王學斌
中國石化集團江蘇石油勘探局特種設備檢驗檢測所 (江蘇 揚州 225009)
危險化學品(以下簡稱危化品),是指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質,對人體、設施、環境具有危害的劇毒化學品和其他化學品。我國是危化品生產和使用大國,據不完全統計,每年通過公路運輸的危化品超過2×108t、3 000多個品種,其中易燃易爆的石油產品就占一半以上[1]。危化品運輸車上的罐體是危化品公路運輸的最大載體,根據車載罐體裝運介質壓力的高低,危化品運輸車可分為承壓罐車和常壓罐車兩種,常壓罐車是指罐體工作壓力小于0.1 MPa,裝運成品油、乙醇、酸、堿等液態危化品的罐式車輛。由于常壓罐車制造時執行標準不到位,沒有專門的定期檢驗規則,使用單位管理不到位,駕駛員和押運員安全意識薄弱等方面的原因,常壓罐車的事故率遠高于承壓罐車。此類運輸事故極易引發燃燒爆炸、散發有毒有害氣體,具有社會影響大、傷亡人數多、環境危害重、救援難度大的特點,對社會公共安全構成嚴重威脅。因此,加強危化品運輸車常壓罐體(以下簡稱常壓罐體)定期檢驗,規范檢驗工作行為,保證檢驗工作質量十分重要。
常壓罐體的定期檢驗,通常采用資料審查、宏觀檢查、壁厚測定、焊縫表面無損檢測、安全附件及承壓元件、防靜電裝置、涂裝、標志標識等方式進行檢查,清水靜壓試驗和氣密性試驗等方法取得檢測數據,通過綜合分析各個檢測項目的結果數據,作出檢驗結論,并出具檢驗報告[2]。由于常壓罐體的特殊性,檢驗過程中應重點處理好以下幾種常見缺陷。
罐壁厚度是常壓罐體強度的基礎,是罐車安全運行的根本保障。因此準確掌握罐體壁厚狀況是常壓罐體定期檢驗中非常關鍵的環節。GB 18564.1—2006標準5.4.10、5.4.13、5.4.14等條款對罐體的計算厚度、最小厚度和設計厚度有明確規定,但檢驗時仍發現有常壓罐體壁厚不達標的問題。原因如下:①部分制造廠家偷工減料,不用規定厚度板材生產;②用戶委托制造廠不按標準厚度制造;③用戶私自對罐體進行改裝或維修,使用與原始罐體厚度不一致的板材進行焊接;④使用中罐體壁厚的腐蝕減薄等。由于罐體壁厚不足,給罐體在長途運輸過程中埋下重大事故隱患。因此,檢驗時應高度重視對罐壁厚度的檢測,利用超聲波測厚儀測出罐體實際厚度,首先判斷是否滿足罐體最小壁厚的要求,其次對罐體用材的腐蝕速率進行估算,然后對罐體的腐蝕減薄狀況進行檢查。壁厚測定的部位一般選擇液面經常波動部位、介質滯留的罐體底部、加工成形時壁厚減薄部位以及運行中容易產生磨損變形的部位等。對于檢驗中發現的罐體機械損傷、點腐蝕和局部腐蝕,應打磨消除,如實測剩余壁厚按原設計標準進行強度校核,不能滿足強度要求的,應評定為不合格;對于存在均勻腐蝕和厚度不足的罐體,應根據剩余壁厚進行強度校核,不能滿足強度要求的,也應評定為不合格。評定為不合格的常壓罐體不得繼續使用。
常壓罐體設置罐內防波板是應對介質沖擊的有效措施,在罐車運行中,防波板作為加強部件直接承受介質波動的沖擊,通常防波板與罐體采用角焊縫連接。當車輛行駛時由于顛簸及速度頻繁變化,罐內液體也隨之晃動,車輛的瞬時加速度越大,液體對罐體內橫向防波板的沖擊力也越大。在這種交變載荷的長期作用下,防波板就會出現沖刷磨損、焊縫脫焊、變形扭曲、穿透性開裂等缺陷,有的甚至整塊脫焊或者開裂脫落,在罐內隨著液體來回上下移動,直接沖擊罐體,造成罐體磨損減薄,嚴重影響行車安全。因此,檢驗時應加強對罐內防波板的檢查,確認其使用狀況穩定、固定牢靠,并應重點檢查防波板與罐體連接部位的內外表面,必要時增加表面無損檢測,對發現板材厚度減薄、表面裂紋、變形扭曲、螺栓松動等危及罐體安全運行的嚴重缺陷,應及時予以修復,否則罐車禁止使用。
罐體與車架大梁連接焊縫或鞍座墊板與底盤連接焊縫,是車輛運行時承受應力載荷的主要部位,受力狀況十分復雜,此處焊縫極易出現穿透性開裂,主要原因有以下幾點。
1)罐體與底盤焊接時,存在著未焊透、未熔合、夾渣、咬邊等缺陷,車輛運行時這些缺陷在復雜應力作用下,出現應力集中,成為焊縫開裂的裂紋源。
2)物流單位為了經濟利益最大化,超載現象非常嚴重,超載使罐車在轉彎、上下坡時離心力加大,加減速時慣性增加,再加上主梁、副梁與罐體焊接角焊縫本身就存在應力集中,很容易出現焊縫開裂。
3)部分罐車網上公告顯示裝運介質為密度較低的汽油、柴油、甲醇、乙醇等物料,但有些物流企業對罐體進行私自改造,改裝密度較大的鹽酸或硫酸,導致罐車實際裝載質量遠遠超過核載質量,車輛承載能力嚴重不足,成為安全運行的重大隱患,檢驗中多次發現罐車的罐體與車架連接處存在開裂,與私自改造有直接關系。
