壓力容器在化工廠整個(gè)設(shè)備中占70%以上，其易然、易爆性直接關(guān)系到生產(chǎn)的安全性。近年來(lái)，壓力容器事故發(fā)生，嚴(yán)重影響其使用壽命，所以，我們必須從設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用管理和定期檢驗(yàn)每個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)控，以保證其使用的安全性。

    一、設(shè)計(jì)

    壓力容器的基本設(shè)計(jì)思想是一次薄膜應(yīng)力或最大直接應(yīng)力不得超過(guò)許用應(yīng)力，計(jì)算應(yīng)力依據(jù)的理論是最大應(yīng)力理論。無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都應(yīng)用了這一設(shè)計(jì)思想，我國(guó)以GB150-98《鋼制壓力容器》以及《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》為基本規(guī)范，對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，也是基于這一理論。設(shè)計(jì)對(duì)壓力容器來(lái)說(shuō)是保證質(zhì)量的第一步，其正確的選材、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)都是至關(guān)重要，經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展，容器在選材上一般很少出現(xiàn)事故，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理性，造成容器壽命縮短在使用中卻很常見(jiàn)，如寶氮冷凝塔，洗氣塔在使用一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)塔頂噴頭周?chē)?nèi)壁沖刷腐蝕嚴(yán)重，原來(lái)是噴頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，后經(jīng)對(duì)噴頭進(jìn)行改造，使其噴出的冷凝水范圍正好在塔內(nèi)徑以?xún)?nèi)，就可均勻?yàn)⒃谔盍仙?，而不至于直接沖刷到塔壁上，并對(duì)塔內(nèi)壁進(jìn)行防腐，改造后，效果良好，未再發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

    二、制造

    壓力容器制造過(guò)程質(zhì)量的好壞主要由焊接質(zhì)量來(lái)決定合理的焊接工藝，焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及高質(zhì)量的焊接水平是貫穿于整個(gè)制造環(huán)節(jié)，保證焊接質(zhì)量，降低由焊接及卷制過(guò)程帶來(lái)的殘余應(yīng)力，為最終目的且質(zhì)保體系的正常運(yùn)行。由于制造過(guò)程中A、B類(lèi)焊縫可通過(guò)檢測(cè)手段來(lái)控制其質(zhì)量，其余C、D類(lèi)焊縫一般只能做表面檢測(cè)，有的甚至由于結(jié)構(gòu)原因無(wú)法檢測(cè)，況且即使A-B類(lèi)焊縫一般只是做20%檢測(cè)，這些未檢測(cè)的焊縫其質(zhì)量的優(yōu)劣很大程度影響到容器使用后的壽命，對(duì)于特殊使用條件下的容器在制造時(shí)還可進(jìn)行必要的熱處理，以消除由于制造過(guò)程中殘余應(yīng)力引起的容器破壞，可見(jiàn)焊接質(zhì)量的重要性。寶氮廠2#綜合塔，材質(zhì)為16MnR，規(guī)格為Φ3000×16，H=17000，使用半年后，在其中部?jī)?nèi)徑結(jié)構(gòu)復(fù)雜的罩帽環(huán)形區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重穿透性群裂紋。多次引起全廠停車(chē)，經(jīng)分析，這些裂紋為應(yīng)力腐蝕裂紋，主要是容器制作時(shí)焊接質(zhì)量差，加之結(jié)構(gòu)的不合理，在氨介質(zhì)的環(huán)境下，造成應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，雖然經(jīng)各種補(bǔ)救辦法處理，但該容器其安全狀況等級(jí)下降，一直處于監(jiān)控使用狀態(tài)。

