快開門式壓力容器使用管理與定期檢驗

胡 斌

作者通聯：四川省建設工程質量安全監督站 成都市新都區蓉都大道北一段21號 610500

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一、引言

快開門式壓力容器因其門蓋具有開關靈活、快速的特點，因而被廣泛應用于化工、建材、橡膠、食品、航天、醫療、造紙、紡織等領域。如醫院經常使用的各種殺菌鍋、高壓氧艙，建材行業的蒸壓釜，橡膠行業的硫化罐，食品行業的各種殺菌器，紡織行業的染色機等。

近年來因滅菌器、蒸壓釜、壓力殺菌鍋爆等快開門式壓力容器爆炸的事故時有發生，快開門式壓力容器爆炸事故約占國內壓力容器事故總數的1/3，國家質量技術監督局以鍋函[2002]44號、質檢函[2006]705號文以及省、市地方質量技術監督部門先后出臺了相關文件要求加強對快開門式壓力容器的專項治理。《壓力容器安全技術監察規程》（以下簡稱《容規》）第49條規定，快開門壓力容器的快開門必須設置安全聯鎖裝置，并且安全聯鎖裝置應具有以下功能：（1）快開門達到預定關閉部位方能升壓運行的聯鎖控制功能；（2）當壓力容器內部壓力完全釋放，安全聯鎖脫開后方能打開快開門的聯鎖聯動功能；（3）具有與上述動作同步的報警功能。2009年頒布的《固定式壓力容器安全技術監察規程》（以下簡稱《固定式容規》）第3.20條對需加裝快開聯鎖裝置的快開門式容器進行了定義：快開門式壓力容器，是指進出容器通道的端蓋或者封頭和主體間帶有相互嵌套的快速密封裝置的容器，用螺栓（例如活節螺栓）連接的不屬于快開門式壓力容器。快開門式壓力容器的設計應當考慮疲勞載荷的影響。同時要求快開門式壓力容器應當具有滿足以下要求的安全聯鎖功能：（1）當快開門達到預定關閉部位，方能升壓運行。（2）當壓力容器的內部壓力完全釋放，方能打開快開門。

二、快開門壓力容器失效特點

（1）安全聯鎖裝置失效。安全聯鎖裝置作用不靈敏或不起作用。安全聯鎖裝置除安全銷以外，均由電子元件控制，檢驗中經常發現因電子元件工作環境溫度高導致電子元件易失效；安全閥與壓力表未按規定進行定期檢驗，致使其失去超壓時泄壓保護功能；當快開門容器用戶在安全聯鎖裝置相關電子元件失效時，個別企業在不能實現快速維修時，為保證生產效益，在容器能繼續使用的前提下仍繼續生產；在容器受安全聯鎖限制，而不能運行時，個別用戶擅自拆掉安全聯鎖裝置采用人工操作的方式繼續使用快開門容器。此時容器在使用過程中的安全隱患大大提高，如產生誤操作等易發生爆炸事故。

（2）硫化罐底部腐蝕。容器底部由于受冷凝水或其他雜質和拉應力的作用，容易產生應力腐蝕，有時伴隨有裂紋產生。對于橡膠行業中的立式硫化罐，為操作方便，常安裝在地溝中，當地溝集水時，下封頭被水淹沒，在溫度、水等的共同作用下，封頭外表面常出現大面積的腐蝕。從而導致封頭壁厚減薄甚至穿孔。對于臥式硫化罐，罐體內壁上下左右均布置的成排加熱蛇形管，并用鐵皮遮擋，產品置于小車中沿底部軌道推入罐中，蛇形管內通入蒸汽進行加溫，罐內通入空氣加壓進行硫化，檢驗中經常發現罐體下部內壁有大面積潰瘍狀腐蝕。產生原因主要是因罐體底部冷凝水排污閥長期處于關閉狀態，致使凝結水不能及時排出，同時由于橡膠添加劑中含有硫化物，在硫化過程中可能與水形成腐蝕性硫化物或是罐內空氣中的硫化物溶入凝結水中，然后長期沉集于罐體底部，在排污閥長期關閉與溫度的共同作用，導致腐蝕物不斷濃縮，從而在底部產生較強的化學腐蝕。

（3）結構變形與密封圈泄漏。由于容器在使用過程中上下部存在溫度差，引起溫差應力，從而導致結構變形。對于橡膠環密封的快開結構，由于橡膠圈老化，同時鍋門在開關門時的磨損，造成密封圈應力不均，當其在不適應壓力的時候導致密封失效，蒸汽泄漏。

