蒸壓釜類快開門式壓力容器定期檢驗常見問題

費張平

（宣城市特種設備監(jiān)督檢驗中心，安徽宣城 242000）

0 引言

根據(jù)TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》相關條款，快開門式壓力容器，是指進出容器通道的端蓋或者封頭與主體間帶有相互嵌套的快速密封鎖緊裝置的壓力容器，但是用螺栓（例如活接螺栓）連接的不屬于快開門式壓力容器。快開門式壓力容器因其門蓋具有開關靈活、快速密封的特點，在建材、橡膠等領域得到了廣泛的應用。

蒸壓釜類快開門壓力容器主要包括蒸壓釜、炭化爐、硫化罐等，其結構基本相同，主要在大小及使用參數(shù)上存在一定差異。圖1 為常見蒸壓釜類快開門式壓力容器結構簡圖。

圖1 常見蒸壓釜類快開門式壓力容器結構

1 蒸壓釜類快開門壓力容器的特點

蒸壓釜類快開門壓力容器屬于齒嚙式快開門壓力容器，其優(yōu)點主要有：①密封性好、開啟方便；②聯(lián)鎖裝置容易實現(xiàn)自動化；③承壓能力強，適用范圍廣等。其缺點主要表現(xiàn)在：①端蓋及釜體法蘭的嚙合齒加工難度大，加工過程中容易產(chǎn)生淬硬組織，造成使用過程中產(chǎn)生裂紋；②密封圈易磨損引起泄漏，造成能源浪費，同時也容易發(fā)生燙傷事故；③不能承受負壓；④大型容器端蓋較重、關閉困難。

該類壓力容器的生產(chǎn)原理通常是利用外部壓力源（主要是蒸汽）對擺放在容器內(nèi)部的胚料進行一定時間的加溫、加壓，從而得到所需的產(chǎn)品。因為生產(chǎn)過程一般需要保溫、保壓一段時間，為了避免能源的浪費，該類容器通常設置外保溫層。

為了提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)過程中會在容器內(nèi)部盡量多的擺放產(chǎn)品胚料。胚料往往體積較大，為了方便胚料及產(chǎn)品的進出，該類壓力容器底部一般會設置導軌，胚料則放置在與導軌對應的滑輪車上。

該類壓力容器如果使用和維護保養(yǎng)不當，會有發(fā)生安全事故的可能，而且該類容器發(fā)生安全事故通常是爆炸，會威脅到附近人員的生命安全，同時對周邊造成較大的財產(chǎn)損失。

2 蒸壓釜類快開門壓力容器定期檢驗常見問題及原因分析

2.1 檔案資料管理常見問題

按相關規(guī)定，特種設備使用單位應建立特種設備安全技術檔案，安全技術檔案應當包括以下內(nèi)容：

（1）設計文件、產(chǎn)品質量合格證明、安裝及使用維護保養(yǎng)說明、監(jiān)督檢驗證明等相關技術資料和文件。

（2）定期檢驗和定期自行檢查記錄。

（3）日常使用狀況記錄。

（4）特種設備及其附屬儀器儀表的維護保養(yǎng)記錄。

（5）特種設備的運行故障和事故記錄。

定期檢驗過程中，資料審查常見的問題主要有：①資料不齊全，部分資料遺失；②資料管理混亂，未做到一臺一檔；③記錄內(nèi)容不符合相關規(guī)定；④部分記錄流于形式，不能真實體現(xiàn)容器真實狀況。

2.2 使用管理常見問題

根據(jù)TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，壓力容器使用單位應對壓力容器進行年度和月度檢查，對于快開門式壓力容器應檢查其安全聯(lián)鎖裝置是否完好，功能是否符合要求。在日常檢驗中發(fā)現(xiàn)，快開門式壓力容器使用單位未按要求進行年度和月度檢查，未對快開門聯(lián)鎖裝置進行定期調(diào)試并記錄。

上述問題的出現(xiàn)，主要是因為使用單位的管理制度缺失，責任人員配置不到位，相關責任人對國家法規(guī)標準缺乏學習。

2.3 日常使用造成的問題

2.3.1 腐蝕和沖蝕

由蒸壓釜類快開門壓力容器生產(chǎn)原理可知，其腐蝕和沖蝕主要是胚料和蒸汽造成的，其中蒸汽基本沒有腐蝕性，但蒸汽的冷凝水會造成一定的腐蝕，所以腐蝕是由胚料中的相關成分及冷凝水造成的，沖蝕一般是因為蒸汽引起的。圖2 為投用3 年后首次定期檢驗的硫化罐腐蝕和沖蝕情況。