    三、安裝

    在設(shè)計(jì)、制造階段，人們往往對(duì)容器的質(zhì)量特別重視，經(jīng)過(guò)層層質(zhì)保體系進(jìn)行把關(guān)，力圖把一個(gè)合格的、高質(zhì)量的產(chǎn)品交付使用單位，而使用單位在安裝過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)施工單位與制造單位并非同一單位，銜接不上，以及工期等要求，往往急于安裝就位而忽視了安裝過(guò)程對(duì)容器質(zhì)量的影響，甚至給容器帶來(lái)新的缺陷，常見(jiàn)現(xiàn)象有以下幾種：
    （1）安裝與容器相接的樓梯、平臺(tái)時(shí)，支撐對(duì)容器材質(zhì)了解不詳細(xì)，甚至沒(méi)有意識(shí)，選擇貼板材質(zhì)與容器母材不符或有的干脆直接焊在容器上，造成局部應(yīng)力集中，有的選擇焊條不慎重，個(gè)別單位在不銹鋼設(shè)備上也用碳鋼焊條焊接，種種細(xì)節(jié)上的疏忽，造成容器焊接質(zhì)量差，焊接缺陷多，焊接應(yīng)力增大，有的即使返工了也無(wú)法消除危險(xiǎn)性缺陷源，往往成為事故的源頭。
    （2）容器在管線連接安裝時(shí)，由于工藝設(shè)計(jì)的不合理性或安裝方法不當(dāng)，往往出現(xiàn)接管與容器連接時(shí)生拉硬套現(xiàn)象或在開(kāi)車(chē)后，由于熱影響而膨脹力無(wú)法消除造成人為的安裝應(yīng)力，為設(shè)備及其后續(xù)管理埋下了隱患，造成應(yīng)力腐蝕泄露，法蘭密封面、焊接點(diǎn)泄漏事故增多。

    四、使用管理

    （1）保溫
    化工壓力容器多數(shù)屬于需要保溫的容器，在新安裝以后，各廠家均能按照?qǐng)D紙要求對(duì)其進(jìn)行保溫，而隨著時(shí)間的推移，保溫層破裂或檢測(cè)后撕開(kāi)的保溫層卻往往得不到及時(shí)的維修，有的甚至多少年置之不理，每當(dāng)下雨或現(xiàn)場(chǎng)雨水、介質(zhì)滲入破裂的保溫層縫隙后，在設(shè)備的某個(gè)區(qū)域而造成死角，使該部分殼體外壁腐蝕，而這樣的局部腐蝕由于其隱藏在保溫層內(nèi)而無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成不必要的設(shè)備隱患。2002年，我們?cè)趯?duì)合成一貯罐檢查時(shí)，拆除保溫層后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)封頭部分由于長(zhǎng)期積水，表面腐蝕十分嚴(yán)重，最嚴(yán)重的地方其厚度減薄量達(dá)3毫米，這臺(tái)設(shè)備如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)將會(huì)因?yàn)榫植扛g而報(bào)廢。
    （2）檢修
    壓力容器在日常生產(chǎn)中，經(jīng)常需進(jìn)行各種檢修，如：換熱器列管的疏通、清洗、塔內(nèi)填料的充裝等，往往要拆開(kāi)封頭、法蘭、更換其密封墊，部分鉗工由于責(zé)任心不強(qiáng)或貪圖速度，在清理密封面時(shí)，使用工具不當(dāng)造成密封面損傷。如合成大銅塔下蓋密封面在98年大修開(kāi)車(chē)后發(fā)現(xiàn)泄露，拆開(kāi)后發(fā)現(xiàn)密封面上有兩道明顯的貫通劃痕，二次停車(chē)處理，由于塔體大，無(wú)法加工，后自制專(zhuān)用研磨工具，現(xiàn)場(chǎng)研磨整個(gè)密封面，直到劃痕消失。
    （3）維護(hù)
    由于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的調(diào)節(jié)或其它原因，有些系統(tǒng)需暫?；蛲＼?chē)檢修，一般系統(tǒng)停車(chē)檢修時(shí)，出于檢修安全需要，對(duì)系統(tǒng)均能進(jìn)行認(rèn)真置換、清洗，保證系統(tǒng)介質(zhì)排放清理干凈，也便于檢修動(dòng)火安全。而暫停不用的系統(tǒng)往往疏于管理，處理過(guò)程中不徹底，造成介質(zhì)滯留死角，長(zhǎng)期放置后，這些腐蝕性質(zhì)對(duì)容器造成嚴(yán)重?fù)p壞，甚至報(bào)廢。如凈化系統(tǒng)脫碳、脫硫崗位，在99年停車(chē)后，一直未啟用，2004年當(dāng)重新啟用恢復(fù)時(shí)，所有的碳鋼換熱器經(jīng)試漏因列管腐蝕全部報(bào)廢，管道大部分下半部分明顯減薄，所有與腐蝕介質(zhì)相接的伐門(mén)均嚴(yán)重銹蝕，其主要原因是當(dāng)時(shí)停車(chē)時(shí)未進(jìn)行系統(tǒng)置換，造成的損失令人痛心。
    （4）防腐
    壓力容器防腐有兩種目的，其一是進(jìn)行介質(zhì)區(qū)分，刷上不同的表面顏色，使人一目了然；其二是保護(hù)外殼體，防止環(huán)境的腐蝕，經(jīng)常常見(jiàn)的作法是表面除銹，刷底漆即防腐漆二遍，面漆二遍，而刷什么性質(zhì)的漆不太引起重視，往往使防腐層很快脫落，以我廠球罐為例，多年以來(lái)，常規(guī)辦法是表面打磨完后，刷防銹漆二遍即環(huán)氧樹(shù)脂漆、面漆二遍即可，由于不耐老化，面漆一般一年后就開(kāi)始脫落。近年來(lái)，根據(jù)現(xiàn)代防腐技術(shù)發(fā)展，結(jié)合北方冬季氣候干燥、夏季炎熱、晝夜溫差大的特點(diǎn)，我們選擇耐溫差、耐老化、適合北方氣候的氯化磺面漆，其防腐效果大為好轉(zhuǎn)，使用2年仍完好無(wú)損。

