移動(dòng)式壓力容器安全附件檢驗(yàn)檢測(cè)及檢修的研究

周旭,孫繼釗

(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(chǎng)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)

1 移動(dòng)式壓力容器及安全附件概述

移動(dòng)式壓力容器是裝載易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)物品的工具,由于移動(dòng)式壓力容器使用條件要求運(yùn)輸,所以相比于固定式壓力容器而言危險(xiǎn)系數(shù)更大,操作過程也更加復(fù)雜和精密,為此,國家專門制定了相關(guān)的法律法規(guī),以便進(jìn)行相應(yīng)的安全管理工作。常見的移動(dòng)式壓力容器可以分為兩大類別,分別是氣瓶和槽車。

移動(dòng)式壓力容器安全附件是移動(dòng)式壓力容器必不可少的輔助配件,一是安全閥。安全閥是移動(dòng)式壓力容器安全性能保證的第一道閥門,當(dāng)容器內(nèi)壓力過高時(shí),經(jīng)安全閥檢驗(yàn)壓力值達(dá)到一定限額,便可通過調(diào)整一定數(shù)量的流體來減輕容器內(nèi)的壓力值,當(dāng)壓力值恢復(fù)正常后,安全閥經(jīng)檢測(cè)無誤,自動(dòng)關(guān)閉;二是爆破片。容器受到的壓力有內(nèi)部也有外部,當(dāng)容器受到外部進(jìn)口靜壓壓力時(shí),爆破片便受壓爆破釋放出相應(yīng)的減壓介質(zhì)以達(dá)到為容器減壓的效果,爆破片只能使用一次;三是壓力表。壓力表主要指示容器內(nèi)壓力值;四是液位計(jì);液位計(jì)是測(cè)量和監(jiān)測(cè)容器內(nèi)液體位置;五是溫度計(jì);溫度計(jì)是測(cè)量容器內(nèi)溫度值,應(yīng)用于監(jiān)控液體安全性有重要作用;六是易熔合金塞;此裝置的工作原理是利用裝置內(nèi)的低熔點(diǎn)合金在高溫度下的熔化打開通道,使氣體從充裝熔合金的孔中排泄出來。此裝置結(jié)構(gòu)簡單,易于更換;七是緊急切斷閥;當(dāng)管道發(fā)生大型泄露時(shí)進(jìn)行緊急止漏,與截止閥串聯(lián)安裝,還有過流壁止以及超溫壁止的功能[1]。為了提高移動(dòng)式壓力容器使用的質(zhì)效性和安全性,檢驗(yàn)人員必須加強(qiáng)對(duì)上述安全附件的檢查維修工作。

2 移動(dòng)式壓力容器安全附件的檢查維修

安全附件是移動(dòng)式壓力容器工作時(shí)必不可少的關(guān)鍵產(chǎn)品,可以保證運(yùn)輸過程中壓力容器的內(nèi)部壓力各項(xiàng)指標(biāo)均保持在一個(gè)恒定的安全指數(shù)范圍之內(nèi)。在諸多相關(guān)事故的分析報(bào)告中可以總結(jié)出,相當(dāng)一部分移動(dòng)式壓力容器運(yùn)輸?shù)氖鹿适怯蓧毫θ萜靼踩郊睦匣⑺蓜?dòng)以及故障等原因造成的,為此要定期檢驗(yàn)維修移動(dòng)式壓力容器的安全附件,如安全閥的檢驗(yàn)周期為1年,壓力表的校驗(yàn)周期為6個(gè)月。不同的安全附件也有不同的檢測(cè)要求,如緊急切斷裝置的閉止時(shí)間為5 s之內(nèi)?；趬毫θ萜鞯奶厥馕ｋU(xiǎn)性質(zhì),國家對(duì)壓力容器運(yùn)輸?shù)牟煌ぎa(chǎn)品性質(zhì)進(jìn)行了具體的規(guī)定,在檢驗(yàn)維修移動(dòng)式壓力容器安全附件時(shí),必須嚴(yán)格遵循國家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作,加強(qiáng)內(nèi)功能檢測(cè)和外部老化開裂等內(nèi)容的外觀檢測(cè)。

2.1 安全閥的維修和校驗(yàn)

