快開門式壓力容器定期檢驗的檢驗要點分析與處理

王 平， 王長蕾， 石風濤

（淄博市特種設(shè)備檢驗研究院， 山東 淄博 255086）

0 引言

快開門式壓力容器是指進出容器的端蓋或者封頭與主體間帶有相互嵌套的快速密封鎖緊的壓力容器，工作壓力一般在0.1～0.6MPa 之間，工作溫度低于200℃，由于不需要逐個擰緊或者松開緊固螺栓，快開門式的壓力容器啟閉時間較短，物料裝卸方便，因而在建材、食品、醫(yī)藥、紡織等領(lǐng)域廣泛應用。 按照關(guān)開蓋形式可分為：齒嚙式、卡箍式、平移式快開門壓力容器，按照安全聯(lián)鎖裝置不同，可以分為機械式安全聯(lián)鎖裝置、電動式安全聯(lián)鎖裝置、組合式安全聯(lián)鎖裝置。 機械式安全聯(lián)鎖裝置常用于滅菌鍋等快開門壓力容器，這種聯(lián)鎖方式特點為成本低、結(jié)構(gòu)簡單、但是頻繁開啟關(guān)閉，容易磨損失效，特別是使用時間過長的設(shè)備，危險系數(shù)高，不易滿足容規(guī)的聯(lián)鎖要求。 電動式安全聯(lián)鎖裝置采用微機控制，精度高、反應靈敏、易于實現(xiàn)自動化，但壽命短、成本高等缺點，常用于醫(yī)用滅菌器等壓力、 溫度要求不高的領(lǐng)域。 組合式安全聯(lián)鎖裝置綜合了機械式與電動式的優(yōu)點，以機械控制為主、電氣控制為輔的控制方式，適用于高溫、高壓、環(huán)境惡劣的場合，多用于建材、橡膠等領(lǐng)域，大多安裝在蒸壓釜、硫化罐等設(shè)備上。

1 在定期檢驗中快開門式壓力容器的資料審查

資料審查是定期檢驗中重要組成部分， 通過查看資料，了解該設(shè)備的基本情況和使用單位的管理水平，查看設(shè)計資料、制造資料、安裝竣工資料、登記證、登記注冊表、年度檢查報告、上次檢驗報告（首次檢驗除外），與其他設(shè)備相比， 重點審查設(shè)計圖紙的安全聯(lián)鎖的設(shè)計要求，使用的安全聯(lián)鎖裝置是否滿足設(shè)計要求；安裝資料中是否有安裝調(diào)試報告； 管理資料中操作人員是否持有特種設(shè)備操作人員證書，證書是否在有效期內(nèi)；年度檢查報告中是否對安全聯(lián)鎖裝置進行了檢查，安全運行記錄中是否有異常記錄； 上次檢驗報告中是否有異常記錄。

