)生烘缸爆炸情形的，即為較大事故。為了系統(tǒng)性分析爆炸事故的特征與原因，筆者通過(guò)檢索相關(guān)資料，查閱了我國(guó)2000年至2019年期間發(fā)生的13起烘缸爆炸事故[2-5]，對(duì)該13起事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與分析，并針對(duì)性地提出了烘缸事故的預(yù)防措施。

1 爆炸事故統(tǒng)計(jì)與分析

1.1 爆炸事故總體概況

對(duì)檢索到的13起鑄鐵烘缸爆炸事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，爆炸事故涉及8省13市，合計(jì)造成了22人死亡，16人受傷。最嚴(yán)重的是2007年江蘇徐州發(fā)生的烘缸爆炸事故，該起事故造成的死亡人數(shù)多達(dá)4人。

1.2 根據(jù)事故發(fā)生年份分析

對(duì)納入本文統(tǒng)計(jì)范圍的事故發(fā)生年份進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明13起事故主要發(fā)生在2014年（含當(dāng)年）以前，事故數(shù)量為11起。但是在2005年先后共發(fā)生了3起烘缸爆炸事故，該年度是涉及的統(tǒng)計(jì)年份中事故次數(shù)最多的1年。最近的一起烘缸爆炸事故則發(fā)生于2019年12月10日，該事故導(dǎo)致2人死亡，1人受傷。

2014年3月6日，原質(zhì)檢總局特種設(shè)備局發(fā)布《2014年特種設(shè)備安全監(jiān)察與節(jié)能監(jiān)管工作要點(diǎn)》，將烘缸列為需要開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)治理的事故易發(fā)設(shè)備；2016年6月30日，原質(zhì)檢總局特種設(shè)備局發(fā)布《質(zhì)檢總局特種設(shè)備局關(guān)于加強(qiáng)高風(fēng)險(xiǎn)鍋爐壓力容器安全監(jiān)察工作的通知》，將烘缸納入高風(fēng)險(xiǎn)鍋爐壓力容器范圍。相關(guān)文件發(fā)布并落實(shí)后，各級(jí)特種設(shè)備安全監(jiān)管部門(mén)對(duì)烘缸設(shè)備開(kāi)展了較大力度的專(zhuān)項(xiàng)隱患排查治理，近年來(lái)，烘缸爆炸事故發(fā)生頻次顯著降低。

1.3 根據(jù)事故單位共性隱患分析

查閱13起事故資料后發(fā)現(xiàn)，某些安全隱患在大部分涉事企業(yè)中都存在，屬于典型的共性隱患，具體分析如下：

（1）烘缸未辦理使用登記，未對(duì)烘缸進(jìn)行定期檢驗(yàn)，10起事故中明確存在該隱患。

（2）烘缸配套壓力管道存在設(shè)計(jì)、安裝隱患，包括未裝設(shè)安全閥與減壓閥、安全附件超期未校驗(yàn)、安全閥整定壓力與烘缸工作壓力不匹配等，7起事故中明確存在該隱患。

（3）作業(yè)人員未持證上崗，6起事故中明確存在該隱患。2019年2月，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布了《市場(chǎng)監(jiān)管總局關(guān)于特種設(shè)備行政許可有關(guān)事項(xiàng)的公告》，對(duì)特種設(shè)備作業(yè)人員項(xiàng)目進(jìn)行了精簡(jiǎn)整合，固定式壓力容器操作不用再單獨(dú)取證。

（4）烘缸超壓使用，6起事故中明確存在該隱患。

1.4 根據(jù)事故主要原因分析

查閱13起事故資料后發(fā)現(xiàn)，事故主要原因集中表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）爆炸烘缸在投用前或使用中存在不同類(lèi)別的本體安全隱患，相應(yīng)事故數(shù)為8起，具體隱患包括：筒體內(nèi)側(cè)存在整圈異常凹槽；烘缸表面存在線性補(bǔ)孔、鑄造缺陷；筒體端部螺栓通孔處因碰撞產(chǎn)生微裂紋；內(nèi)件脫落或鑄造裂紋；烘缸筒體材質(zhì)、厚度、結(jié)構(gòu)不符合要求等。

（2）爆炸烘缸在使用中存在超壓、超溫使用情形，相應(yīng)事故數(shù)量為4起，且往往同時(shí)存在未裝設(shè)安全閥、減壓閥或安全附件超期未校驗(yàn)等隱患。

（3） 烘缸內(nèi)件脫落導(dǎo)致烘缸爆炸。值得注意的是，另1起事故中烘缸內(nèi)部戽斗脫落并直接造成烘缸爆炸。經(jīng)調(diào)查確認(rèn)，該烘缸由虹吸管承擔(dān)疏水功能，建議烘缸使用單位將實(shí)際使用中不再承擔(dān)疏水功能的戽斗拆除。