安全閥是保證移動(dòng)式壓力容器安全指數(shù)的首要安全附件,安全閥的維修和校驗(yàn)主要包括外觀檢驗(yàn)、解體檢驗(yàn)和性能校驗(yàn)。首先針對(duì)安全閥的外觀進(jìn)行仔細(xì)的檢查,著重查看銘牌和鉛封,包括閥門的品類、型號(hào)、公稱壓力、制造單位、有效期等,若發(fā)現(xiàn)安全閥不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,尤其是沒有制造許可證,沒有合格證,或是使用已超過有效期,則不必進(jìn)行檢驗(yàn),應(yīng)當(dāng)更換符合標(biāo)準(zhǔn)的安全閥;其次清洗閥體、去除污漬,進(jìn)行解體檢驗(yàn)。此過程主要觀察閥體是否存在裂紋、變形、磨損及被腐蝕,關(guān)注閥瓣與閥座的連接情況,有無粘死。若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)閥芯與閥座粘死,不必花費(fèi)時(shí)間去除粘黏物,應(yīng)及時(shí)更換新的安全閥。同時(shí)注意檢查安全閥的彈簧有無磨損,是否存在被腐蝕變形的情況,以及彈力性能是否合乎標(biāo)準(zhǔn)。彈簧是安全閥最重要的基礎(chǔ)零件之一,安全閥在工作的過程中受到的外界壓力變化、溫度變化以及交變載荷等的沖擊都會(huì)在安全閥的彈簧上得以不同程度的呈現(xiàn)。在檢測(cè)時(shí),若彈簧有銹應(yīng)首先進(jìn)行除銹處理,利用專用的工具輕敲彈簧,通過彈簧發(fā)出的聲音來判斷其內(nèi)部的使用狀況,若聲音低弱沉悶,應(yīng)探查彈簧內(nèi)部情況,及時(shí)更換有問題的彈簧。安全閥的性能校驗(yàn)是檢測(cè)的關(guān)鍵一步,直接關(guān)系到工具能否正常運(yùn)行[2]。檢驗(yàn)人員需要校驗(yàn)安全閥的整定壓力和密封試驗(yàn)壓力,校驗(yàn)次數(shù)至少三次,并且保證每次校驗(yàn)的各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是,安全閥的整定壓力應(yīng)當(dāng)控制在罐體設(shè)計(jì)壓力的1.05倍到1.10倍之間,密封試驗(yàn)壓力應(yīng)當(dāng)控制在整定壓力的0.9倍以上。整個(gè)操作過程必須嚴(yán)格按照壓力測(cè)試要求進(jìn)行校驗(yàn),檢驗(yàn)合格后將安全閥的內(nèi)外各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)到正常值,再由檢驗(yàn)人員出具報(bào)告,進(jìn)行鉛封處理。此外,在更換使用新的安全閥時(shí),需注意測(cè)量其喉徑,確保符合標(biāo)準(zhǔn)要求。在完成安全閥的校驗(yàn)工作后,應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定,結(jié)合安全閥表面的化工材料性質(zhì)進(jìn)行合理保養(yǎng),在長時(shí)間壓力工作后若產(chǎn)生形變或凹槽應(yīng)及時(shí)更換,以保證安全閥的安全穩(wěn)定性。