    五、合理使用

    由于企業(yè)生產(chǎn)需要，往往對(duì)一些閑置或報(bào)廢的壓力容器改做其它壓力容器，這其中涉及到壓力容器的合理使用。一臺(tái)壓力容器按一定的工藝條件設(shè)計(jì)制造而成，且已使用，現(xiàn)改作另一種工藝條件下使用時(shí)，不僅僅只看壓力是否合適，而對(duì)該容器全面檢驗(yàn)完后按新工藝條件下的工藝參數(shù)，從壓力、溫度、介質(zhì)、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等按照設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)其主要受壓元件按檢驗(yàn)實(shí)際數(shù)據(jù)逐一進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，完全滿(mǎn)足新工藝條件方可使用。必要時(shí)還做材質(zhì)分析，尤其注意的是由于工藝條件的改變，有些容器還要做一定的結(jié)構(gòu)上的改造，在改造時(shí)必須由有壓力容器制造許可證的單位實(shí)施改造，并經(jīng)勞動(dòng)局驗(yàn)收合格，方可使用。目前，各企業(yè)存在問(wèn)題是，往往是大修過(guò)程中進(jìn)行改造，且在現(xiàn)場(chǎng)完成，對(duì)質(zhì)量要求或把關(guān)不嚴(yán)，甚至認(rèn)為只是改一下而已，不必小題大做。2003年大修改造設(shè)備時(shí)，由于一接管需改變位置，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)塔體重新開(kāi)孔，由于施工隊(duì)伍沒(méi)有壓力容器制造許可證，在焊接接管時(shí)，一是焊條選擇錯(cuò)誤，二是補(bǔ)強(qiáng)板選材錯(cuò)誤，三是焊接坡口質(zhì)量差，間隙過(guò)大，造成開(kāi)車(chē)后即發(fā)生泄漏，后經(jīng)停車(chē)處理，二次返修才保證了質(zhì)量。這些錯(cuò)誤的作法，從理論上講很容易避免，而從實(shí)際操作過(guò)程中來(lái)講，由于并非人人對(duì)壓力容器有足夠的認(rèn)識(shí)了解，加之低壓設(shè)備容易使人忽視，往往在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中出現(xiàn)不必要的失誤。對(duì)在原工藝條件下已報(bào)廢而降壓至另一工藝條件下使用的容器同樣進(jìn)行以上工序，并按規(guī)定進(jìn)行備案，詳細(xì)記錄，要做到既滿(mǎn)足生產(chǎn)的使用，為企業(yè)節(jié)約資金，又保證壓力容器的安全使用。
 

    六、定期檢驗(yàn)