圖2 硫化罐的腐蝕和沖蝕

從圖2 可以看出，無論是腐蝕還是沖蝕，其發(fā)生部位主要在硫化罐的底部。圖2a）腐蝕發(fā)生的位置為釜體和封頭連接的環(huán)焊縫處，腐蝕深度超過4 mm。從圖中可以看出該部位容易積水，且使用單位在每次硫化完成后未對底部積水進行清理。該處的腐蝕主要是因為硫化完成后未對底部進行清理造成的硫腐蝕和冷凝水的腐蝕。

沖蝕發(fā)生的部位為進汽管覆蓋的整個釜體底部兩側（圖2b）），深度超過4 mm。從圖中可以看出其發(fā)生部位在進氣管出汽孔處，該部位也是容易積水的部位。沖蝕產(chǎn)生的原因：一方面是該容器設計過程中未能考慮蒸汽的沖蝕，進汽管出汽孔的設置不合理；另一方面是使用單位在硫化完成后未對底部進行清理造成冷凝水腐蝕。

2.3.2 釜體法蘭產(chǎn)生裂紋

釜體法蘭產(chǎn)生裂紋主要出現(xiàn)在不銹鋼竹木炭化爐上。不銹鋼炭化爐的制造材料一般為奧氏體不銹鋼，該類不銹鋼在使用過程中應嚴格控制氯離子含量，不能超過25 mg/L。圖3 為竹木炭化爐在定期檢驗中經(jīng)滲透檢測發(fā)現(xiàn)的裂紋。

圖3 中，裂紋發(fā)生的部位位于釜體的底部，使用單位在碳化結束后未對底部進行清理，造成底部碳化污物及冷凝水堆積，另外，使用過程中也未對鍋爐給水的氯離子含量進行檢測和控制，該裂紋產(chǎn)生的原因可能是氯離子應力腐蝕開裂。

圖3 炭化爐釜體法蘭裂紋

2.3.3 機械接觸損傷

為方便胚料及產(chǎn)品的進出，蒸壓釜類快開門壓力容器一般會在底部設置導軌，胚料及產(chǎn)品的進出通過與之對應的滑輪車完成。在定期檢驗過程中，機械接觸損傷普遍存在于蒸壓釜類快開門壓力容器中。

造成該類問題的原因：①滑輪車的設計制作不當，與容器接觸部位比較尖銳且未做相關防護；②為了提高生產(chǎn)效率，每次生產(chǎn)所用胚料重量或體積較大；③操作不當。

2.3.4 保溫破損

蒸壓釜類快開門壓力容器保溫層破損容易造成熱量的散失，降低生產(chǎn)效率，浪費能源；同時破損處容易受潮，造成保溫層下腐蝕。

使用地點周圍環(huán)境的影響是造成保溫層破損的主要原因，其次是日常維護保養(yǎng)不到位。

2.3.5 未安裝減壓閥或減壓閥失效

為保證得到合格的產(chǎn)品和保障生產(chǎn)效率，蒸壓釜類快開門壓力容器的蒸汽源（蒸汽鍋爐或者管道）設計壓力一般會高于壓力容器的設計壓力。按照TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，當壓力容器設計壓力低于壓力源時，在通往壓力容器進口的管道上應裝設減壓閥。

在定期檢驗過程中發(fā)現(xiàn)，很多使用單位未按規(guī)定安裝減壓閥，或者減壓閥失效起不到減壓效果，這些情況容易造成壓力容器超壓運行，引發(fā)安全事故。

2.3.6 快開門安全聯(lián)鎖裝置失效

根據(jù)TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的要求，快開門安全聯(lián)鎖裝置應滿足以下要求：

（1）當快開門達到預定關閉部位，方能升壓運行。

（2）當壓力容器的內(nèi)部壓力完全釋放，方能打開快開門。

在檢驗過程中，快開門安全聯(lián)鎖裝置基本可以達到上述要求，而蒸壓釜類快開門壓力容器發(fā)生安全事故的主要原因就是安全聯(lián)鎖裝置失效。

造成快開門安全聯(lián)鎖裝置失效的原因主要有：①未按設計要求配置安全聯(lián)鎖裝置；②人為拆除或外力破壞造成其失效；③未按設計要求對其進行定期校驗和調(diào)試；④未實現(xiàn)聯(lián)鎖裝置自動化的電子元件在高溫下失效；⑤進汽管道上的電磁閥失效等。

3 結語

蒸壓釜類快開門壓力容器使用范圍廣泛，同時也容易發(fā)生安全事故且事故造成的危害較大。通過總結分析，蒸壓釜類快開門壓力容器定期檢驗常見問題主要是由于設計、制造及日常使用造成的，為降低事故發(fā)生的風險，應做到以下3 點：①加強該類壓力容器設計、制造、安裝環(huán)節(jié)的質量把關工作；②做好該類壓力容器的監(jiān)察和檢驗工作；③落實企業(yè)主體責任，操作人員持證并經(jīng)培訓合格后上崗，做好該類壓力容器使用管理及維護保養(yǎng)工作。