2.2 液位計(jì)的檢測(cè)與維修

按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特性,液位計(jì)可劃分為旋轉(zhuǎn)管式、浮球式及差壓式3種,按照其工作原理也可細(xì)分為用透光器件直接顯示液面位置及其變化參數(shù)的玻璃管液面計(jì)和玻璃板液面計(jì)以及憑借壓差、機(jī)械、磁性等參數(shù)間接指示液面高度及其變化參數(shù)的液位計(jì),如浮子液位計(jì)、自動(dòng)液位計(jì)和磁性浮標(biāo)液位計(jì)。在檢驗(yàn)和檢修液位計(jì)時(shí),首先要核實(shí)液位計(jì)的型式、型號(hào)、公稱壓力、精度等級(jí)及量程是否符合要求,然后清洗液位計(jì),并將其拆解開來,檢查各零部件有無損傷,是否變形等,譬如查看液位計(jì)表面是否有開裂、磨損以及顯示屏幕不清晰、劃痕等情況,顯示屏幕不清晰可以造成視覺誤差,影響工作人員誤讀。出現(xiàn)液位計(jì)開裂、磨損等情況發(fā)生時(shí)應(yīng)及時(shí)查看磨損情況,必要時(shí)應(yīng)予以更換。注意檢查液面計(jì)操作是否靈活、指示是否靈敏準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)是否牢固可靠,以及檢驗(yàn)液面計(jì)表板是否附有不同溫度下,介質(zhì)、密度、壓力、體積對(duì)照表等。值得一提的是,液位計(jì)最常出現(xiàn)的一種故障是由于轉(zhuǎn)動(dòng)軸密封效果不佳導(dǎo)致介質(zhì)滲漏,影響磁性材料的工作,進(jìn)而影響磁性效果和液位計(jì)的密封效果。在檢測(cè)時(shí)應(yīng)著重檢查液位計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的使用情況,保證轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面光潔、運(yùn)行流暢、沒有暗病[3]。當(dāng)液位計(jì)出現(xiàn)故障問題時(shí),技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)故障分析,找到故障源頭,采取行之有效的治理措施,嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行專業(yè)檢修,更換老化或損壞的器件,確保液位計(jì)的正常運(yùn)行,保障移動(dòng)式壓力容器的安全穩(wěn)定。

2.3 緊急切斷裝置的檢驗(yàn)與維修

緊急切斷裝置是在介質(zhì)滲漏時(shí)起到切斷介質(zhì)流動(dòng)的重要裝置,又名海底閥。其作為在事故發(fā)生時(shí)的第一道緊急保障,在移動(dòng)式壓力容器的安全保障上發(fā)揮著重要作用。緊急切斷裝置由緊急切斷閥門、易熔塞和基本控制系統(tǒng)組成,由于緊急切斷裝置組成結(jié)構(gòu)的多樣性導(dǎo)致了其檢測(cè)維修的復(fù)雜性。在檢驗(yàn)移動(dòng)式壓力容器的緊急切斷裝置過程中,主要開展外觀檢驗(yàn)、解體檢驗(yàn)、性能校驗(yàn)和遠(yuǎn)控系統(tǒng)試驗(yàn)四方面工作。在外觀檢驗(yàn)方面,重點(diǎn)檢查緊急切斷裝置切斷閥的種類、型號(hào)、公稱壓力、制造單位、有效期等,檢查外觀質(zhì)量是否良好。若發(fā)現(xiàn)明顯的瑕疵,則需調(diào)查了解實(shí)際情況,出具檢查報(bào)告,采取針對(duì)性的管理措施;在解體檢驗(yàn)方面,開展清洗、解體與檢驗(yàn)工作,重點(diǎn)檢查閥體、先導(dǎo)桿、彈簧、密封面、凸輪等有無損傷變形、腐蝕生銹、裂紋等缺陷,并做詳盡的記錄;在性能校驗(yàn)方面和遠(yuǎn)程系統(tǒng)試驗(yàn)方面,主要涉及壓力、閥門閉止、罐體氣密性等試驗(yàn),需控制系統(tǒng)的手搖泵、管路、易熔塞是否完好,有無損傷、松脫、泄漏等現(xiàn)象,鋼索控制系統(tǒng)是否操作靈活可靠、到位等?；谏鲜鰳?biāo)準(zhǔn)和要求,整個(gè)檢驗(yàn)和校驗(yàn)操作如下,檢查緊急切斷閥的構(gòu)成要件:首先細(xì)致化解體檢查緊急切斷裝置,檢查先導(dǎo)桿、密封面、凸輪和彈簧等器件的外表及內(nèi)部有無問題,檢測(cè)過流保護(hù)系統(tǒng)是否改動(dòng),若有問題及時(shí)處理。檢測(cè)緊急切斷閥門是否合規(guī)安裝,有無故障,能否正常運(yùn)行,在出現(xiàn)介質(zhì)滲漏時(shí)能否第一時(shí)間(5 s內(nèi))進(jìn)行切斷;在0.1 MPa罐體設(shè)計(jì)中開展氣密性實(shí)驗(yàn),在保壓時(shí)間大于5 min前提下,觀察緊急切斷遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是否持續(xù)正常工作。進(jìn)行模擬場(chǎng)景測(cè)驗(yàn),檢測(cè)當(dāng)油壓達(dá)到3.0 MPa時(shí),該裝置是否打開。檢查緊急切斷裝置是否有足夠的密封性和強(qiáng)度,在48 h的壓力保護(hù)下,當(dāng)手壓油泵油路在6.0 MPa壓力下密封時(shí),緊急切斷閥是否關(guān)閉。50 mm以下的緊急切斷裝置要求5 s內(nèi)關(guān)閉,50 mm以上的要求在10 內(nèi)完全關(guān)閉。檢查裝置是否有良好的溢流合閘性能、抗震性能和運(yùn)行性能。檢測(cè)基本遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是否已經(jīng)安裝到位,控制系統(tǒng)是否按照國家規(guī)定進(jìn)行裝配,檢查手搖油泵、鋼索或油管的工作情況,并通過實(shí)際測(cè)試、調(diào)試等常規(guī)工作測(cè)驗(yàn)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),保證其運(yùn)行準(zhǔn)確無誤。需要注意的是,遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的拉繩使用故障率最高,其故障原因是拉繩作為裸露式器件,長期在車底受到灰塵、油污的侵蝕,易發(fā)生腐蝕生銹的問題,導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。在檢測(cè)過程中一經(jīng)發(fā)現(xiàn)問題即刻按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行專業(yè)處理,根據(jù)規(guī)定專業(yè)化診斷器件磨損情況、介質(zhì)滲漏以及其他情況并及時(shí)更換不合規(guī)定、老化和過度磨損、滲漏的器件,從而保證移動(dòng)式壓力容器的穩(wěn)定運(yùn)輸。

