蒸压釜类快开门式压力容器定期检验常见问题

费张平

（宣城市特种设备监督检验中心，安徽宣城 242000）

0 引言

根据TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》相关条款，快开门式压力容器，是指进出容器通道的端盖或者封头与主体间带有相互嵌套的快速密封锁紧装置的压力容器，但是用螺栓（例如活接螺栓）连接的不属于快开门式压力容器。快开门式压力容器因其门盖具有开关灵活、快速密封的特点，在建材、橡胶等领域得到了广泛的应用。

蒸压釜类快开门压力容器主要包括蒸压釜、炭化炉、硫化罐等，其结构基本相同，主要在大小及使用参数上存在一定差异。图1 为常见蒸压釜类快开门式压力容器结构简图。

图1 常见蒸压釜类快开门式压力容器结构

1 蒸压釜类快开门压力容器的特点

蒸压釜类快开门压力容器属于齿啮式快开门压力容器，其优点主要有：①密封性好、开启方便；②联锁装置容易实现自动化；③承压能力强，适用范围广等。其缺点主要表现在：①端盖及釜体法兰的啮合齿加工难度大，加工过程中容易产生淬硬组织，造成使用过程中产生裂纹；②密封圈易磨损引起泄漏，造成能源浪费，同时也容易发生烫伤事故；③不能承受负压；④大型容器端盖较重、关闭困难。

该类压力容器的生产原理通常是利用外部压力源（主要是蒸汽）对摆放在容器内部的胚料进行一定时间的加温、加压，从而得到所需的产品。因为生产过程一般需要保温、保压一段时间，为了避免能源的浪费，该类容器通常设置外保温层。

为了提高生产效率，生产过程中会在容器内部尽量多的摆放产品胚料。胚料往往体积较大，为了方便胚料及产品的进出，该类压力容器底部一般会设置导轨，胚料则放置在与导轨对应的滑轮车上。

该类压力容器如果使用和维护保养不当，会有发生安全事故的可能，而且该类容器发生安全事故通常是爆炸，会威胁到附近人员的生命安全，同时对周边造成较大的财产损失。

2 蒸压釜类快开门压力容器定期检验常见问题及原因分析

2.1 档案资料管理常见问题

按相关规定，特种设备使用单位应建立特种设备安全技术档案，安全技术档案应当包括以下内容：

（1）设计文件、产品质量合格证明、安装及使用维护保养说明、监督检验证明等相关技术资料和文件。

（2）定期检验和定期自行检查记录。

（3）日常使用状况记录。

（4）特种设备及其附属仪器仪表的维护保养记录。

（5）特种设备的运行故障和事故记录。

定期检验过程中，资料审查常见的问题主要有：①资料不齐全，部分资料遗失；②资料管理混乱，未做到一台一档；③记录内容不符合相关规定；④部分记录流于形式，不能真实体现容器真实状况。

2.2 使用管理常见问题

根据TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》规定，压力容器使用单位应对压力容器进行年度和月度检查，对于快开门式压力容器应检查其安全联锁装置是否完好，功能是否符合要求。在日常检验中发现，快开门式压力容器使用单位未按要求进行年度和月度检查，未对快开门联锁装置进行定期调试并记录。

上述问题的出现，主要是因为使用单位的管理制度缺失，责任人员配置不到位，相关责任人对国家法规标准缺乏学习。

2.3 日常使用造成的问题

2.3.1 腐蚀和冲蚀

由蒸压釜类快开门压力容器生产原理可知，其腐蚀和冲蚀主要是胚料和蒸汽造成的，其中蒸汽基本没有腐蚀性，但蒸汽的冷凝水会造成一定的腐蚀，所以腐蚀是由胚料中的相关成分及冷凝水造成的，冲蚀一般是因为蒸汽引起的。图2 为投用3 年后首次定期检验的硫化罐腐蚀和冲蚀情况。