2 在定期檢驗中快開門式壓力容器的宏觀檢驗

宏觀檢驗是現(xiàn)場檢驗的第一步， 可對設(shè)備有一個初步判斷，為下一步微觀檢驗奠定基礎(chǔ)，可以判斷本設(shè)備的檢驗重點，首先查看本設(shè)備銘牌，通過設(shè)備代碼、產(chǎn)品編號、生產(chǎn)廠家判斷是否為該設(shè)備，若沒有銘牌，可通過設(shè)備標識、容積、直徑、高/長、材質(zhì)、焊縫布置等綜合判斷確定。 與其他設(shè)備相比，快開門式壓力容器有其特殊的缺欠特征。 比如染色機， 染色機大多是不銹鋼材質(zhì)的壓力容器，通過染液、水蒸氣加熱紡織材料，達到一定的工藝目的。 第一，由于紗籠頻繁的吊進吊出，易于內(nèi)壁、法蘭、端蓋封頭產(chǎn)生碰撞， 重點查看本體或者焊縫是否有磕碰或者劃傷等機械接觸損傷；第二，由于染液成分復雜，特別是含有氯化鈉的染液，易發(fā)生氯離子腐蝕損傷，在染液液面以下的應力集中處和染液殘留處， 重點查看是否有裂紋。 第三， 由于紡織材料在染液中加壓加熱殘留在染液中，易沉積在排放裝置和信號泄露指示孔中以致阻塞。比如蒸壓釜， 蒸壓釜是指通過蒸汽將建筑材料或者橡膠材料加工達到一定工業(yè)目的的鋼制壓力容器， 大多采用碳鋼材質(zhì)，經(jīng)常存在腐蝕和沖蝕現(xiàn)象。 第一，由于建筑材料或者橡膠材料成分復雜，蒸汽冷凝后，將其中的酸或者堿帶入到冷凝水中，而冷凝水又在設(shè)備底部長期存在，加之材料表面鈍化膜破壞和氧的存在，長時間作用下，易產(chǎn)生底部點腐蝕，多發(fā)生在釜體底部兩側(cè)，呈現(xiàn)螺旋狀零星分布，中間有一個個小的開口。 第二，由于蒸汽進氣管設(shè)置不合理，進氣孔面向釜體，長時間對釜體產(chǎn)生沖蝕減薄。第三，釜底部一般設(shè)置導軌，物料進出通過導軌上的小車完成，小車制作不當或者物料體積較大，在釜體兩端易于小車或者物料發(fā)生磕碰， 易造成縱向劃痕等機械接觸損傷，減薄筒體鋼板厚度，降低筒體的材質(zhì)的機械強度，劃痕嚴重時有可能造成密封面漏氣，通常采用焊接修補的方式填補劃痕，以后使用應加強管理定期檢查；第四，釜體法蘭及密封面變形失圓， 一方面是由于支座承重太大，另一方面是由于上部與下部存在溫差，從而上部與下部膨脹伸長量不一致，長時間允許導致釜體上拱或者下凹，導致釜蓋與釜體密封面貼合時，產(chǎn)生縫隙，密封不嚴，影響設(shè)備正常運行。 第五，蒸壓釜一般體積都在50m3以上，長度在20m 左右，設(shè)備跨度比較大，通常設(shè)置多支座，中間為固定支座，兩邊為活動支座，多個支座易造成筒體與鞍座弧面，鞍座平面與基礎(chǔ)平面接觸不良，導致受力不均，個別鞍座與筒體脫離，鞍座底部支輥滾動受阻，同時設(shè)備周期性升壓降壓，引起釜體彎曲變形，阻礙熱脹冷縮運動，因此，需要查看多支座膨脹孔設(shè)置、安裝是否合理[1]。

3 在定期檢驗中快開門式壓力容器的壁厚測定

快開門式壓力容器的壁厚測量與其他容器基本一致，按照壓力容器定期檢驗方案，要求每塊板不少于兩個點，每個接管不少于一個點，如果有異常，可以增加測點，或者通過其他方式確定。第一，如果測量厚度與原始數(shù)據(jù)或者上次檢測數(shù)據(jù)差別較大， 可采用強度校核的方式確定是否滿足要求。主要包括以下情況：①實測壁厚小于設(shè)計壁厚減去腐蝕裕量的； ②缺少設(shè)計資料， 設(shè)計厚度不明，無法確定實測壁厚是否滿足使用要求。 第二、重點測量腐蝕坑最低處的厚度， 以及測量形成凹坑的長軸、短軸、深度，則采用無量綱的方式判斷是否滿足要求。 如果小于壁厚余量，則該凹坑允許存在，否則，將凹坑按照其外接矩形規(guī)則化為長軸長度、 短軸長度及深度的半橢圓球形凹坑，計算無量綱參數(shù)G0，如果＜0.1，則該凹坑允許存在[2]。如果無量綱參數(shù)超過0.1，則需要對設(shè)備進行重大維修， 維修需要具有壓力容器相應制造資質(zhì)的制造單位實施，首先需要進行開工告知，并向檢驗檢測機構(gòu)進行申報，開展監(jiān)督檢驗，提供維修施工方案、焊接作業(yè)指導書、焊工資質(zhì)、探傷報告、焊接檢查記錄；然后要求檢驗人員耐壓試驗見證， 耐壓試驗符合要求后， 出具監(jiān)督檢驗報告，然后再出具定期檢驗報告。