2.4 爆破片的爆破壓力測(cè)試

爆破片雖然是移動(dòng)式壓力容器安全附件中體積較小的裝置,但卻是保證其安全運(yùn)行必不可少的安全附件之一。如果爆破片性能不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,那么就會(huì)給整個(gè)裝置的運(yùn)作帶來巨大的負(fù)面影響,甚至引發(fā)安全事故,造成財(cái)產(chǎn)損失。因此檢驗(yàn)人員需加強(qiáng)爆破片爆破壓力的測(cè)試,首先要觀察和分析爆破片的外表質(zhì)量,采用隨機(jī)抽樣的方式開展爆破壓力試驗(yàn),以充分了解爆破片的綜合質(zhì)量。其次,明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)包括壓力介質(zhì)源、壓力指示與爆破壓力測(cè)量系統(tǒng)、溫度測(cè)量系統(tǒng)、加溫節(jié)制系統(tǒng)、爆破后的介質(zhì)泄放通道、防護(hù)設(shè)備等,涉及壓力、溫度等測(cè)量工作,壓力測(cè)量采用符合標(biāo)準(zhǔn)的壓力計(jì)或彈簧管壓力表,溫度測(cè)量采用符合標(biāo)準(zhǔn)的玻璃液體溫度計(jì)或熱電偶。最后,申報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提供質(zhì)量測(cè)試依據(jù),包括實(shí)驗(yàn)爆破壓力、實(shí)驗(yàn)爆破溫度、標(biāo)定爆破壓力、爆破壓力偏向等及實(shí)驗(yàn)結(jié)論,整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)需由實(shí)驗(yàn)人員、監(jiān)檢人員簽字。此外,還要檢查爆破片裝置是否在有效期,是否按期進(jìn)行更換。

