基于低溫移動(dòng)式壓力容器檢驗(yàn)方法分析

孫繼釗,周旭

(1.天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院,天津 300192;2.國家市場監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(特種設(shè)備數(shù)字孿生共性技術(shù)),天津 300192)

伴隨經(jīng)濟(jì)與科技的進(jìn)步發(fā)展,新型低溫技術(shù)產(chǎn)品越來越多,并廣泛應(yīng)用在化工、物流等領(lǐng)域。低溫移動(dòng)式壓力容器作為常用的運(yùn)輸工具和設(shè)備,基于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)方式和多種技術(shù)手段的應(yīng)用,可以用作裝載液化氣體、低溫氣體、易燃易爆氣體的危險(xiǎn)品等[1-2]。為了保證物品儲(chǔ)存、運(yùn)輸及卸載的安全,需對(duì)低溫移動(dòng)式壓力容器進(jìn)行全面性的檢驗(yàn),消除其使用過程中存在的安全隱患。只有不斷完善檢驗(yàn)方案,優(yōu)化檢驗(yàn)方法,才能確保低溫移動(dòng)式壓力容器的使用質(zhì)量,降低安全事故發(fā)生率,促進(jìn)化工與物流工作的順利進(jìn)行,推動(dòng)社會(huì)的良好發(fā)展。

1 移動(dòng)式壓力容器及檢驗(yàn)技術(shù)概述

移動(dòng)式壓力容器是用于裝載易燃、易爆及有毒氣體的容器?；诓煌N類氣體的不同化學(xué)特點(diǎn),使用壓力容器結(jié)構(gòu)也不同。相較于固定式壓力容器,移動(dòng)式壓力容器沒有固定的使用地點(diǎn),且長期處于移動(dòng)狀態(tài),運(yùn)載過程中受到環(huán)境的影響比較大,安全隱患問題較多,管理工作比較復(fù)雜,需要操作人員定期檢查容器的使用狀況[3]。當(dāng)前,國家采取分類管理的方式管理移動(dòng)式壓力容器和固定式壓力容器,并出臺(tái)相對(duì)應(yīng)的安全管理法規(guī),要求操作人員本著嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的態(tài)度操作壓力容器,認(rèn)真落實(shí)相應(yīng)的法律責(zé)任與義務(wù)。按照功能特點(diǎn)和操作要求,移動(dòng)式壓力容器可劃分為氣瓶和槽車兩大類別。氣瓶的主體結(jié)構(gòu)為瓶狀,容積較小,根據(jù)充裝的氣體特點(diǎn),可分為壓縮氣體、液化氣體及溶解氣體氣瓶。槽車又稱罐車,按照運(yùn)輸方式,可分為汽車槽車和鐵路槽車兩類,通過使用固定在車架上的貯罐來裝載液化氣體[4-5]。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,低溫移動(dòng)式壓力容器的檢驗(yàn)水平也顯著提高,尤其是如射線檢測等新型檢測技術(shù)的應(yīng)用,提高了檢測的質(zhì)效性。比如射線檢測技術(shù)能夠解決以往檢驗(yàn)工作中的不足問題,依托射線掃描的方式,直觀地呈現(xiàn)容器的各種缺陷,而且檢驗(yàn)的精確度非常高,但是需要選用合適的照相角度,否則對(duì)于一些細(xì)紋、漏點(diǎn)、未熔合等問題的檢測會(huì)有些許紕漏,該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定危害,在進(jìn)行操作時(shí)要求檢驗(yàn)人員做好防護(hù)工作。

2 移動(dòng)式壓力容器的檢驗(yàn)方式

2.1 利用磁粉檢查容器表層的問題

磁粉檢查技術(shù)在檢驗(yàn)低溫移動(dòng)式壓力容器表層的問題時(shí),主要利用容器缺陷處的漏磁場與磁粉之間的相互作用及磁粉之間的相互力量,了解容器表面裂紋、夾渣、發(fā)紋等損傷的位置與損傷程度。該檢驗(yàn)方法的敏捷度高,檢驗(yàn)效果好,而且有利于節(jié)省成本,但是在實(shí)踐應(yīng)用中受到諸多環(huán)境和條件的約束,有待進(jìn)一步開發(fā)與改進(jìn)。

