基于特種設(shè)備檢驗(yàn)系統(tǒng)的重慶市蒸壓釜使用狀況分析及建議

游仲

（1.重慶市特種設(shè)備檢測(cè)研究院；2.國家市場監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（西部復(fù)雜環(huán)境機(jī)電設(shè)備安全），重慶 401121）

1 前言

蒸壓釜是一種介質(zhì)為飽和蒸汽或壓縮空氣，通過物理、化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)物質(zhì)或元素的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的大型快開門壓力容器。主要應(yīng)用在加氣混凝土磚、木材干燥和防腐、夾層玻璃等的生產(chǎn)中。近年來，蒸壓釜發(fā)生多起爆炸事故，引起蒸汽的泄漏，造成人員燙傷，甚至死亡，并造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。

特種設(shè)備檢驗(yàn)是保障特種設(shè)備安全使用重要環(huán)節(jié)，檢驗(yàn)人員需要在現(xiàn)場對(duì)特種設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、修理、監(jiān)督檢驗(yàn)、設(shè)備使用管理等信息進(jìn)行審查，并開展相應(yīng)檢測(cè)、檢驗(yàn)項(xiàng)目，出具相應(yīng)報(bào)告。為了更快捷、方便出具檢驗(yàn)報(bào)告，各地特種設(shè)備檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)都開發(fā)了各自的特種設(shè)備檢驗(yàn)系統(tǒng)。在歷年的檢驗(yàn)中積累了大量的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，為分析蒸壓釜的設(shè)備特點(diǎn)、使用、管理特點(diǎn)及檢驗(yàn)中問題，進(jìn)一步為蒸壓釜使用單位安全使用蒸壓釜提供建議，并對(duì)安全監(jiān)管部門有針對(duì)性監(jiān)察提供技術(shù)參考。

2 特種設(shè)備檢驗(yàn)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)來源

重慶市特種設(shè)備檢測(cè)研究院2016年開發(fā)、使用新的檢驗(yàn)系統(tǒng)，用以方便報(bào)告編制、流轉(zhuǎn)、用戶的領(lǐng)取、數(shù)據(jù)管理和訪問等。蒸壓釜作為一種大型快開門壓力容器。根據(jù)《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》規(guī)定，未經(jīng)定期檢驗(yàn)或者檢驗(yàn)不合格的特種設(shè)備，不得繼續(xù)使用。按照《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》TSG 21-2016中金屬壓力容器一般投用后3年內(nèi)進(jìn)行首次定期檢驗(yàn)。

基于特種設(shè)備檢驗(yàn)系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)截止2021年注冊(cè)登記在用，并且2016～2021年進(jìn)行定期檢驗(yàn)的蒸壓釜總量共計(jì)175臺(tái)，使用單位總計(jì)43家。匯總定期檢驗(yàn)報(bào)告中的設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、修理、停用、型式、隱患條目以及相關(guān)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析蒸壓釜設(shè)備特點(diǎn)、使用狀況和管理狀況等。

3 重慶市蒸壓釜設(shè)備特點(diǎn)及使用管理分析

3.1 重慶市蒸壓釜設(shè)備特點(diǎn)分析

根據(jù)蒸壓釜使用領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)分析，可得到重慶市蒸壓釜使用領(lǐng)域分布情況。

如表1所示，重慶市蒸壓釜主要使用領(lǐng)域是建材行業(yè)中的混凝土建材領(lǐng)域?；炷两ú念I(lǐng)域使用的蒸壓釜有158臺(tái)，使用單位有26家。其原理是利用蒸壓釜的高溫、高壓，在釜內(nèi)完成CaO-SiO2-H2O的“水熱反應(yīng)”，最終完成混凝土加氣磚、管樁、灰砂磚等混凝土建筑材料的蒸壓養(yǎng)護(hù)。

如表1所示，重慶市蒸壓釜還運(yùn)用在建材行業(yè)中的夾層玻璃制造領(lǐng)域。夾層玻璃領(lǐng)域使用的蒸壓釜有17臺(tái)，使用單位有17家。其原理是利用蒸壓釜中的高溫，高壓使預(yù)壓后的夾層玻璃殘留的空氣溶解在中間夾層膜中，通過擴(kuò)散作用使中間夾層膜與玻璃最終相互粘接。

