淺談壓力容器安全的重要性--云南特種設(shè)備作業(yè)
淺談壓力容器安全的重要性--云南特種設(shè)備作業(yè)
摘 要：壓力容器是一種特殊設(shè)備，其工作條件差，在運(yùn)行和使用中損壞的可能性比較大。因壓力容器內(nèi)部的介質(zhì)具有很高的壓力，有一定的溫度和程度不同的腐蝕性等等，并且在不停地運(yùn)動(dòng)，不停地對(duì)壓力容器產(chǎn)生各種物理的、化學(xué)的作用，因而使容器產(chǎn)生腐蝕、變形、裂紋、滲漏等缺陷。即使壓力容器的設(shè)計(jì)合理，制造質(zhì)量很好，在使用過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生缺陷。一旦發(fā)生事故不僅是容器本身遭到破壞，而且還會(huì)引起一連串惡性事故，如破壞其他設(shè)備及建筑物，危害人員生命安全，污染化境等，還會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成重大損失。所以《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的制定是必要及必須的。
關(guān)鍵詞：壓力容器；安全；缺陷；安全評(píng)定；
1 壓力容器在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用
壓力容器的應(yīng)用極為廣泛。在工業(yè)、民用、軍工等許多部門(mén)，在科學(xué)研究的許多領(lǐng)域都有重要的作用。其中，它在石油化工的應(yīng)用最為普遍，約占?jí)毫θ萜骺偸褂昧康?0%左右。而石油是當(dāng)今世界重要的能源，石油化學(xué)工業(yè)包括化肥、醫(yī)藥、煉油、農(nóng)藥、無(wú)機(jī)化工和有機(jī)合成等行業(yè)。其產(chǎn)品與人民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及輕工業(yè)市場(chǎng)緊密相關(guān)。在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)、鞏固國(guó)防、解決人民的衣食住行等方面都起著舉足輕重的作用[1]。
壓力容器在其他工業(yè)部門(mén)也應(yīng)用廣泛。例如城市、企業(yè)所用的煤氣和液化氣貯槽；工程機(jī)械所用的各種儲(chǔ)能器；各種動(dòng)力機(jī)械的輔機(jī)；制糖、造紙所用的各種蒸煮釜、大型工程管道等。
2 壓力容器安全規(guī)范發(fā)展歷史，以及我國(guó)2009版標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)
1981年國(guó)家勞動(dòng)局總局頒發(fā)了《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》[2],1990年和1999年兩次對(duì)《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行修訂，并改名為《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，2009年8月31日國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢查檢疫總局頒布了自2009年12月1日起正式實(shí)施的《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[3]。
2009年版標(biāo)準(zhǔn)的修訂原則是：充分吸收事故教訓(xùn)；提出基本安全要求，重要變化要有調(diào)研、數(shù)據(jù)的支撐；強(qiáng)化使用管理，強(qiáng)化應(yīng)急救援預(yù)案；體現(xiàn)節(jié)能原則；促進(jìn)生產(chǎn)，方便企業(yè)；有利于技術(shù)進(jìn)步、科學(xué)發(fā)展；兼顧國(guó)際發(fā)展，具有中國(guó)特色；規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。
09版新《容規(guī)》主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
總則上的變化。（1）容器的分類。將原來(lái)?xiàng)l例式的說(shuō)明改為原則條款，分類更加準(zhǔn)確細(xì)致。分類只考慮介質(zhì)的危害程度及PV乘積，不再考慮工藝用途等因素。（2）在主要受壓元件中移除了補(bǔ)強(qiáng)圈、人孔、人孔蓋。
材料上的變化。壓力容器主用鋼板如果生產(chǎn)商供給非制造單位的話要求必須出具每張鋼板的質(zhì)證書(shū)；對(duì)非壓力容器專業(yè)碳素鋼和低合金鋼板的S、P含量都不得大于0.035%；簡(jiǎn)化了材料復(fù)驗(yàn)要求，規(guī)定了材料的斷后伸長(zhǎng)率。
設(shè)計(jì)資質(zhì)。對(duì)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或境外標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的壓力容器，不再使用目前單純由國(guó)家質(zhì)檢總局特種設(shè)備批準(zhǔn)的行政方式。