2.2 利用射線檢查容器的結(jié)構(gòu)和尺寸

射線檢查技術(shù)在檢驗(yàn)低溫移動(dòng)式壓力容器的缺陷時(shí),主要是對(duì)容器的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行檢測分析,根據(jù)掃描構(gòu)建實(shí)物模型,通過與既定的模型進(jìn)行對(duì)比,了解容器的受損情況。該檢驗(yàn)方法既適用于對(duì)容器整體的檢查,也適用于容器各構(gòu)件的檢查。雖然射線檢查的結(jié)果準(zhǔn)確度高,但是對(duì)于細(xì)小的零件,尚不能獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。因此還需進(jìn)一步完善射線檢驗(yàn)方案,在實(shí)踐中提煉技術(shù)和汲取經(jīng)驗(yàn),以完善相應(yīng)的檢驗(yàn)工作,獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

2.3 利用超聲波檢驗(yàn)容器內(nèi)部缺陷

超聲波檢驗(yàn)技術(shù)在檢驗(yàn)低溫移動(dòng)式壓力容器內(nèi)部的缺陷時(shí),主要是通過防治傳感器等設(shè)備捕捉聲波變化信號(hào),經(jīng)過電子設(shè)備處理提煉數(shù)字信息,從而掌握缺陷的具體情況。具體來說,聲波在傳播的過程中因環(huán)境的改變而發(fā)生變化,能夠直觀地反映容器內(nèi)部是否存在缺陷,缺陷所處的位置及缺陷程度。相較于射線檢查技術(shù),超聲波檢驗(yàn)技術(shù)的靈敏度更強(qiáng),準(zhǔn)確度更好,且能對(duì)容器的性能進(jìn)行無損、高效的檢驗(yàn)?？梢?超聲波檢驗(yàn)技術(shù)的實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)小,應(yīng)用價(jià)值高,隨其技術(shù)含量的提高,投入成本的降低,其將在更多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

3 低溫移動(dòng)式壓力容器的檢驗(yàn)方法

低溫移動(dòng)式壓力容器作為專門用于裝載各類低溫化學(xué)物品的容器,是工業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的工具與設(shè)備,其在充裝、運(yùn)輸與卸載等環(huán)節(jié)中可能遇到各種各樣的問題,這些問題通常較為隱蔽,很難通過肉眼發(fā)現(xiàn),需要檢驗(yàn)人員定時(shí)定點(diǎn)地檢查容器,通過加強(qiáng)對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與判斷,掌握低溫移動(dòng)式壓力容器的使用狀態(tài)及狀況,以采取針對(duì)性的措施方案,避免發(fā)生意外事故,造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

3.1 外觀方面的檢驗(yàn)

移動(dòng)式壓力容器在使用過程中存在一些的安全隱患問題通常顯現(xiàn)在容器的外表上,檢驗(yàn)人員需對(duì)容器外觀進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。如槽車在行駛一段路途后,檢驗(yàn)人員要仔細(xì)觀察容器的表面,重點(diǎn)看是否存在被腐蝕的地方,同時(shí)檢查支架的穩(wěn)定性,查看管口焊縫,看是否存在裂縫、漏點(diǎn)等情況,如果存在上述問題,必須在第一時(shí)間采取控制措施。

3.2 結(jié)構(gòu)方面的檢驗(yàn)

低溫移動(dòng)式壓力容器主要有開口、端蓋、排污口、搭接處等部位,任何一個(gè)部位存在缺陷,或是遭到損壞,都可能造成罐內(nèi)氣體泄漏,不僅污染環(huán)境和損失財(cái)產(chǎn),還可能發(fā)生爆炸,造成人員傷亡。因此,檢驗(yàn)人員必須嚴(yán)格按照檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范檢驗(yàn)操作,確保檢驗(yàn)及時(shí)到位。檢驗(yàn)人員要加強(qiáng)對(duì)各組件尺寸規(guī)格的測量,包括容器表皮焊接處,測量焊縫余高、焊腳處的尺寸、各板件厚度及其差值,必要時(shí)采取無損檢測的方法對(duì)焊縫進(jìn)行檢測,對(duì)A、B類焊接接頭應(yīng)進(jìn)行局部射線檢測,檢測長度不小于各條焊接接頭長度的20%,且不小于250 mm,其射線檢測技術(shù)等級(jí)應(yīng)不低于相應(yīng)檢測方法的AB級(jí),合格級(jí)別不低于III級(jí)。檢驗(yàn)人員還要加強(qiáng)對(duì)容器的保溫層部位的檢驗(yàn),主要檢查是否存在變質(zhì)變形、腐蝕破損、組件脫落等情況。如發(fā)現(xiàn)上述問題,必須及時(shí)采取管控措施,做好維修工作。此外,檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)檢驗(yàn)規(guī)范和操作細(xì)則劃分安全管理等級(jí),本著嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé),實(shí)事求是的原則,開展檢驗(yàn)工作,對(duì)容器進(jìn)行維修與養(yǎng)護(hù)。