表1 重慶市蒸壓釜行業(yè)分布表

根據(jù)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓釜》JC/T 720-2011對(duì)蒸壓釜型式分類，按整體結(jié)構(gòu)分為盡端式和貫通式；按工作介質(zhì)分為飽和蒸汽蒸壓釜和壓縮空氣蒸壓釜；按釜蓋的開啟方式分為側(cè)開式和上開式；按釜門開啟的驅(qū)動(dòng)方式分為手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)和液壓傳動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)中還根據(jù)蒸壓釜不同形式規(guī)定了型號(hào)編制規(guī)則，分析不同領(lǐng)域使用蒸壓釜型號(hào)，可得到重慶市蒸壓釜設(shè)備特點(diǎn)。

如表2所示，混凝土建材領(lǐng)域使用的蒸壓釜采用貫通式、飽和蒸汽式、上開式、手動(dòng)式蒸壓釜蒸壓釜的使用單位有21家，共127臺(tái)；采用貫通式、飽和蒸汽式、側(cè)開式、手動(dòng)式蒸壓釜使用單位有2家，共8臺(tái)；采用貫通式、飽和蒸汽式、上開式、氣動(dòng)式蒸壓釜使用單位有1家，共8臺(tái)；采用貫通式、飽和蒸汽式、上開式、液動(dòng)式蒸壓釜使用單位有1家，共7臺(tái)；采用貫通式、飽和蒸汽式、上開式、電動(dòng)式蒸壓釜使用單位有1家，共8臺(tái)。

表2 蒸壓釜型式分類（混凝土建材領(lǐng)域）

統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，重慶市混凝土建材領(lǐng)域蒸壓釜均采用貫通式、飽和蒸汽式蒸壓釜；其中以采用上開式、手動(dòng)式蒸壓釜為主，并均采用齒嚙式快開門結(jié)構(gòu)，如圖1所示。這主要與混凝土產(chǎn)品及工藝特點(diǎn)。混凝土產(chǎn)品工藝需要進(jìn)行“水熱反應(yīng)”，采用飽和蒸汽介質(zhì)既能提供高溫，也能提供水成分。又因?yàn)榛炷廉a(chǎn)品坯料體積較大，生產(chǎn)時(shí)需要較多時(shí)間，為了提高生產(chǎn)效率，采用貫通式、上開式方便物料進(jìn)出更為便利，并且設(shè)計(jì)蒸壓釜長度較長，一般在20～45m間。釜門開啟方式采用手動(dòng)式為主，主要是因?yàn)轭l繁循環(huán)高溫，高壓下采用手動(dòng)式開啟釜門故障率低。一般使用單位單位都有多臺(tái)蒸壓釜。

圖1 蒸壓釜示意圖（混凝土建材領(lǐng)域）

如表3所示，夾層玻璃領(lǐng)域使用的蒸壓釜采用盡端式、壓縮空氣式、側(cè)開式、手動(dòng)式蒸壓釜使用單位有4家，共4臺(tái)設(shè)備；采用盡端式、壓縮空氣式、側(cè)開式、電動(dòng)式蒸壓釜使用單位有6家，共6臺(tái)設(shè)備；采用盡端式、壓縮空氣式、側(cè)開式、液壓傳動(dòng)式蒸壓釜使用單位有7家，共7臺(tái)設(shè)備。