（4）快開門法蘭或端蓋制造缺陷。在橡膠行業中廣泛使用的齒嚙式硫化罐，當端蓋及法蘭材料為鑄件或鍛件時，常因鑄件存在先天性的氣孔或渣，鍛件焊接法蘭因熱處理不當產生裂紋等缺陷。

（5）安全附件失靈。容器本體上的安全閥、壓力表、測溫儀表等未按規定進行定期校定，與本體相連的蒸汽管道上的減壓閥失靈，進口壓力偏高，當安全閥未按規定調校時，可能導致容器超壓發生爆炸。

（6）脈動真空滅菌器的應力腐蝕失效。脈動真空滅菌器的工作整個過程中，內腔是在夾套蒸汽的外壓下承受多次壓力波動，因此內腔的受力狀態由恒載變為負壓疲勞載荷，為保證內腔和夾套的剛度，改善受壓狀態，在內外腔之間設有拉撐，從而導致較高的焊接殘余應力與作應力疊加的總應力大大超過材料的屈服極限，總應力與滅菌器作用環境中應力腐蝕介質共同作用造成應力腐蝕。應力集中點主要位于接筋斷續焊的斷點處，此處也是實際使用中最先容易出現破裂的地方。

三、安全使用與管理建議

（1）對于屬于壓力容器的快開門式壓力容器，在投入使用前或投入使用后30個工作日內企業應按規定到當地質量技術監督部門辦理特種設備注冊登記，企業應建立健全特種設備管理制度，特種設備管理人員及操作人員應接受特種設備專門培訓，持證上崗。操作人員應嚴格遵守快開門式壓力容器操作規程。

（2）使用單位應嚴格遵守國家有關壓力容器法律、規章和標準，在硫化罐上安裝安全連鎖報警裝置，以防止由于操作人員誤操作發生事故。定期按特種設備相關規程要求請法定檢驗機構進行檢驗檢測，安全閥、壓力表、快開門報警裝置安全有效使用。

（3）在生產前，必須對硫化罐進行細致檢查，并清除罐內障礙雜物，把好進料質量。原料和成品堆放要符合安全要求。罐蓋緊固，螺釘應齊全，完好無損。設備的附屬儀表、信號、壓力表、安全閥應定期校驗。機械軸承等裝飾按規定加油潤滑。硫化罐有漏氣，壓力表和安全閥失靈以及其他不正常情況時嚴禁繼續工作。嚴格控制投料量、速度、順序、溫度、壓力等，嚴格按照硫化工藝要求加溫加壓，防止罐內溫度、壓力急劇增高，超溫差壓。嚴禁設備帶病運行。

（4）對蒸煮鍋等快開門式壓力容器中的橡膠密封圈應及時檢查，當發現其老化、磨損的情況下，應及時更換，同時防止密封圈附油。

（5）快開門式壓力容器蒸汽進口管道上應加裝減壓閥，同時應保證其減壓比可靠。蒸汽發生口旁的疏水閥應定期檢查，以保證其疏水排氣通暢。

（6）對于醫院等使用的小型快開門式蒸汽滅菌器，當使用電加熱時，應確保其接地可靠。防止發生觸電事故。

（7）正確區分是否為壓力容器。壓力容器是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉空間的設備，其范圍規定為最高工作壓力≥0.1MPa，且其壓力與容積的乘積≥2.5MPa×L的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體的固定式容器或者移動式容器。按此規定進行簡單數學計算可知對于常用的下排氣式滅菌器（滅菌溫度121℃，滅菌壓力102.9kPa）當容積超過24.3L時應屬于壓力容器，對于預真空滅菌器（滅菌溫度132℃，滅菌壓力205.8kPa），當其容積超過12.2L時應劃入壓力容器進行管理。

（8）對于屬于壓力容器的快開門式設備，企業應按規定定期請法定檢驗機構進行檢驗評定設備的安全狀況，檢驗機構應根據設備的使用特點制定詳細檢驗方案，采用磁粉、滲透、超聲波等無損檢測手段對使用中可能產生裂紋的部位認真檢查。對硫化罐內鐵皮遮擋物檢驗時應去除，同時打磨清理沉積物，以保證檢驗質量。對紡織行業及建材行業的快開門式壓力容器的年度檢驗及操作人員持證上崗情況應重點監控，同時對安全聯鎖裝置的功能進行檢查確認，同時壓力容器檢驗人員應注意新老《容規》對需加裝快開聯鎖裝置的區別，避免檢驗過程中按老的要求對“快開門式壓力容器”一律要求加裝快開聯鎖裝置或評定為不合格。