3.3 容器表面的檢驗(yàn)

容器的表面直接暴露在環(huán)境中,其受到的影響最大,極可能因受到腐蝕而產(chǎn)生一些細(xì)小的裂紋。這些小裂紋不易被肉眼發(fā)現(xiàn),所以檢驗(yàn)人員需利用檢測儀器進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)人員要采用分區(qū)分塊的方法檢驗(yàn)容器表面,確保裂紋問題能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。利用超聲波儀器檢測容器的內(nèi)表面,依托相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)判斷是否存在裂紋,裂紋的長度、寬度與深度,輔助檢驗(yàn)人員完善檢驗(yàn)工作,填寫檢驗(yàn)報(bào)告,為后續(xù)維修和養(yǎng)護(hù)工作提供支持。值得注意的是,某些容器在制造時(shí),采用的是高強(qiáng)鋼等裂紋敏感性材料,針對(duì)這類容器的檢驗(yàn),需要利用精密的儀器進(jìn)行檢驗(yàn),通過對(duì)容器表面進(jìn)行全方位的測量,加強(qiáng)數(shù)據(jù)整理與分析,以精準(zhǔn)判斷容器使用的安全性。

3.4 容器材質(zhì)的檢驗(yàn)

為了準(zhǔn)確掌握容器的使用效能,檢驗(yàn)人員需加強(qiáng)對(duì)容器材質(zhì)的檢驗(yàn),具體如下:首先著重檢驗(yàn)容器元件的種類、型號(hào)、重量、額定壓力等,通過對(duì)每一個(gè)構(gòu)件的性能進(jìn)行綜合性的分析,尤其是對(duì)比以往的檢測數(shù)據(jù),從中了解容器元件使用是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)。其次,著重檢驗(yàn)元件是否存在裂紋、破損等情況,針對(duì)已經(jīng)老化,性能變差的元件,應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行更換。針對(duì)有裂紋或破損的元件,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行維修和維護(hù)。

3.5 容器強(qiáng)度的檢驗(yàn)

檢驗(yàn)人員需要對(duì)低溫移動(dòng)式壓力容器的強(qiáng)度進(jìn)行定期的檢驗(yàn),不符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的容器,應(yīng)當(dāng)申請報(bào)廢處理,或是降低使用參數(shù),比如調(diào)低安全閥的開啟壓力,加強(qiáng)對(duì)使用壓力的限制,避免容器在使用中超過額定壓力值上限。完善相應(yīng)的檢驗(yàn)數(shù)據(jù),提示用戶注意使用事項(xiàng),要求用戶嚴(yán)格按照檢驗(yàn)報(bào)告出示的壓力值范圍使用容器,避免違規(guī)違法操作,造成重大的安全事故。

3.6 氣密性的檢驗(yàn)

基于貯存、運(yùn)輸及裝卸的方便性,很多部件需緊密地連接在低溫移動(dòng)式壓力容器上,這些部件在長期的使用過程中存在受損、受污和老化等情況,在對(duì)其進(jìn)行維修和更換后,需要檢查容器的密封性。在開展檢測工作時(shí),檢驗(yàn)人員需做好保壓,根據(jù)壓力表上的數(shù)據(jù)變化來判斷容器的氣密效果。如果在保壓階段中存在泄漏,那么壓力表上的數(shù)值會(huì)顯著下降。檢驗(yàn)人員首先要考慮零部件是否存在損壞,或是各零部件之間連接是否嚴(yán)實(shí)的問題,若是零部件受損,則應(yīng)更換零部件。若是零部件之間的連接不嚴(yán)實(shí),則應(yīng)取下零部件重新進(jìn)行連接,直到容器氣密性試驗(yàn)合格為止。

3.7 安全附件的檢驗(yàn)

低溫移動(dòng)式壓力容器安全附件檢驗(yàn)工作主要涉及壓力表、安全閥、緊急切斷裝置與爆破片等內(nèi)容。通過加強(qiáng)檢測和校驗(yàn),在合格之后進(jìn)行鉛封,以提高容器使用的安全性。如果這幾部分出現(xiàn)故障問題,需及時(shí)檢查和分析故障產(chǎn)生的原因,并采取針對(duì)性的維修和維護(hù)措施。

3.8 真空度的檢驗(yàn)