表3 蒸壓釜型式分類（夾層玻璃領(lǐng)域）

統(tǒng)計(jì)分析分析，重慶市夾層玻璃領(lǐng)域蒸壓釜均采用盡端式、壓縮空氣式、側(cè)開式蒸壓釜，并采用齒嚙式快開門結(jié)構(gòu)，如圖2所示。這主要是原因是玻璃產(chǎn)品和工藝特點(diǎn)。夾層玻璃生產(chǎn)工藝需要提供高溫、高壓使夾層玻璃膜層溶解少量空氣。采用側(cè)開式在保證開啟的便捷下，減少釜門提升機(jī)構(gòu)，使用更穩(wěn)定。各型式蒸壓釜的不同在于釜門開啟的驅(qū)動(dòng)方式，重慶市夾層玻璃領(lǐng)域蒸壓釜開門方式?jīng)]有氣動(dòng)式，大多采用自動(dòng)化開啟釜門，如電動(dòng)式，液壓傳動(dòng)式。另外因玻璃制品體積較小，設(shè)計(jì)蒸壓釜長度相對(duì)較短，一般在4～15m。因玻璃生產(chǎn)頻次較重慶市夾層玻璃廠家主要為中小型企業(yè)，生產(chǎn)量不大，一般使用單位均只有一臺(tái)蒸壓釜。

圖2 蒸壓釜示意圖（夾層玻璃領(lǐng)域）

3.2 重慶市蒸壓釜使用管理分析

根據(jù)統(tǒng)計(jì)定期檢驗(yàn)結(jié)果及隱患條目，分析檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題、問題臺(tái)數(shù)及發(fā)生率（問題臺(tái)數(shù)占定期檢驗(yàn)過設(shè)備臺(tái)數(shù)的百分比），匯總在表4、表5?？梢赃M(jìn)一步分析重慶市蒸壓釜使用和管理狀況。

如表4和表5中所示，在定期檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題中，混凝土建材領(lǐng)域使用的蒸壓釜，存在9種問題；夾層玻璃領(lǐng)域使用的蒸壓釜存在6種問題。

表4 蒸壓釜定期檢驗(yàn)問題匯總表（混凝土建材領(lǐng)域）

表5 蒸壓釜定期檢驗(yàn)問題匯總表（夾層玻璃領(lǐng)域）

“未進(jìn)行年度檢查”問題，兩使用領(lǐng)域的蒸壓釜的問題發(fā)生率都是最高的，分別93.0%和47.1%。該問題與使用單位的管理水平及人員水平密切有關(guān)。分析兩使用領(lǐng)域使用單位使用管理情況發(fā)現(xiàn)，夾層玻璃領(lǐng)域比混凝土建材領(lǐng)域管理稍好些，人員較為固定，完成年度檢查情況較好。

“安全閥不在校驗(yàn)期內(nèi)”問題，兩使用領(lǐng)域的蒸壓釜都有出現(xiàn)，問題發(fā)生率分別為22.2%和17.6%。夾層玻璃領(lǐng)域使用的蒸壓釜問題發(fā)生率略低，這也與使用單位管理和人員有關(guān)。安全閥作為壓力容器使用中重要的安全泄放裝置，是保障設(shè)備超壓后能及時(shí)泄放，保證設(shè)備不會(huì)發(fā)生更大爆炸事件的重要手段。如未按期校驗(yàn)，存在著很大的安全隱患，影響安全使用。

“超過了設(shè)計(jì)使用年限或超20年”問題，兩使用領(lǐng)域都有出現(xiàn)，問題發(fā)生率分別為5.7%和23.5%。比較發(fā)現(xiàn)夾層玻璃領(lǐng)域此項(xiàng)問題發(fā)生率高。蒸壓釜是一種承受循環(huán)載荷壓力容器，使用超過設(shè)計(jì)年限或超過20年，存在材料疲勞、局部腐蝕減薄等問題，繼續(xù)使用會(huì)帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。

“設(shè)備未按要求進(jìn)行固定”問題，兩使用領(lǐng)域的蒸壓釜都有出現(xiàn)，問題發(fā)生率分別為5.1%和11.8%。蒸壓釜一般有多個(gè)鞍座，按標(biāo)準(zhǔn)要求需要有固定鞍座，滑動(dòng)鞍座。鞍座應(yīng)按要求進(jìn)行固定以防止局部破損，爆炸時(shí)，設(shè)備飛出，造成更大的損失。

“安全聯(lián)鎖裝置失效”問題，兩使用領(lǐng)域的蒸壓釜都有出現(xiàn)，問題發(fā)生率14.5%和5.9%。比較發(fā)現(xiàn)夾層玻璃領(lǐng)域此項(xiàng)問題發(fā)生率略低。這同樣與使用單位管理和人員有密切關(guān)系。

