在用壓力容器的安全使用與管理

1、在用壓力容器的安全使用與管理壓力容器在化工廠整個設(shè)備中占70犯上，其易然、易爆性直接 關(guān)系到生產(chǎn)的安全性。近年來，壓力容器事故發(fā)生，嚴(yán)重影響其使用 壽命，所以，我們必須從設(shè)計、制造、安裝、使用管理和定期檢驗每 個環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)控，以保證其使用的安全性。一、設(shè)計壓力容器的基本設(shè)計思想是一次薄膜應(yīng)力或最大直接應(yīng)力不得超 過許用應(yīng)力，計算應(yīng)力依據(jù)的理論是最大應(yīng)力理論。無論國內(nèi)還是國 外，都應(yīng)用了這一設(shè)計思想，我國以 GB150-98鋼制壓力容器以及 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程為基本規(guī)范，對壓力容器進(jìn)行設(shè)計制 造，也是基于這一理論。設(shè)計對壓力容器來說是保證質(zhì)量的第一步， 其正確的選材、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝設(shè)

2、計都是至關(guān)重要，經(jīng)過幾十 年發(fā)展，容器在選材上一般很少出現(xiàn)事故，而結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理性， 造成容器壽命縮短在使用中卻很常見，如寶氮冷凝塔，洗氣塔在使用 一段時間后，發(fā)現(xiàn)塔頂噴頭周圍塔內(nèi)壁沖刷腐蝕嚴(yán)重，原來是噴頭結(jié) 構(gòu)設(shè)計不合理，后經(jīng)對噴頭進(jìn)行改造，使其噴出的冷凝水范圍正好在 塔內(nèi)徑以內(nèi)，就可均勻灑在填料上，而不至于直接沖刷到塔壁上，并 對塔內(nèi)壁進(jìn)行防腐，改造后，效果良好，未再發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。二、制造壓力容器制造過程質(zhì)量的好壞主要由焊接質(zhì)量來決定合理的焊接 工藝，焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計及高質(zhì)量的焊接水平是貫穿于整個制造環(huán)節(jié)，保證焊接質(zhì)量，降低由焊接及卷制過程帶來的殘余應(yīng)力，為最終目的且 質(zhì)保體系的正常運行。由

3、于制造過程中 A、B類焊縫可通過檢測手段來 控制其質(zhì)量，其余C D類焊縫一般只能做表面檢測，有的甚至由于結(jié) 構(gòu)原因無法檢測，況且即使 A-B類焊縫一般只是做20%僉測，這些未檢 測的焊縫其質(zhì)量的優(yōu)劣很大程度影響到容器使用后的壽命，對于特殊 使用條件下的容器在制造時還可進(jìn)行必要的熱處理，以消除由于制造 過程中殘余應(yīng)力引起的容器破壞，可見焊接質(zhì)量的重要性。寶氮廠2#綜合塔，材質(zhì)為MnR規(guī)格為3000X , H=00Q使用半年后，在其中 部內(nèi)徑結(jié)構(gòu)復(fù)雜的罩帽環(huán)形區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重穿透性群裂紋。多次引起全 廠停車，經(jīng)分析，這些裂紋為應(yīng)力腐蝕裂紋，主要是容器制作時焊接 質(zhì)量差，加之結(jié)構(gòu)的不合理，在氨介質(zhì)的環(huán)境

4、下，造成應(yīng)力腐蝕開裂， 雖然經(jīng)各種補(bǔ)救辦法處理，但該容器具安全狀況等級下降，一直處于 監(jiān)控使用狀態(tài)。三、安裝在設(shè)計、制造階段，人們往往對容器的質(zhì)量特別重視，經(jīng)過層層 質(zhì)保體系進(jìn)行把關(guān)，力圖把一個合格的、高質(zhì)量的產(chǎn)品交付使用單位， 而使用單位在安裝過程中，由于現(xiàn)場施工單位與制造單位并非同一單 位，銜接不上，以及工期等要求，往往急于安裝就位而忽視了安裝過 程對容器質(zhì)量的影響，甚至給容器帶來新的缺陷，常見現(xiàn)象有以下幾 種：(1)安裝與容器相接的樓梯、平臺時，支撐對容器材質(zhì)了解不詳 細(xì)，甚至沒有意識，選擇貼板材質(zhì)與容器母材不符或有的干脆直接焊 在容器上，造成局部應(yīng)力集中，有的選擇焊條不慎重，個別單位在