2.5 壓力表的檢測(cè)與檢修

壓力表是檢測(cè)移動(dòng)式壓力容器內(nèi)部壓力的器件,以彈性元件為敏感元件,用以測(cè)量環(huán)境壓力的專業(yè)儀表,其工作原理是通過波登管、波紋管、膜盒的彈性形變進(jìn)行發(fā)起,經(jīng)由壓力表內(nèi)部機(jī)芯的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換將器件形變傳導(dǎo)到指針,通過指針轉(zhuǎn)動(dòng)通過顯示屏顯示環(huán)境壓力值。在檢測(cè)過程中監(jiān)測(cè)壓力表的正常工作情況,通過監(jiān)測(cè)判斷壓力表是否存在測(cè)量指數(shù)不準(zhǔn)確的問題。檢查外觀,注意壓力表的破損、開裂情況,若情況嚴(yán)重則需及時(shí)更換壓力表,若磨損未到相關(guān)規(guī)定的情況則采取相應(yīng)的保養(yǎng)方法延長壓力表的壽命。其次檢查壓力表規(guī)格、型號(hào)是否符合相關(guān)規(guī)定。壓力表的環(huán)境檢測(cè)要求是20～25 ℃,相對(duì)濕度小于等于85%,環(huán)境壓力在大氣壓之下。校驗(yàn)壓力真空表時(shí),壓力按照分度線進(jìn)行校驗(yàn),測(cè)量上限為0.06 MPa時(shí),校驗(yàn)3點(diǎn);測(cè)量上限為0.16 MPa時(shí),校驗(yàn)兩點(diǎn);測(cè)量上限為0.3～2.5 MPa時(shí),指針應(yīng)指向真空部分[4]。最重要的是檢查壓力表的測(cè)量是否精準(zhǔn),壓力表作為獨(dú)立的工作器件,內(nèi)部有多種精密元件同時(shí)工作,若精密元件出現(xiàn)問題可能會(huì)會(huì)對(duì)壓力測(cè)量值造成微小的誤差,所以可以通過模擬真實(shí)場(chǎng)景多次測(cè)量、多個(gè)壓力表對(duì)比測(cè)量等方式分析壓力表測(cè)量的精準(zhǔn)程度。與標(biāo)準(zhǔn)表比較法即在壓力為0時(shí),觀察儀表位置,均勻?qū)⒈砩龎褐粮鱾€(gè)分度壓力值上,依次讀取示值,當(dāng)升到量程上限后,可略微升壓后緩慢降壓,按照升壓時(shí)的校驗(yàn)點(diǎn)作下降校驗(yàn),校驗(yàn)完畢后減壓回零。若發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)檢修維護(hù),若問題嚴(yán)重應(yīng)及時(shí)更換。對(duì)于存有故障問題的壓力表,檢修人員應(yīng)做到心中有數(shù)。在檢修之前,檢修人員需要熟悉壓力表的結(jié)構(gòu),包括壓力表的機(jī)械部分和電路部分中各元件的位置與作用,避免操作中出現(xiàn)失誤,使壓力表出現(xiàn)新的故障。任何一個(gè)故障問題都不能小視,檢修人員需認(rèn)真分析故障產(chǎn)生的原因,依據(jù)排除法鎖定故障位置,找到故障原因,及時(shí)更換故障元器件。務(wù)必使用合格且符合標(biāo)準(zhǔn)的元器件替代故障器件,并進(jìn)行精準(zhǔn)的校驗(yàn),校驗(yàn)合格后方可投入使用。在檢修壓力表的過程中,檢修人員需要注意以下幾個(gè)事項(xiàng):一是嚴(yán)格遵守操作要求,切勿帶電測(cè)量,以免發(fā)生危險(xiǎn);二是在使用儀器檢測(cè)信號(hào)時(shí),不要讓探針同時(shí)接觸兩個(gè)測(cè)量引腳,避免出現(xiàn)短路;三是檢測(cè)電源中的濾波電容時(shí),可以考慮讓容器的正負(fù)極短路一下,切記短路時(shí)使用導(dǎo)線放電;四是在分析儀表內(nèi)部電路故障時(shí),首先要檢查元件的節(jié)點(diǎn)和電路板上是否涂有絕緣漆。如果節(jié)點(diǎn)和電路板上涂有絕緣漆,那么為了方便操作,提高安全性,檢修人員可以將普通手縫針焊在萬用表的表筆上,通過手縫針刺穿漆層,用表筆測(cè)量是否存電。五是拆除儀表時(shí),要將各器件擺放好,并記錄原來的位置,以便于還原。在完成檢修工作后,檢修人員要根據(jù)實(shí)際情況做好絕緣處理,加強(qiáng)相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作,以免產(chǎn)生新的故障,使壓力表失去功能作用。

3 結(jié)論

移動(dòng)式壓力容器的安全附件是保證移動(dòng)式壓力容器得以安全穩(wěn)定運(yùn)輸?shù)母颈Ｕ?安全附件的日常檢測(cè)與檢修成為移動(dòng)式壓力容器安全運(yùn)輸必不可少的一環(huán)。移動(dòng)式壓力容器在使用過程中常常會(huì)出現(xiàn)各種問題,必須對(duì)安全附件進(jìn)行按時(shí)檢測(cè)、認(rèn)真、仔細(xì)地檢修,才能保證壓力容器的安全穩(wěn)定。