節(jié)能要求。要求壓力容器的設(shè)計(jì)要有基本的節(jié)能降耗考慮。
制造。取消進(jìn)口壓力容器安全質(zhì)量許可的制度，明確對(duì)境內(nèi)外壓力容器制造單位統(tǒng)一實(shí)行制造許可制度。
3 壓力容器檢驗(yàn)中常見(jiàn)的危險(xiǎn)及易產(chǎn)生事故類型
1. 設(shè)備、設(shè)施設(shè)置上的缺陷 如強(qiáng)度、剛度不足，穩(wěn)定性差，如支撐件銹蝕開(kāi)裂等；設(shè)備設(shè)施之間及本身密封不良，如管道、閥門(mén)泄露蒸汽、熱水、化學(xué)介質(zhì)等；無(wú)檢驗(yàn)平臺(tái)，未搭設(shè)腳手架防護(hù)設(shè)施；腳手架搭設(shè)支撐不當(dāng)、防護(hù)距離不足、防護(hù)用材不對(duì)等防護(hù)設(shè)施缺陷。該類型的危險(xiǎn)因素主要造成的事故類型有墜落、燙傷、中毒、窒息等。
2. 高低溫物質(zhì)、粉塵、易燃易爆物質(zhì)、有毒物質(zhì)及腐蝕性物質(zhì)等危害 如高溫蒸汽、熱水運(yùn)行設(shè)備及輸送管道、高溫爐膛、高溫爐渣等；煤粉、煤灰、煤渣、煙灰、煙塵、煙垢等；鍋爐尾部煙道或爐膛燃油燃?xì)獾�。這些危險(xiǎn)因素造成的主要事故類型有灼傷、燙傷、凍傷、人員視力、呼吸道、皮膚傷害、爆炸、爆燃等。
3. 環(huán)境因素危險(xiǎn) 如內(nèi)部空間狹小，作業(yè)環(huán)境不良；通風(fēng)不良，通風(fēng)方式不對(duì)。這些危險(xiǎn)因素造成的主要事故類型有身體損傷，缺氧窒息等。
4. 人為因素危害 如檢驗(yàn)人員體力、聽(tīng)力、視力不足；高血壓、心臟病、暈高病等健康疾��；冒險(xiǎn)心理、情緒異常等心理異常；指揮錯(cuò)誤，違法指揮；探傷操作、水壓試驗(yàn)等誤操作。這些危險(xiǎn)因素造成的主要事故類型有人體傷害、墜落、爆炸等。
4 安全評(píng)定的基本過(guò)程
在基于“合于使用”的評(píng)定過(guò)程中，無(wú)例外地均需輸入載荷、類裂紋缺陷和斷裂韌度三個(gè)參量，因此其評(píng)定過(guò)程一般可以分為：
通過(guò)實(shí)驗(yàn)或有限元方法進(jìn)行應(yīng)力分析，計(jì)算和測(cè)定構(gòu)件有缺陷部位的應(yīng)力，包括外載荷產(chǎn)生的應(yīng)力和殘余應(yīng)力。
通過(guò)定量無(wú)損檢測(cè)，測(cè)定缺陷的種類、取向、大小等，并進(jìn)行缺陷的規(guī)則化及復(fù)合等。
確定材料的力學(xué)性能，包括斷裂強(qiáng)度 ，屈服強(qiáng)度 ，斷裂韌性 等，推薦采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
最后，根據(jù)以上結(jié)果進(jìn)行斷裂力學(xué)計(jì)算，并通過(guò)相關(guān)的安全評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)判斷其安全性。在此過(guò)程中，一定要考慮材料的使用環(huán)境，如溫度、腐蝕介質(zhì)等。
5 如何更好的進(jìn)行壓力容器質(zhì)量監(jiān)督控制
為了從根源上確保鍋爐壓力容器的質(zhì)量，保護(hù)國(guó)家和人民的生命及財(cái)產(chǎn)安全，我們主要可以從以下
幾個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)量控制：
1 控制材料質(zhì)量 對(duì)原材料（包括焊接材料）的控制是質(zhì)量控制的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。制造單位應(yīng)明確材料和采購(gòu)控制的范圍�？刂撇牧檄h(huán)節(jié)一般應(yīng)包括：選用、代用、采購(gòu)、驗(yàn)收、復(fù)驗(yàn)、入庫(kù)、存放、保管、發(fā)放、標(biāo)記移植等。
2 控制工藝質(zhì)量 壓力容器的制造是一系列生產(chǎn)工序，按照一定的生產(chǎn)工藝流程加工完成的。投產(chǎn)前，要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，制定出各生成工序和部件的加工工藝，并根據(jù)生產(chǎn)及材料代用等情況進(jìn)行相應(yīng)的工藝變更。生產(chǎn)過(guò)程中，車(chē)間和生產(chǎn)工人要嚴(yán)格按照工藝規(guī)程和守則工作，克服隨意性。制造單位應(yīng)明確工藝質(zhì)量控制的范圍，制訂和執(zhí)行工藝質(zhì)量的管理制度或程序文件，以保證工藝流程合理。工藝文件正確、完整，工藝實(shí)施過(guò)程受控，產(chǎn)品標(biāo)識(shí)唯一�？刂骗h(huán)節(jié)一般應(yīng)包括：圖樣的工藝審查，工藝流程，通用工藝、專用工藝的編制、審批、使用、工裝、模具的設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)，產(chǎn)品標(biāo)識(shí)，標(biāo)一記移值可追溯性，工藝實(shí)施過(guò)程控制的一記錄，表面處理和防護(hù)等。