4 在定期檢驗中快開門式壓力容器的無損檢測

無損檢測是定期檢驗的必不可少的一部分， 能夠發(fā)現(xiàn)宏觀檢驗中發(fā)現(xiàn)不了的微觀缺陷。與其他容器相比，快開式壓力容器易發(fā)生微觀裂紋的位置，有其獨特的特點。比如染色機， 重點檢測染液以下的主體焊縫和接管角焊縫，由于采用不銹鋼材質(zhì)，通常采用滲透檢測，與其他設(shè)備無異。 以下重點介紹蒸壓釜的無損檢測要點，第一，由于釜體法蘭與釜體、釜蓋與釜蓋法蘭屬于異種鋼焊接，易產(chǎn)生裂紋，應當整圈打磨；第二，由于釜體中下部存在于蒸汽冷凝水的潮濕環(huán)境中， 環(huán)焊縫下部存在或大或小的腐蝕坑，加之工作壓力和工作溫度頻繁的周期性變化，這些部位易產(chǎn)生應力腐蝕裂紋， 應重點進行無損檢測。 第三，由于嚙合齒經(jīng)常開關(guān)閉合，內(nèi)齒與外齒經(jīng)常摩擦和磕碰，齒根部易產(chǎn)生最大峰應力，嚙齒容易產(chǎn)出變形，齒根處容易產(chǎn)生裂紋。務必需要進行無損探傷，一般采用滲透檢測，檢測要求符合NB/T47013.4-2015 標準，檢驗方法為ⅡC-d，檢驗溫度在10℃以上，標準試塊采用鍍鉻試塊，滲透劑、清洗劑、顯像劑型號均為DPT-5，滲透、干燥、顯像時間均在10min 以上，可見光照度在500LX 以上，質(zhì)量等級要求Ⅰ級[3]。

如果選用鐵磁性材料，優(yōu)先選用磁粉檢測，符合NB/T47013.4-2015 標準， 具體要求如下： 檢測比例不少于20%，檢測方法為濕式連續(xù)法，磁化方法為交叉磁軛法，磁化規(guī)范采用A1：30/100 標準試片驗證， 由于在設(shè)備內(nèi)壁檢驗， 磁粉采用2.0g/L 熒光磁粉， 工件表面光照度在1000μW/cm2-20Lx 之間，質(zhì)量驗收等級為Ⅰ級。 如果發(fā)現(xiàn)裂紋應當打磨消除，打磨消除后形成的凹坑，按照無量綱方式判斷是否符合要求；如果需要進行埋藏缺陷探傷，可選用超聲檢測、射線檢測或者相控陣檢測，一般優(yōu)先選用超聲檢測，超聲檢測符合NB/T47013.2-2015 標準，檢測方法采用橫波一次反射法，檢測面采用單面雙側(cè)，掃描調(diào)節(jié)為聲程， 掃查方式為鋸齒形掃查， 檢測級別不低于B級，合格等級不低于Ⅱ級。

5 在定期檢驗中快開門式壓力容器的安全聯(lián)鎖與安全附件檢查

安全聯(lián)鎖裝置是快開門式壓力容器獨有的安全附件之一，據(jù)統(tǒng)計，每年快開門式壓力容器事故占承壓類安全事故的三分之一， 而百分之九十的快開門式壓力容器安全事故是由安全聯(lián)鎖失效引起的。 安全聯(lián)鎖裝置完全拆除的情況也經(jīng)常發(fā)生，見圖1。 因此，安全聯(lián)鎖裝置是否有效是定期檢驗中最重要的組成部分。 市場上的安全聯(lián)鎖裝置實現(xiàn)方式各異，大都分為這三種形式：機械式，電氣式、組合式，但要求都是一致的，主要關(guān)注以下三點是否符合要求：關(guān)緊后升壓、同步報警。 現(xiàn)從以上三種形式與三點要求說明安全聯(lián)鎖的檢驗要點，第一，機械式檢驗辦法：觀察定位插銷與定位卡箍位置是否正確，用筆或者壓縮空氣將定位銷頂出，觀察是否有卡阻，變形，提升高度是否能夠插入定位卡箍。手動檢查各限位觸點，驗證與它有關(guān)的聲光報警是否動作。