安全聯(lián)鎖裝置是法規(guī)要求快開門壓力容器必須安裝的裝置，其需保證關(guān)門到位才能升壓，泄壓完畢才能釜門才能開啟。國內(nèi)多起蒸壓釜事故均是由于其安全聯(lián)鎖裝置失效。

“釜齒裂紋”問題，兩使用領(lǐng)域的蒸壓釜都有出現(xiàn)，問題發(fā)生率6.3%和5.9%。嚙齒式快開門結(jié)構(gòu)在釜齒根部是應(yīng)力集中位置，由于制造和使用原因易在此處形成裂紋。有部分蒸壓釜事故其原因是釜齒斷裂造成。

“焊縫裂紋”問題，混凝土建材領(lǐng)域使用的蒸壓釜問題發(fā)生率為4.4%。其可能在制造、使用過程中，在應(yīng)力集中部位產(chǎn)生裂紋，裂紋擴(kuò)展會(huì)發(fā)生事故。

“內(nèi)外表面腐蝕減薄超過腐蝕余量”問題，混凝土建材領(lǐng)域使用的蒸壓釜問題發(fā)生率為2.5%。其原因是多樣的，如設(shè)計(jì)不合理，介質(zhì)冷凝水與灰漿形成電化學(xué)腐蝕、保溫層局部破損后的縫隙腐蝕等。

“未辦理維修改造”問題，發(fā)生率為1.9%。使用單位非法或私自用焊接方式維修、改造，可能會(huì)帶來設(shè)備局部損傷或腐蝕加劇，是嚴(yán)重的事故隱患。

分析發(fā)現(xiàn)，“焊縫裂紋”“內(nèi)外表面腐蝕減薄超過腐蝕余量”“未辦理維修改造”3種問題沒有在夾層玻璃領(lǐng)域中的蒸壓釜發(fā)現(xiàn)。結(jié)合兩種使用領(lǐng)域蒸壓釜使用情況分析，主要是因?yàn)槭褂媒橘|(zhì)、工藝環(huán)境和管理能力的不同。

夾層玻璃領(lǐng)域蒸壓釜其介質(zhì)為空氣，使用環(huán)境一般為室內(nèi)，油漆層完好時(shí)外表面大氣腐蝕比較輕微；無現(xiàn)場組焊位置，焊接質(zhì)量較好，未出現(xiàn)焊縫裂紋情況。管理人員比較固定，制度較為完善，未出現(xiàn)未辦理維修改造情況。

通過以上統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，蒸壓釜檢驗(yàn)出的問題與設(shè)備使用介質(zhì)、環(huán)境、使用單位所處行業(yè)、管理水平及人員密切有關(guān)。其中“釜齒裂紋”“焊縫裂紋”和“內(nèi)外表面腐蝕減薄超過腐蝕余量”需要專業(yè)儀器設(shè)備才能定量發(fā)現(xiàn)。其他匯總的問題均為蒸壓釜使用管理不足時(shí)出現(xiàn)的問題。因此，蒸壓釜的使用安全需要使用單位和檢測(cè)檢驗(yàn)單位高度重視。

4 蒸壓釜使用管理及檢測(cè)檢驗(yàn)建議

根據(jù)《特種設(shè)備安全法》《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》TSG 08-2017及《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》TSG 21-2016的有關(guān)要求，結(jié)合定期檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題對(duì)蒸壓釜的使用管理和檢測(cè)檢驗(yàn)提出以下建議：

4.1 使用管理—配備人員

使用單位應(yīng)任命或配備安全管理負(fù)責(zé)人、安全管理員及壓力容器操作人員。操作人員應(yīng)持有“快開門式壓力容器操作人員證R1”。需要對(duì)操作人員定期進(jìn)行安全知識(shí)、作業(yè)技能相關(guān)培訓(xùn)，并做好相應(yīng)的記錄。