檢驗(yàn)人員需使用專業(yè)的真空表,如果測試結(jié)果不符標(biāo)準(zhǔn),那么首先要考慮真空表是否存有故障,或是容器中心層的真空是否達(dá)到既定的標(biāo)準(zhǔn),在排除這兩個(gè)問題的基礎(chǔ)上,結(jié)合檢測意見書分析實(shí)際情況,將問題反饋給廠商,并做好封閉處理,等待廠家上門維修。

4 開展耐壓實(shí)驗(yàn)檢測

4.1 選用壓力表

在進(jìn)行低溫移動(dòng)式壓力容器的耐壓試驗(yàn)時(shí),檢驗(yàn)人員至少要選擇兩個(gè)量程相同和精度等級(jí)一致的壓力表,檢驗(yàn)人員需將壓力表安裝從被試驗(yàn)罐體頂部引出的管線上便于觀察的位置,以便于觀察讀數(shù)。壓力表的選用要結(jié)合實(shí)際需求,通常情況下,精度不低于1.6級(jí),量程是測驗(yàn)壓力的1.5至3倍。同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求設(shè)定耐壓測試的壓力,便于利用數(shù)學(xué)公式計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)值?？紤]到容器的構(gòu)造及整體情況,檢驗(yàn)人員可以選用氣壓測試的方法,依據(jù)具體的操作要求,讓實(shí)驗(yàn)壓力超過容器設(shè)計(jì)壓力,大約控制在容器設(shè)計(jì)壓力的1.15倍左右。

4.2 做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作

為了保證耐壓實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,確保實(shí)驗(yàn)工作準(zhǔn)確無誤,檢驗(yàn)人員需在實(shí)驗(yàn)之前做好準(zhǔn)備工作。首先是準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需要的儀器和設(shè)備,如塞子、盲板等器械,按照工序拆除容器的安全附件,并將容器的開口封閉嚴(yán)實(shí),保證此處不漏氣。由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程較長,實(shí)驗(yàn)工作強(qiáng)度較高,投入的成本較大,檢驗(yàn)人員必須做充分的準(zhǔn)備,以保證實(shí)驗(yàn)萬無一失。檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行操作,不能遺漏任何一個(gè)工作細(xì)節(jié),各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測量與記錄務(wù)必準(zhǔn)確,否則影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,甚至使實(shí)驗(yàn)失去價(jià)值和意義。

4.3 靜態(tài)蒸發(fā)率涉及到的實(shí)驗(yàn)方法

靜態(tài)蒸發(fā)率的測試所使用的技術(shù)方法主要有流量計(jì)法和稱重法。流量計(jì)法主要利用流量計(jì)進(jìn)行測驗(yàn),其操作方法是將流量計(jì)與容器連接起來,在監(jiān)測規(guī)定的時(shí)間段內(nèi),對(duì)因外部熱量的流入而使容器內(nèi)部低溫液體轉(zhuǎn)化為氣體的數(shù)量值,以了解容器貯存化學(xué)物質(zhì)的效果。此種檢驗(yàn)方法操作相對(duì)簡單,穩(wěn)定性較好,稱重法是較為常用的靜態(tài)蒸發(fā)率的測試方法,依托稱重傳感器,在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)容器內(nèi)部的低溫液體損失的質(zhì)量進(jìn)行測量,依據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式可以算出液體的蒸發(fā)率。該種檢測方式操作起來同樣簡單,而且測量的結(jié)果較為準(zhǔn)確,但在實(shí)際的應(yīng)用中也存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn),即稱重傳感器本身的測量精度范圍有限,一旦小于這個(gè)測量范圍,那么低溫液體蒸發(fā)率的測量就會(huì)失真失準(zhǔn)。

5 結(jié)語

化工產(chǎn)品在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)與發(fā)展中有著廣泛的應(yīng)用,其貯存、運(yùn)輸、裝卸等環(huán)節(jié)操作的安全性是人們極為關(guān)注的問題。為了使低溫移動(dòng)式壓力容器保持良好的工作狀態(tài),提高其使用性能和安全性,相關(guān)負(fù)責(zé)人必須組織開展檢驗(yàn)工作。檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)做好容器的外觀、結(jié)構(gòu)、表面、強(qiáng)度、氣密性、安全附件及真空度等檢驗(yàn)工作,加強(qiáng)相應(yīng)的耐壓實(shí)驗(yàn),以合理科學(xué)地使用低溫移動(dòng)式壓力容器,避免安全事故的發(fā)生。