3 控制焊接質(zhì)量 焊接是壓力容器制造中的一種主要加工方法。如平板拼接、筒節(jié)與筒節(jié)、筒節(jié)與封頭等等，大多用焊接的方法完成，對(duì)于鍋爐壓力容器的制造是十分重要的。產(chǎn)品的質(zhì)量很大程度上取決于焊接質(zhì)量的優(yōu)劣。制造單位應(yīng)制訂和執(zhí)行焊接質(zhì)量的管理制度或程序文件，以保證所有受壓元件（包括受壓元件與非受壓元件連接）的焊接接頭的質(zhì)量都能滿足法規(guī)、規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)和圖樣的要求。控制環(huán)節(jié)一般應(yīng)包括：焊接材料的控制和管理，焊接工藝評(píng)定及其工藝文件的編制、審批、使用、焊工資格和管理，焊工標(biāo)記，產(chǎn)品焊接試板，焊接設(shè)備，焊接接頭組對(duì)或組裝質(zhì)量，施焊過(guò)程控制和記錄，焊縫返修質(zhì)量控制和記錄等。 4 控制檢驗(yàn)質(zhì)量 壓力容器在制造過(guò)程中難免地要產(chǎn)生一些缺陷，有些缺陷沒(méi)有超出標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍，是允許的；有些缺陷超出了標(biāo)準(zhǔn)要求，需要返修或判廢。不合格的產(chǎn)品不能出廠。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，制造廠要實(shí)行自檢、互檢、專檢相結(jié)合的制度，設(shè)立專職檢驗(yàn)員，對(duì)主要生產(chǎn)工序?qū)嵭袊?yán)格檢驗(yàn)，通過(guò)一些停止點(diǎn)和控制點(diǎn)的設(shè)立，有效的保證了鍋爐壓力容器產(chǎn)品的質(zhì)量。
5 控制無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量 無(wú)損探傷技術(shù)被應(yīng)用于壓力容器檢驗(yàn)。它主要用來(lái)檢查焊縫內(nèi)部和表面的缺陷。在鍋爐壓力容器制造質(zhì)量控制過(guò)程中，探傷評(píng)定是質(zhì)量評(píng)定的重要手段，無(wú)損探傷的工作質(zhì)量及其檢驗(yàn)可靠性的控制主要包括對(duì)探傷人員操作技能的鑒定和探傷工藝的控制�？刂骗h(huán)節(jié)一般應(yīng)該包括：通用和專用工藝的編制、審批和使用，檢測(cè)人員的資格和管理，無(wú)損檢測(cè)設(shè)備、設(shè)施和器材的控制，焊縫無(wú)損檢驗(yàn)部位的可追溯性，無(wú)損檢測(cè)實(shí)施過(guò)程的控制，無(wú)損檢測(cè)記錄、報(bào)告和射線底片的質(zhì)量控制及保管等。
6 控制理化試驗(yàn)質(zhì)量 制造單位應(yīng)制訂和執(zhí)行理化試驗(yàn)控制的管理制度或程序文件，以保證受壓元件材料和焊接接頭的理化試驗(yàn)滿足法規(guī)、規(guī)章和標(biāo)準(zhǔn)的要求�？刂骗h(huán)節(jié)一般應(yīng)包括：試驗(yàn)規(guī)程的編制、審批和使用，試驗(yàn)人中的管理，試驗(yàn)設(shè)備和器材，試樣的取樣、加工和檢測(cè)，試驗(yàn)的操作，試樣的保管，試驗(yàn)的記錄、報(bào)告及保管，外協(xié)的理化試驗(yàn)的質(zhì)量控制等。
7 控制不符合項(xiàng) 由于種種因素，在制造過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)制造的工件或其他的事務(wù)不符合規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)或者文件要求的現(xiàn)象，這種情況稱為不符合項(xiàng)，也有叫做不合格項(xiàng)，不合格品等等。制造單位應(yīng)制訂和執(zhí)行嚴(yán)格的不符合項(xiàng)控制的管理制度、程序文件和流程控制，使所有的不符合項(xiàng)未經(jīng)處置合合格不得用于下一步生產(chǎn)，以保證不合格的鍋爐壓力容器產(chǎn)品不準(zhǔn)出廠。控制環(huán)節(jié)一般應(yīng)包括：不符合項(xiàng)的判定、標(biāo)識(shí)、處置、記錄等。
結(jié)語(yǔ)：
壓力容器是一種特殊設(shè)備，其工作條件差，一般要承受較大的壓力，在運(yùn)行和使用中損壞的可能性比較大。因壓力容器內(nèi)部的介質(zhì)具有很高的壓力，有一定的溫度和程度不同的腐蝕性等等，并且在不停地運(yùn)動(dòng)，不停地對(duì)壓力容器產(chǎn)生各種物理的、化學(xué)的作用，因而使容器產(chǎn)生腐蝕、變形、裂紋、滲漏等缺陷。因此，為了避免在使用過(guò)程中導(dǎo)致嚴(yán)重爆炸事故，壓力容器的設(shè)計(jì)合理性，制造質(zhì)量合格關(guān)鍵。因此，“壓力容器安全”的規(guī)范的制定和更新對(duì)壓力容器的制造與維護(hù)有指導(dǎo)性意義。