5、不 銹鋼設(shè)備上也用碳鋼焊條焊接，種種細(xì)節(jié)上的疏忽，造成容器焊接質(zhì)量差，焊接缺陷多，焊接應(yīng)力增大，有的即使返工了也無法消除危險 性缺陷源，往往成為事故的源頭。(2)容器在管線連接安裝時，由于工藝設(shè)計的不合理性或安裝方 法不當(dāng)，往往出現(xiàn)接管與容器連接時生拉硬套現(xiàn)象或在開車后，由于 熱影響而膨脹力無法消除造成人為的安裝應(yīng)力，為設(shè)備及其后續(xù)管理 埋下了隱患，造成應(yīng)力腐蝕泄露，法蘭密封面、焊接點泄漏事故增多。(1)保溫化工壓力容器多數(shù)屬于需要保溫的容器，在新安裝以后，各廠家 均能按照圖紙要求對其進(jìn)行保溫，而隨著時間的推移，保溫層破裂或 檢測后撕開的保溫層卻往往得不到及時的維修，有的甚至多少年置之 不理，

6、每當(dāng)下雨或現(xiàn)場雨水、介質(zhì)滲入破裂的保溫層縫隙后，在設(shè)備 的某個區(qū)域而造成死角，使該部分殼體外壁腐蝕，而這樣的局部腐蝕 由于其隱藏在保溫層內(nèi)而無法及時發(fā)現(xiàn)，造成不必要的設(shè)備隱患。2002年，我們在對合成一貯罐檢查時，拆除保溫層后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)封頭部 分由于長期積水，表面腐蝕十分嚴(yán)重，最嚴(yán)重的地方其厚度減薄量達(dá)3毫米，這臺設(shè)備如不及時發(fā)現(xiàn)將會因為局部腐蝕而報廢。(2)檢修壓力容器在日常生產(chǎn)中，經(jīng)常需進(jìn)行各種檢修，如：換熱器列管 的疏通、清洗、塔內(nèi)填料的充裝等，往往要拆開封頭、法蘭、更換其 密封墊，部分鉗工由于責(zé)任心不強(qiáng)或貪圖速度，在清理密封面時，使 用工具不當(dāng)造成密封面損傷。如合成大銅塔下蓋密封面在98

7、年大修開車后發(fā)現(xiàn)泄露，拆開后發(fā)現(xiàn)密封面上有兩道明顯的貫通劃痕，二次停 車處理，由于塔體大，無法加工，后自制專用研磨工具，現(xiàn)場研磨整 個密封面，直到劃痕消失。(3)維護(hù)由于生產(chǎn)經(jīng)營的調(diào)節(jié)或其它原因，有些系統(tǒng)需暫停或停車檢修， 一般系統(tǒng)停車檢修時，出于檢修安全需要，對系統(tǒng)均能進(jìn)行認(rèn)真置換、 清洗，保證系統(tǒng)介質(zhì)排放清理干凈，也便于檢修動火安全。而暫停不 用的系統(tǒng)往往疏于管理，處理過程中不徹底，造成介質(zhì)滯留死角，長 期放置后，這些腐蝕性質(zhì)對容器造成嚴(yán)重?fù)p壞，甚至報廢。如凈化系 統(tǒng)脫碳、脫硫崗位，在99年停車后，一直未啟用，2004年當(dāng)重新啟用 恢復(fù)時，所有的碳鋼換熱器經(jīng)試漏因列管腐蝕全部報廢，管道大部

8、分 下半部分明顯減薄，所有與腐蝕介質(zhì)相接的伐門均嚴(yán)重銹蝕，其主要 原因是當(dāng)時停車時未進(jìn)行系統(tǒng)置換，造成的損失令人痛心。(4)防腐壓力容器防腐有兩種目的，其一是進(jìn)行介質(zhì)區(qū)分，刷上不同的表 面顏色，使人一目了然；其二是保護(hù)外殼體，防止環(huán)境的腐蝕，經(jīng)常 常見的作法是表面除銹，刷底漆即防腐漆二遍，面漆二遍，而刷什么 性質(zhì)的漆不太引起重視，往往使防腐層很快脫落，以我廠球罐為例， 多年以來，常規(guī)辦法是表面打磨完后，刷防銹漆二遍即環(huán)氧樹脂漆、 面漆二遍即可，由于不耐老化，面漆一般一年后就開始脫落。近年來， 根據(jù)現(xiàn)代防腐技術(shù)發(fā)展，結(jié)合北方冬季氣候干燥、夏季炎熱、晝夜溫 差大的特點，我們選擇耐溫差、耐老化、適合

9、北方氣候的氯化磺面漆， 其防腐效果大為好轉(zhuǎn)，使用2年仍完好無損。五、合理使用由于企業(yè)生產(chǎn)需要，往往對一些閑置或報廢的壓力容器改做其它 壓力容器，這其中涉及到壓力容器的合理使用。一臺壓力容器按一定 的工藝條件設(shè)計制造而成，且已使用，現(xiàn)改作另一種工藝條件下使用時，不僅僅只看壓力是否合適，而對該容器全面檢驗完后按新工藝條 件下的工藝參數(shù)，從壓力、溫度、介質(zhì)、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等按照設(shè)計規(guī)范 對其主要受壓元件按檢驗實際數(shù)據(jù)逐一進(jìn)行強(qiáng)度計算，完全滿足新工 藝條件方可使用。必要時還做材質(zhì)分析，尤其注意的是由于工藝條件 的改變，有些容器還要做一定的結(jié)構(gòu)上的改造，在改造時必須由有壓 力容器制造許可證的單位實施改造，并