圖1 安全聯(lián)鎖裝置圖Fig.1 Diagram of safety interlocking device

電氣式檢驗辦法：關(guān)門時，用萬用表測量行程開關(guān)關(guān)閉前后是否有電，關(guān)閉到位后，觀察防越位行程開關(guān)及門齒嚙合位置是否正確，門箍聯(lián)動排氣閥是否關(guān)閉，進氣電磁閥是否有電，有電則安全聯(lián)鎖有效。 壓力降到零后，控制電路供電，開啟后，觀察門的開啟位置，越位行程開關(guān)位置是否正確。第三，組合式檢驗方法：關(guān)門前，檢查排放氣動閥的電磁閥是否有電，關(guān)門后，檢查蒸汽入設(shè)備的氣動閥的電磁閥是否有電，若得電，說明有效；當正常運行時，蒸汽入設(shè)備的氣動閥的電磁閥和開關(guān)電視應當失電，壓力下降過程中， 所有電磁閥均失電， 當壓力下降到零時，開閉門電機應當?shù)秒奫4]。

快開門式壓力容器通常設(shè)置安全閥和壓力表， 安全閥必須每年校驗一次，看是否打上標牌和鉛封，切記不可隨意拆除或者自行進行調(diào)節(jié)， 同時使用單位應當定期進行排氣試驗，以保證安全閥超壓時，能正常排氣泄壓；壓力表應當每半年強檢一次， 并在工作壓力極限位置劃上紅線，選用應當符合量程、精度、直徑、介質(zhì)等要求，最好設(shè)置在存水彎管處或者三通沖刷裝置處， 以便能夠經(jīng)常沖洗壓力表，避免異物阻塞。 一些設(shè)備具有夾套，如果設(shè)計要求需要兩個安全閥，檢驗時應特別關(guān)注，需要安裝兩個安全閥，同時兩個檢驗期有效；小型滅菌鍋一般應用到醫(yī)療機構(gòu)或者其他行業(yè)的檢測單位， 管理人員大多是行政人員， 況且安全閥設(shè)置在后面內(nèi)嵌的角落處， 不易發(fā)現(xiàn)，這類容器經(jīng)常出現(xiàn)安全閥未效驗情況；機械式聯(lián)鎖裝置和一某些電氣式安全聯(lián)鎖裝置的壓力容器需要通過壓力表來判斷釜內(nèi)是否已經(jīng)降壓到零， 因壓力表未校驗或者損壞，誤認為釜內(nèi)無余汽而進行開蓋操作時，經(jīng)常發(fā)生撞傷或者蒸汽燙傷事故，則務必保證壓力表校驗合格。

6 結(jié)束語

快開門式壓力容器設(shè)備使用廣泛， 同時也容易發(fā)生安全事故，首先，本文從定期檢驗的角度，通過總結(jié)分析，提供了宏觀檢驗、壁厚測定、無損檢測、安全聯(lián)鎖裝置檢查、安全閥與壓力表檢驗辦法和主要事項，尤其對安全聯(lián)鎖裝置，著重分析了三類聯(lián)鎖裝置的特點和檢驗要點，為這類容器的定期檢驗提供了參考， 保障了這類設(shè)備的運行安全；其次，使用單位須對管理人員與操作人員進行安全培訓， 制作行之有效的設(shè)備管理制度和設(shè)備安全操作規(guī)程，定期開展月度檢查、年度檢查、運行記錄檢查，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時整改到位；最后，操作人員必須考取操作人員證書，加強管理，嚴禁脫崗、離崗和替崗，嚴禁物料超寬、超高，定期清理軌道下部冷凝水和污物，做好設(shè)備保養(yǎng)。通過使用單位、檢驗機構(gòu)和檢察人員多方齊抓共管，共同排除安全隱患，避免快開門式壓力容器事故的發(fā)生。