图2 硫化罐的腐蚀和冲蚀

从图2 可以看出，无论是腐蚀还是冲蚀，其发生部位主要在硫化罐的底部。图2a）腐蚀发生的位置为釜体和封头连接的环焊缝处，腐蚀深度超过4 mm。从图中可以看出该部位容易积水，且使用单位在每次硫化完成后未对底部积水进行清理。该处的腐蚀主要是因为硫化完成后未对底部进行清理造成的硫腐蚀和冷凝水的腐蚀。

冲蚀发生的部位为进汽管覆盖的整个釜体底部两侧（图2b）），深度超过4 mm。从图中可以看出其发生部位在进气管出汽孔处，该部位也是容易积水的部位。冲蚀产生的原因：一方面是该容器设计过程中未能考虑蒸汽的冲蚀，进汽管出汽孔的设置不合理；另一方面是使用单位在硫化完成后未对底部进行清理造成冷凝水腐蚀。

2.3.2 釜体法兰产生裂纹

釜体法兰产生裂纹主要出现在不锈钢竹木炭化炉上。不锈钢炭化炉的制造材料一般为奥氏体不锈钢，该类不锈钢在使用过程中应严格控制氯离子含量，不能超过25 mg/L。图3 为竹木炭化炉在定期检验中经渗透检测发现的裂纹。

图3 中，裂纹发生的部位位于釜体的底部，使用单位在碳化结束后未对底部进行清理，造成底部碳化污物及冷凝水堆积，另外，使用过程中也未对锅炉给水的氯离子含量进行检测和控制，该裂纹产生的原因可能是氯离子应力腐蚀开裂。

图3 炭化炉釜体法兰裂纹

2.3.3 机械接触损伤

为方便胚料及产品的进出，蒸压釜类快开门压力容器一般会在底部设置导轨，胚料及产品的进出通过与之对应的滑轮车完成。在定期检验过程中，机械接触损伤普遍存在于蒸压釜类快开门压力容器中。

造成该类问题的原因：①滑轮车的设计制作不当，与容器接触部位比较尖锐且未做相关防护；②为了提高生产效率，每次生产所用胚料重量或体积较大；③操作不当。

2.3.4 保温破损

蒸压釜类快开门压力容器保温层破损容易造成热量的散失，降低生产效率，浪费能源；同时破损处容易受潮，造成保温层下腐蚀。

使用地点周围环境的影响是造成保温层破损的主要原因，其次是日常维护保养不到位。

2.3.5 未安装减压阀或减压阀失效

为保证得到合格的产品和保障生产效率，蒸压釜类快开门压力容器的蒸汽源（蒸汽锅炉或者管道）设计压力一般会高于压力容器的设计压力。按照TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定，当压力容器设计压力低于压力源时，在通往压力容器进口的管道上应装设减压阀。

在定期检验过程中发现，很多使用单位未按规定安装减压阀，或者减压阀失效起不到减压效果，这些情况容易造成压力容器超压运行，引发安全事故。

2.3.6 快开门安全联锁装置失效

根据TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》的要求，快开门安全联锁装置应满足以下要求：

（1）当快开门达到预定关闭部位，方能升压运行。

（2）当压力容器的内部压力完全释放，方能打开快开门。

在检验过程中，快开门安全联锁装置基本可以达到上述要求，而蒸压釜类快开门压力容器发生安全事故的主要原因就是安全联锁装置失效。

造成快开门安全联锁装置失效的原因主要有：①未按设计要求配置安全联锁装置；②人为拆除或外力破坏造成其失效；③未按设计要求对其进行定期校验和调试；④未实现联锁装置自动化的电子元件在高温下失效；⑤进汽管道上的电磁阀失效等。

3 结语

蒸压釜类快开门压力容器使用范围广泛，同时也容易发生安全事故且事故造成的危害较大。通过总结分析，蒸压釜类快开门压力容器定期检验常见问题主要是由于设计、制造及日常使用造成的，为降低事故发生的风险，应做到以下3 点：①加强该类压力容器设计、制造、安装环节的质量把关工作；②做好该类压力容器的监察和检验工作；③落实企业主体责任，操作人员持证并经培训合格后上岗，做好该类压力容器使用管理及维护保养工作。