    按照國(guó)家《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，壓力容器必需進(jìn)行定期檢驗(yàn)，但在壓力容器檢驗(yàn)過(guò)程中，仍存在一些問(wèn)題，影響壓力容器檢驗(yàn)的可靠性和使用壽命。
    （1）檢驗(yàn)位置
    壓力容器第一次檢驗(yàn)是在制造時(shí)完成的，當(dāng)時(shí)存在的缺陷（在合格范圍之內(nèi)）一般均在容器出廠質(zhì)量證明書(shū)中標(biāo)明，在使用過(guò)程檢驗(yàn)中，應(yīng)首先對(duì)有缺陷的部位進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)，由于人員的變動(dòng)，檔案管理失誤，有時(shí)造成對(duì)容器原始資料的不了解，使有缺陷的地方未能列入重點(diǎn)檢則。其次，由于檢測(cè)人員一般是當(dāng)?shù)貏趧?dòng)局技術(shù)人員，對(duì)各廠每臺(tái)容器的介質(zhì)、工藝了解不是特別清楚，往往在現(xiàn)場(chǎng)取點(diǎn)時(shí)，由于操作方便和環(huán)境限制，特別對(duì)于塔類(lèi)容器從樓梯、平臺(tái)就近的設(shè)備部分取點(diǎn)，造成檢測(cè)的不全面性。以上現(xiàn)象就要求壓力容器管理人員必須對(duì)本廠容器狀況了如指掌，對(duì)檔案管理仔細(xì)認(rèn)真，對(duì)工作有很強(qiáng)的責(zé)任心來(lái)配合檢測(cè)人員做好每年的檢測(cè)工作，從而真實(shí)地掌握容器的狀況。
    （2）壓力試驗(yàn)
    根據(jù)壓力容器檢驗(yàn)要求，尋固定式壓力容器每?jī)纱蝺?nèi)外部檢驗(yàn)期間，至少進(jìn)行一次耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力應(yīng)超過(guò)最高工作壓力PW。
    在實(shí)際試壓過(guò)程中，有兩個(gè)問(wèn)題存在，一個(gè)是一線技術(shù)人員有時(shí)對(duì)規(guī)范了解不透，誤認(rèn)為壓力試驗(yàn)為圖紙要求的壓力值，而圖紙上所標(biāo)壓力試驗(yàn)PT=1.25P[δ][δ]t（P為設(shè)計(jì)壓力），是容器竣工出廠前，用超壓試驗(yàn)的方法來(lái)全面考核容器的強(qiáng)度，其壓力值高于最高工作壓力而制定的。
    其二，對(duì)于有些壓力容器，其實(shí)際日常操作壓力并未達(dá)最高工作壓力，其最高工作壓力即使出現(xiàn)也是短暫的，如果以最高工作壓力作為試驗(yàn)壓力且保壓時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)容器會(huì)造成損傷。以上兩種試驗(yàn)均造成試驗(yàn)壓力的不合理。以我廠碳化塔為例，按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，其工作壓力為0.7Mpa，而按以上計(jì)算其試驗(yàn)壓力分別為0.6MPa,所以該塔試驗(yàn)壓力為PT=0.6Mpa即可，而按以上計(jì)算其試驗(yàn)壓力分別為PT=0.875Mpa、PT=0.7Mpa，超過(guò)實(shí)際操作壓力，且試驗(yàn)時(shí)保壓30分鐘，由于該塔為六十年代建廠時(shí)設(shè)備，使用時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備老化，加之六十年代時(shí)技術(shù)水平所限，其制造質(zhì)量及當(dāng)時(shí)的制造規(guī)范較寬，在長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)強(qiáng)度試驗(yàn)壓力下，必會(huì)使設(shè)備本體受到損傷。后來(lái)我們改為試驗(yàn)壓力PT=0.6MPa，以保證其安全性。

    結(jié)束語(yǔ)：

    在壓力容器從設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用到定期檢驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，一般重大質(zhì)量均能得到關(guān)注，而一些不易被人察覺(jué)或容易忽視或由于對(duì)于規(guī)范認(rèn)識(shí)不足，理解不透而引起的如上所述的種種因素，卻時(shí)時(shí)刻刻在影響容器的使用壽命。我們必須在重視生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)量的同時(shí)，認(rèn)真學(xué)習(xí)國(guó)家有關(guān)壓力容器知識(shí)，不僅專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員學(xué)習(xí)，各級(jí)管理人員、工藝操作人員、維修鉗工也要普及這一方面的知識(shí)，特別是在使用階段關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié)，采取針對(duì)性措施以延長(zhǎng)壓力容器的使用壽命，對(duì)保證壓力容器的安全運(yùn)行尤為重要。

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文章名稱(chēng)：《在用壓力容器的安全使用與管理》

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