以上事故原因直觀地反映出未經(jīng)登記、未經(jīng)定期檢驗(yàn)、使用維護(hù)不當(dāng)?shù)暮娓?，在任由其隱患繼續(xù)發(fā)展的情況下，必然會(huì)發(fā)生烘缸爆炸事故。

1.5 其他原因分析

本文所述事故中，2起事故明確存在烘缸超設(shè)計(jì)使用年限使用且未經(jīng)檢驗(yàn)或安全評(píng)估的隱患?！豆潭ㄊ綁毫θ萜靼踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程》中7.1.7條對(duì)達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限的烘缸進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，相關(guān)使用單位應(yīng)嚴(yán)格遵照安全技術(shù)規(guī)范的要求來(lái)處理。

2 事故防范及控制對(duì)策

2.1 安全監(jiān)管部門(mén)

（1）提高安全監(jiān)察隊(duì)伍能力和素質(zhì)

通過(guò)集中開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)培訓(xùn)、執(zhí)法檢查現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)等形式，提高安全監(jiān)管的針對(duì)性和有效性，提升基層特種設(shè)備監(jiān)管人員的履職能力和業(yè)務(wù)水平。

（2）加大法律法規(guī)的宣傳力度

各級(jí)特種設(shè)備監(jiān)管部門(mén)要對(duì)烘缸使用單位加大特種設(shè)備相關(guān)法律法規(guī)的宣傳力度，敦促企業(yè)全面落實(shí)特種設(shè)備使用登記與定期檢驗(yàn)，對(duì)未辦理使用登記、未經(jīng)檢驗(yàn)就使用的特種設(shè)備，要堅(jiān)決依法查處。

（3）確定重點(diǎn)企業(yè)，加大檢查力度

應(yīng)對(duì)烘缸使用單位安全生產(chǎn)狀況進(jìn)行整體評(píng)估，針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的企業(yè)，實(shí)行差異化、精準(zhǔn)化動(dòng)態(tài)監(jiān)管，確定年度重點(diǎn)檢查對(duì)象，集中力量，采取突擊檢查、雙隨機(jī)抽查等方式，對(duì)重點(diǎn)企業(yè)開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)執(zhí)法檢查。重點(diǎn)排查整治未辦理使用登記、未定期檢驗(yàn)的烘缸，檢查全員安全教育培訓(xùn)、應(yīng)急演練等情況[6-8]。

2.2 檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)

（1）烘缸檢驗(yàn)人員要認(rèn)真按照特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施檢驗(yàn)，鑄鐵烘缸與常規(guī)焊制的金屬壓力容器特征差異較大（烘缸通過(guò)鑄造制成，本體無(wú)焊縫結(jié)構(gòu)，鑄鐵材質(zhì)具有脆性特征，鑄鐵材質(zhì)壁厚測(cè)定不易等），建議檢驗(yàn)人員制定具有針對(duì)性的檢驗(yàn)方案。在檢驗(yàn)過(guò)程中，檢驗(yàn)人員應(yīng)重點(diǎn)檢查烘缸供汽管線是否僅用流量調(diào)節(jié)裝置來(lái)控制供汽壓力、是否配備與烘缸工作壓力匹配的減壓閥和安全閥、是否存在安全附件失靈及超期未校驗(yàn)等問(wèn)題，客觀、公正、及時(shí)出具檢驗(yàn)報(bào)告。對(duì)于使用年限超過(guò)20 a或超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限的鑄鐵烘缸，應(yīng)綜合考慮其歷史檢驗(yàn)情況及使用、管理、維修等情況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)實(shí)際實(shí)施硬度抽檢、聲發(fā)射抽檢或耐壓試驗(yàn)抽檢等。

（2）對(duì)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的嚴(yán)重事故隱患，檢驗(yàn)人員須及時(shí)告知被檢驗(yàn)單位，并報(bào)告當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)并經(jīng)監(jiān)察機(jī)構(gòu)。堅(jiān)決杜絕未經(jīng)定期檢驗(yàn)或檢驗(yàn)不合格的特種設(shè)備繼續(xù)使用等非法違法行為。

2.3 生產(chǎn)單位

烘缸的生產(chǎn)（包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、修理）單位應(yīng)當(dāng)具備相關(guān)條件，并經(jīng)負(fù)責(zé)特種設(shè)備安全監(jiān)督管理的部門(mén)許可，方可從事生產(chǎn)活動(dòng)。烘缸制造過(guò)程需經(jīng)特種設(shè)備檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)，未經(jīng)監(jiān)督檢驗(yàn)或者監(jiān)督檢驗(yàn)不合格的烘缸，不得出廠或者交付使用。在安裝環(huán)節(jié)，烘缸配套的壓力管道需配備與烘缸工作壓力匹配的減壓閥和安全閥。在用烘缸如需改造或重大修理時(shí)，應(yīng)按照規(guī)范的要求告知當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備安全監(jiān)管部門(mén)并經(jīng)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)監(jiān)督檢驗(yàn)。

