周小英 于立江 劉家彩 王潤粉

摘 要:我國社會經濟經過幾十年的發展與騰飛,工業領域取得了舉世矚目的成就。鍋爐壓力容器的設計作為工業設計的重要組成部分,也取得了巨大的進步。然而,隨著壓力容器設計的發展,鍋爐壓力容器的設計使用年限、壓力容器的材料以及壓力容器的熱處理問題等發現了一些缺陷,設計者通常會在這些問題上出現漏洞。本文首先對這些問題進行挖掘和分析,并針對這些問題提出相應的防范對策。
關鍵詞:壓力容器;設計缺陷;防范對策
鍋爐壓力容器是工業領域中受到廣泛關注的設備之一,大多數工業類企業都會用到,尤其是石油化工企業,壓力容器更是占據著無法替代的重要位置。目前,我國的鍋爐壓力容器設計還存在許多問題需要解決,其特殊的物理特性使得壓力容器稍有不慎就可能造成人員的傷亡和大量財產的損失,所以它也被列入了特種設備的行列。鍋爐壓力容器從設計、建造到安裝的每一個環節都極大地影響著它的安全性與可靠性,尤其是設計階段,甚至有些學者認為設計階段的好壞直接影響到設備周邊的安全問題。
一、鍋爐壓力容器的常見問題
1.容器自身的質量問題
鍋爐壓力容器多是通過機械作業進行生產,這就很難避免容器質量上的缺陷存在。特別是一些原件存在硬度不足、容器壁體厚度達不到規定標準要求、部分原件極易生銹或是腐蝕、部件之間連接不緊密、密封性不好等問題,這些問題的存在,都為鍋爐壓力容器的運行埋下了安全隱患,極易導致事故的發生,從而帶來財產和人身安全的重要損害。
2.鍋爐帶電設備漏電,影響壓力容器的運行
鍋爐作為能量轉換設備,其組成中有部分設備是需要帶電才能運行的,這些設備一旦有漏電情況出現時,則其所產生靜電和電火花會對壓力容器的正常運行帶來較大的影響。還有部分鍋爐在運行過程中沒有做好防雷措施,一旦雷電發生,則會對鍋爐壓力容器運行的安全帶來較大的威脅,極易導致鍋爐壓力容器故障的發生。另外在對鍋爐壓力容器在進行安全檢驗時,部分檢驗人員經常會使用照明檢驗,這很容易導致電危害事故的發生,從而帶來無法估量的損失。
3.壓力容器中的高溫介質保護不當
鍋爐壓力容器內部的介質多為高溫蒸汽或是熱水,一旦鍋爐傳送管道存在質量缺陷,密封不好,這些介質出現泄露,則會帶來嚴重的后果。
4.電磁輻射的產生
在鍋爐壓力容器運行時會有電磁輻射產生,所以需要及時找到放射源并進行處理。如果不能及時找到這些輻射的放射源,則會導致輻射的面積擴大,從而給人員的身體健康帶來較大的傷害。
二、鍋爐壓力容器的檢驗內容與檢驗方法
1.鍋爐壓力容器的檢驗內容
鍋爐檢驗主要是對鍋爐進行運行狀況下的外部檢驗,停爐狀況下的內部檢驗以及水壓試驗。這之中外部、內部的檢驗周期通常分別為一年和兩年,而水壓檢驗一般每六年進行一次。壓力容器檢驗主要是運行過程中的年度檢查,停機時進行的全面檢驗。
對鍋爐進行內部檢驗前要對鍋爐內部進行通風冷卻以及清灰工作,對壓力容器進行全面檢驗也必須在內部進行全面清洗之后才能進行。其檢驗的主要內容是鍋爐壓力容器受壓部件內外部表面的變形、磨損、腐蝕情況。焊接頭、焊縫等過度區域是否出現裂紋(此處應用放大鏡檢查,必要時用超聲波、射線進行檢測)。測量受壓部件的厚度,如果實測壁厚低于強度計算值,應當重新進行強度計算降壓使用或者進行修復(堆焊后磨平、挖補、更換)。必要時還應當進行金相分析,對鍋爐壓力容器金屬材質的組織進行檢查。在檢驗中要及時、準確地記錄檢驗結果并提出整改意見,必要時還可進行復檢。
2.鍋爐壓力容器的檢驗方法
在對鍋爐壓力容器進行檢測時,其內部應當通風良好,溫度不能高于40℃。在鍋爐壓力容器中,使用電燈照明時,照明電壓不得超過12V。同時,還需要保持與外部人員的密切聯系并有專人陪同,以防止遺漏瑣碎物質在壓力容器內。
鍋爐壓力容器的檢驗主要是通過人工進行,利用化學、金相等分析方法以及錘擊方法、樣板方法等檢驗方法進行檢驗。內外壁外觀檢查通常用肉眼進行觀察,必要時可用5~10倍放大鏡檢查,深度為3mm~4mm的凹陷、疤痕、麻坑,應修磨成圓滑過渡,深度大于4mm的應補焊并封面。
三、鍋爐壓力容器存在問題的防范策略
1.監督控制設備的質量
監督控制設備的質量包括原材料的質量、工藝的質量、焊接的質量。控制原材料的質量要從原材料的選用、采購、驗收、入庫、存放、保管等各方面進行控制。
2.監督控制設備檢驗的質量
對檢驗質量的控制主要包括設備檢驗、無損檢測、物化檢測三個方面。設備檢驗主要是指對不符合規定的要嚴格摒棄,并且要嚴格按照標準進行檢驗。例如壓力檢測中壓力表盤的直徑不能夠小于100mm,最大刻度值應當為試驗壓力的1.5~3倍。對無損檢測和物化檢測的質量控制主要是指要嚴格控制檢驗流程,嚴格按照標準流程執行。
3.其他各項注意事項
其一,設備投入使用前檢查各部分配件是否處于正常工作狀態。其二,注意鍋爐壓力容器設備及檢驗人員的防雷、防電、防輻射措施,進行接地和漏電裝置的配備。其三,定期全面檢查,防止異常物質進入,保持工作環境的清潔,通風。其四,加強工作人員的培訓,使各個環節的工作人員對設備都有熟悉的認知,對設備的運行狀況進行全程監控。
四、結論
鍋爐壓力容器作為一項重要的特種設備,其設計人員必須嚴格遵循“安全第一,預防為主”的原則,在全面理解國家的規程和標準的前提下,在設計過程中全面考慮,努力防范并解決設計過程中的種種問題,提高鍋爐壓力容器的使用可靠性,不要使人民的生命和國家的財產受損失。
參考文獻:
[1]馬希彬.壓力容器制造中常見問題及分析[J].科技創新與應用,2015(15):121.
[2]謝亞武.壓力容器設計中的常見問題及解決策略[J].石化技術,2015,22(10):53+48.
[3]沈書乾,郭福平,李海三,齊洪洋,李程.化工壓力容器腐蝕影響因素及防腐策略[J].石油化工設備,2017,46(02):59-63.
[4]范翠平,曹九玲.壓力容器設計中的常見問題及防范策略[J].產業與科技論壇,2014,13(01):61-62.
[5]李洪博.鍋爐壓力容器檢驗中常見的問題分析[J].科技創新導報,2017,14(35):75-76.