4)個別罐體車主,為了多拉物料,私自對罐體改裝加長,出現“小車大罐”現象,由于是非正規改裝,罐體與底座的連接焊縫沒有相應加長,加上介質的重壓和運行中的應力集中,很容易使此處連接焊縫出現開裂。
檢驗時應重點檢查罐體與底盤連接焊縫,以“兩證”和罐體上標注的核載質量為參考,利用罐體外形尺寸,對罐體的容積進行初步估算,并用“水容積”法進行校對,結合介質的實際密度,核對罐車的實際核載質量,并在檢驗報告結論中注明,杜絕罐車超載運行。對出現大梁穿透性開裂的罐車,應判定為不合格,須經整改合格后方可投用。
呼吸閥是常壓罐體上的重要安全附件,一般安裝在罐體頂端,在罐車運行的復雜工況下(如液體晃動、溫度變化、車輛劇烈顛簸震動等)對罐內外的壓差進行調節,保持罐內氣壓平衡,減少介質揮發,對常壓罐體的安全運行起著重要的保護作用。GB 18564.1—2006標準5.5.2.10條規定,裝運易燃、易爆介質的罐體應設置呼吸閥和緊急泄放裝置,并對呼吸閥的設置和功能提出了要求[3],常壓罐體的設計、制造和使用單位必須嚴格按照標準規定執行。
在檢驗過程中,常見的呼吸閥不合格形式有4種:漏氣、粘結、堵塞、部件丟失[4],現場檢驗時發現被丟棄的呼吸閥閥芯。對于檢驗時發現呼吸閥存在問題,必須進行修復和處理,否則罐車不能運行。
在2014年“3.1”晉濟高速特別重大事故發生后,國家有關部門高度重視在用常壓罐體加裝緊急切斷裝置工作,兩次聯合下文對裝運汽油、柴油、乙醇等17種液體介質(主要為第3類易燃介質)的常壓罐體加裝緊急切斷裝置提出了具體要求,并督促液體危化品運輸企業嚴格按照GB 18564.1—2006強制性標準,逐臺加裝緊急切斷閥。
緊急切斷閥(又稱底閥),一般安裝在罐體底部,運輸過程中處于關閉狀態,可以在現場或一定距離之內,利用氣動、液壓或機械方式控制其啟閉,在工作過程中,當環境溫度由于火災等原因升高至規定范圍時,借助易熔元件能自動閉止[5],防止常壓罐體的裝卸系統發生大量泄漏。
作為罐體底部管道的第一道閥門,當管道受到的撞擊力達到一定值時,緊急切斷閥的本體會斷開,以免罐體被撞受損,保護罐車安全運行。實際使用中,罐車緊急切斷閥經常會出現動作不靈或失效等問題。因此,現場檢驗時,應重點檢查緊急切斷閥是否處于關閉狀態;外觀有無腐蝕、生銹、裂紋等缺陷,閥體有無松動、滲漏、變形及其他可能影響正常使用的問題;遙控關閉裝置能否正常使用等。對緊急切斷閥存在動作不靈等影響正常使用的問題,必須進行修復,消除事故隱患。
導靜電裝置(又稱消除靜電裝置)用于消除罐車在裝卸、運輸過程中,容器內液體與罐壁因摩擦產生的靜電。在常壓罐體使用過程中,在道路顛簸、轉彎變速以及裝卸作業時罐體內液體與罐(管)壁的摩擦產生靜電,這些靜電若不及時導出,可能產生靜電火花,導致火災事故。
常壓罐體的導靜電裝置一般是安裝在車輛大梁上的導靜電帶,需要經常檢查、維護保養和更換。罐體、管路、閥門和車輛底盤之間的導靜電導線連接應牢固可靠,罐體管路閥門與導靜電帶接地端的電阻應當不超過5Ω;接地導線截面積應當不小于5.5 mm2;導靜電帶必須接地可靠,嚴禁使用鐵鏈代替。
雖然導靜電帶只是常壓罐體上的一個小部件,但對罐車安全運行的影響很大。在實際檢驗過程中,常常會碰到不符合標準要求的劣質導靜電帶,有的接地導線截面積不足,有的用鋁絲代替銅絲,有的導靜電帶是空心的。圖1是有銅絲的合格導靜電帶,圖2是檢驗現場發現的空心導靜電帶。還有部分罐車的導靜電帶由于錯誤安裝、使用不當等原因導致導靜電測試不合格,還有車輛在行駛過程中導靜電帶脫落后繼續長途行駛,這些都給常壓罐體的安全運行留下了事故隱患。檢驗時,應重點關注導靜電帶是否是正規廠家生產的合格產品,安裝位置是否正確,固定是否穩固可靠,導靜電測試是否合格,日常維護保養是否到位,拖地長度是否合適等,對發現的導靜電帶使用中存在的問題應要求使用單位及時整改,并在檢驗報告中注明。

圖1 有銅絲的導靜電帶

圖2 檢驗現場發現的空心導靜電帶
要保證罐車安全運行,常壓罐體定期檢驗除了要重點處理好幾種常見缺陷外,還應檢查輸液管道、裝卸閥門、快裝接頭、裝卸軟管等部件有無泄漏及影響裝卸及運輸安全的問題。罐車上如裝有安全閥、壓力表、溫度計的,應檢查其外觀是否完好且在檢定有效期內,爆破片、真空閥、液位計等是否完好、有效;車載滅火器的類型與裝運的介質是否相適應,壓力是否正常,有沒有過期,數量、擺放位置是否符合要求等,只有這些設施全部檢查合格后罐車才能安全上路運行。