2.4 使用單位

（1）應(yīng)采購(gòu)取得許可生產(chǎn)并且經(jīng)檢驗(yàn)合格的烘缸，不得采購(gòu)超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限、已經(jīng)報(bào)廢的烘缸，更不應(yīng)購(gòu)買(mǎi)狀況不明的二手烘缸。進(jìn)口的烘缸應(yīng)當(dāng)符合國(guó)內(nèi)規(guī)范的相關(guān)要求。

（2）在投入使用前或者投入使用后30日內(nèi)，使用單位應(yīng)當(dāng)向特種設(shè)備所在地的特種設(shè)備安全監(jiān)管部門(mén)申請(qǐng)辦理使用登記。

（3）按照TSG 08—2017《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》[9]建立安全技術(shù)檔案、安全管理制度和具有針對(duì)性的操作規(guī)程，組織烘缸操作人員進(jìn)行系統(tǒng)性的培訓(xùn)，并加強(qiáng)對(duì)安全管理人員和作業(yè)人員的安全警示教育工作。

（4）根據(jù)烘缸特點(diǎn)和使用狀況對(duì)烘缸進(jìn)行周期性的維護(hù)保養(yǎng)，要對(duì)安全附件的配備情況和設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)檢查，注意檢查疏水是否暢通，對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常情況應(yīng)及時(shí)處理并且記錄，保證在用烘缸始終處于正常使用狀態(tài)。嚴(yán)禁對(duì)烘缸進(jìn)行補(bǔ)焊，當(dāng)其需要維修時(shí)，應(yīng)委托具備相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行維修。

（5）在烘缸定期檢驗(yàn)有效期屆滿的1個(gè)月前，應(yīng)向檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)提出定期檢驗(yàn)申請(qǐng)，并且做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，嚴(yán)禁為快速降溫而對(duì)烘缸進(jìn)行急冷處理，不得使用未經(jīng)定期檢驗(yàn)或檢驗(yàn)不合格的烘缸。

（6）烘缸擬停用1 a以上的，應(yīng)按照《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》做好相關(guān)措施，包括采取有效的保護(hù)措施、設(shè)置停用標(biāo)志、告知登記機(jī)關(guān)等。如需重新啟用烘缸，使用單位應(yīng)按規(guī)則要求落實(shí)相關(guān)檢查、啟用手續(xù)及檢驗(yàn)工作。

（7）對(duì)存在事故隱患，無(wú)改造、修理價(jià)值的，或者達(dá)到安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定的報(bào)廢期限的烘缸，應(yīng)當(dāng)及時(shí)予以報(bào)廢，產(chǎn)權(quán)單位應(yīng)當(dāng)采取必要措施來(lái)消除該烘缸的使用功能。

（8）制定烘缸事故應(yīng)急預(yù)案，適時(shí)開(kāi)展烘缸事故應(yīng)急演練，并且做好記錄。

（9）使用單位要落實(shí)烘缸及其配套壓力管道的年度檢查工作，落實(shí)安全附件及儀表的定期校驗(yàn)與檢定工作，貫徹落實(shí)特種設(shè)備隱患自查自糾方針，加強(qiáng)事故隱患可控性管理。

（10）達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限的鑄鐵烘缸，如果要繼續(xù)使用，使用單位應(yīng)按照規(guī)范要求委托有資質(zhì)的特種設(shè)備檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，必要時(shí)進(jìn)行安全評(píng)估（合于使用評(píng)價(jià)），經(jīng)過(guò)烘缸使用單位的主要負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后，辦理烘缸使用登記證書(shū)變更，方可繼續(xù)使用。

3 結(jié)論

近年來(lái)，烘缸爆炸事故發(fā)生頻次顯著減少，但烘缸爆炸事故仍偶有發(fā)生。通過(guò)本文事故分析可見(jiàn)，爆炸事故中往往隱藏著相似的共性安全隱患，包括烘缸辦理使用登記、未經(jīng)定期檢驗(yàn)、超壓使用、存在制造缺陷、配套壓力管道存在設(shè)計(jì)或安裝隱患等。為了減少烘缸事故，特種設(shè)備安全監(jiān)管部門(mén)、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)單位及使用單位應(yīng)立足本身職責(zé)，共同維護(hù)特種設(shè)備安全。