10、經(jīng)勞動局驗收合格，方可使用。 目前，各企業(yè)存在問題是，往往是大修過程中進(jìn)行改造，且在現(xiàn)場完 成，對質(zhì)量要求或把關(guān)不嚴(yán)，甚至認(rèn)為只是改一下而已，不必小題大 做。2003年大修改造設(shè)備時，由于一接管需改變位置，在現(xiàn)場對塔體 重新開孔，由于施工隊伍沒有壓力容器制造許可證，在焊接接管時， 一是焊條選擇錯誤，二是補(bǔ)強(qiáng)板選材錯誤，三是焊接坡口質(zhì)量差，間 隙過大，造成開車后即發(fā)生泄漏，后經(jīng)停車處理，二次返修才保證了 質(zhì)量。這些錯誤的作法，從理論上講很容易避免，而從實際操作過程 中來講，由于并非人人對壓力容器有足夠的認(rèn)識了解，加之低壓設(shè)備 容易使人忽視，往往在實際運作過程中出現(xiàn)不必要的失誤。對在原工 藝條件下

11、已報廢而降壓至另一工藝條件下使用的容器同樣進(jìn)行以上工 序，并按規(guī)定進(jìn)行備案，詳細(xì)記錄，要做到既滿足生產(chǎn)的使用，為企 業(yè)節(jié)約資金，又保證壓力容器的安全使用。六、定期檢驗按照國家壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，壓力容器必需進(jìn)行定 期檢驗，但在壓力容器檢驗過程中，仍存在一些問題，影響壓力容器 檢驗的可靠性和使用壽命。(1)檢驗位置壓力容器第一次檢驗是在制造時完成的，當(dāng)時存在的缺陷(在合 格范圍之內(nèi))一般均在容器出廠質(zhì)量證明書中標(biāo)明，在使用過程檢驗 中，應(yīng)首先對有缺陷的部位進(jìn)行重點檢測，由于人員的變動，檔案管 理失誤，有時造成對容器原始資料的不了解，使有缺陷的地方未能列 入重點檢則。其次，由于檢測人員一般是

12、當(dāng)?shù)貏趧泳旨夹g(shù)人員，對各 廠每臺容器的介質(zhì)、工藝了解不是特別清楚，往往在現(xiàn)場取點時，由 于操作方便和環(huán)境限制，特別對于塔類容器從樓梯、平臺就近的設(shè)備 部分取點，造成檢測的不全面性。以上現(xiàn)象就要求壓力容器管理人員 必須對本廠容器狀況了如指掌，對檔案管理仔細(xì)認(rèn)真，對工作有很強(qiáng) 的責(zé)任心來配合檢測人員做好每年的檢測工作，從而真實地掌握容器 的狀況。(2)壓力試驗根據(jù)壓力容器檢驗要求，尋固定式壓力容器每兩次內(nèi)外部檢驗期 間，至少進(jìn)行一次耐壓試驗，試驗壓力應(yīng)超過最高工作壓力PW在實際試壓過程中，有兩個問題存在，一個是一線技術(shù)人員有時 對規(guī)范了解不透，誤認(rèn)為壓力試驗為圖紙要求的壓力值，而圖紙上所 標(biāo)壓力試

13、驗PT=1.25PS St (P為設(shè)計壓力)，是容器竣工出廠前, 用超壓試驗的方法來全面考核容器的強(qiáng)度，其壓力值高于最高工作壓 力而制定的。其二，對于有些壓力容器，其實際日常操作壓力并未達(dá)最高工作 壓力，其最高工作壓力即使出現(xiàn)也是短暫的，如果以最高工作壓力作 為試驗壓力且保壓時間較長，對容器會造成損傷。以上兩種試驗均造 成試驗壓力的不合理。以我廠碳化塔為例，按壓力容器安全技術(shù)監(jiān) 察規(guī)程，其工作壓力為0.7Mpa,而按以上計算其試驗壓力分別為 0.6MPa,所以該塔試驗壓力為PT=0.6Mpa即可，而按以上計算其試驗壓 力分別為PT=0.875Mpa PT=0.7Mpa超過實際操作壓力，且試驗時保 壓30分鐘，由于該塔為六十年代建廠時設(shè)備，使用時間長，設(shè)備老化, 加之六十年代時技術(shù)水平所限，其制造質(zhì)量及當(dāng)時的制造規(guī)范較寬， 在長時間反復(fù)強(qiáng)度試驗壓力下，必會使設(shè)備本體受到損傷。后來我們 改為試驗壓力PT=0.6MPa以保證其安全性。結(jié)束語：在壓力容器從設(shè)計、制造、安裝、使用到定期檢驗的每一個