4.2 使用管理—建立安全管理制度

使用單位應(yīng)當(dāng)建立健全壓力容器安全管理制度，制定工藝操作規(guī)程，明確安全操作、設(shè)備維護(hù)要點(diǎn)。還應(yīng)根據(jù)蒸壓釜事故案例制定應(yīng)急預(yù)案，配置相應(yīng)的救援裝備，適時(shí)開展特種設(shè)備事故應(yīng)急演練，并且作出記錄。

4.3 使用管理—辦理告知，登記

在投入使用前或者投入使用30日內(nèi)，使用單位應(yīng)申請(qǐng)辦理《特種設(shè)備使用登記證》。在使用過程中存在停用、過戶、注銷、設(shè)備超過設(shè)計(jì)年限或超過20年等時(shí)，應(yīng)進(jìn)行告知或變更登記。

如需要進(jìn)行安裝、改造與維修時(shí)，應(yīng)交由取得相應(yīng)的制造許可證或安裝、改造與維修許可證的單位實(shí)施。保存好制造、安裝、改造、維修單位提供的相關(guān)質(zhì)量證明文件等技術(shù)資料。

4.4 使用管理—維護(hù)和檢查

使用單位應(yīng)當(dāng)建立壓力容器裝置巡檢制度，對(duì)蒸壓釜承壓本體及其安全附件、快開門安全聯(lián)鎖裝置、測(cè)量調(diào)控裝置、附屬儀器儀表進(jìn)行經(jīng)常性維護(hù)保養(yǎng)。對(duì)發(fā)現(xiàn)的明顯異常情況（如破損、損壞等），應(yīng)當(dāng)及時(shí)處理并記錄。每年至少進(jìn)行一次年度檢查，已確保蒸壓釜日常的安全運(yùn)行。

4.5 檢測(cè)檢驗(yàn)—制定檢測(cè)檢驗(yàn)工藝

檢測(cè)檢驗(yàn)單位應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定針對(duì)蒸壓釜的檢測(cè)檢驗(yàn)工作。每次定期檢驗(yàn)時(shí)重點(diǎn)針對(duì)嚙合釜齒根部及焊縫（特別是對(duì)現(xiàn)場組焊位置）進(jìn)行一定比例的無損探傷檢測(cè)。在發(fā)現(xiàn)有裂紋時(shí)應(yīng)加大對(duì)嚙合釜齒根部及焊縫的無損檢測(cè)比例或100%無損檢測(cè)。對(duì)設(shè)備測(cè)厚應(yīng)選取容易腐蝕位置，如積液，積灰位置，并增加測(cè)厚點(diǎn)位。

4.6 檢測(cè)檢驗(yàn)—安全隱患上報(bào)

當(dāng)檢測(cè)檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)私自焊接、維修改造、安全閥、安全聯(lián)鎖裝置失靈及其他不合格問題時(shí)，如為嚴(yán)重隱患，應(yīng)立即上報(bào)當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備安全管理部門，并告知使用單位立即停止使用，以防止事故發(fā)生；如不影響使用的不合格項(xiàng)目也應(yīng)該書面告知使用單位和當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備安全管理部門，限期整改；需要維修、改造的，應(yīng)認(rèn)真完成監(jiān)督檢驗(yàn)工作。

5 結(jié)語

（1）根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)分析表明，重慶市蒸壓釜主要使用領(lǐng)域是建材行業(yè)中的混凝土建材領(lǐng)域?；炷两ú念I(lǐng)域以使用貫通式、蒸汽、上開門、手動(dòng)開門型式蒸壓釜為主；夾層玻璃領(lǐng)域使用盡端式、壓縮空氣、側(cè)開門、液壓傳動(dòng)開門型式蒸壓釜為主。

（2）統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)混凝土建材領(lǐng)域蒸壓釜定期檢驗(yàn)中出現(xiàn)的9種問題；夾層玻璃領(lǐng)域蒸壓釜定期檢驗(yàn)中出現(xiàn)的6種問題。夾層玻璃領(lǐng)域蒸壓釜設(shè)備狀況明顯優(yōu)于混凝土建材領(lǐng)域蒸壓釜。

（3）根據(jù)定期檢驗(yàn)出現(xiàn)的使用管理和檢測(cè)檢驗(yàn)問題，提出使用管理與檢測(cè)檢驗(yàn)方面建議。