叶承勇
浅谈蒸压釜定期检验的检验要点
叶承勇
福建省锅炉压力容器检验研究院
蒸压釜是一种大型承压类设备,用途十分广泛,其安全状况直接影响到企业的正常生产和使用安全。该文就蒸压釜设备的特点,提出蒸压釜定期检验的检验要点。
蒸压釜 定期检验 检验要点
蒸压釜又称蒸养釜、压蒸釜,是大型压力容器设备。蒸压釜用途十分广泛,大量应用于加气混凝土砌块、混凝土管桩、灰砂砖、煤灰砖、微孔硅酸钙板、新型轻质墙体材料、保温石棉板、高强度石膏等建筑材料的蒸压养护。
蒸压釜承受交变载荷,釜体与釜盖采用快开门方式连接,是容易发生事故的压力容器。由于蒸压釜容积大,压力和容积的乘积(PV)很大,一旦发生破坏事故,释放的能量就很大,必将造成严重后果。蒸压釜设备的安全状况直接影响到企业的正常生产和使用安全,因此对蒸压釜进行定期检验相当重要。
下面就笔者在蒸压釜定期检验过程中发现的一些问题及对这些问题成因的分析,提出蒸压釜定期检验的若干要点。
根据《压力容器定期检验规则》的要求,压力容器的定期检验以宏观检验、壁厚测定、表面缺陷检测、安全附件检验为主,必要时增加埋藏缺陷检测等其他项目。
由于蒸压釜设备的特点及其周期运行的特性,对蒸压釜的定期检验,有以下几个要点。
宏观检验是蒸压釜定期检验最基本的检验方法,也是最重要的检验方法。宏观检验主要是采用目视方法检查蒸压釜的本体结构、几何尺寸、表面情况,以及焊缝、保温隔热层等是否满足安全使用的要求,检查重点主要有:
2.1.1检查釜体内的焊接接头有无裂纹
由于蒸压釜的周期性运行,釜体一直处在交变载荷的应力作用;也可能会由于排水管堵塞,釜内的冷凝水不能很好及时排除,导致釜顶和釜底内表面的温差引起温差应力;在这些应力长期作用下,釜体内的焊接接头会产生疲劳裂纹。这些裂纹用磁粉检测,检出率很高。
2.1.2检查蒸压釜内表面是否有机械损伤
国内蒸压釜的蒸养小车一般由钢丝绳托拽,钢丝绳易磨损和划伤釜底。再者,由于制品的叠放不当或者牵引蒸养小车时操作失误,在进出釜的过程中,制品或蒸养小车会碰伤或刮伤釜体内壁。机械损伤除了使釜体壁厚减薄,损伤部位也易形成裂纹扩展源,还有可能加速腐蚀速度。检验中经常发现一些蒸养混凝土管桩的蒸压釜内表面焊缝凸起处常被管桩头碰撞损伤。
2.1.3检查蒸压釜排水管有无堵塞,釜内底部是否有腐蚀状况
从蒸养小车上掉下来的加气混凝土坯料或砖料,如不及时清理,就堆积在釜底,有些则掉到排水管中,堵塞排水管,冷凝水排放不畅,聚积于釜底。这些堆积物和冷凝水中多含碱性物质,在拉应力下可能产生应力腐蚀;同时堆积物、冷凝水与空气及蒸汽中的氧共同作用,会造成釜内底部发生电化学腐蚀。某企业的一台蒸压釜全面检验时发现,整个釜底存在密集腐蚀坑,最深达3.6mm。
2.1.4检查釜内小车轨道托座与釜体焊接接头处及邻近区域是否出现撕裂现象
蒸养制品的进出,使轨道拖座与釜体间的焊接接头承受较大的交变载荷作用,接头处很容易产生疲劳裂纹。
2.1.5检查蒸压釜快开门釜体法兰与釜盖法兰的齿根部位是否有裂纹
由于蒸压釜的结构特点,这些部位几何结构不连续,易产生应力集中,且釜门经常启闭,存在着交变应力;另外,蒸压釜运行时经常升降压,也存在着交变应力,在这些交变应力的共同作用下,齿根部位可能就会产生疲劳裂纹。
2.1.6检查快开门安全联锁装置是否符合《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定
检查安全联锁装置是否满足:一是当快开门达到预定关闭部位,方能升压运行;二是当压力容器内部压力完全释放,方能打开快开门。
快开门式压力容器必须安装安全联锁装置,安全联锁装置是确保蒸压釜安全运行最重要的手段。近20年来我国发生蒸压釜的爆炸事故,大部分均与安全联锁装置有关。但是,检验时仍发现有个别企业对安全联锁装置的重要性认识不足,联锁装置损坏了也不及时修理。有的操作人员贪图方便,甚至擅自拆除联锁装置(不排除管理人员授意的可能)。
2.1.7检查蒸压釜支座是否损坏,活动支座托辊是否移位、脱落等状况
蒸压釜设备长度通常都较长,为防止釜体变形,设计过程一般采用多支座支承方式,由于热胀冷缩的原因,活动支座的托辊经常会发生移位、脱落,造成整个设备受力不均,产生附加应力。
2.1.8检查基础有无下沉
蒸压釜是一种大型卧式压力容器,在正常生产过程中其自身重量再加上制品的重量是很可观的,应避免因地基的下沉而引起对蒸压釜的附加应力。
2.1.9检查保温层是否破损
蒸压釜多数都是露天布置,风吹日晒下,保温层易老化、破损,雨水等通过破损处进入到保温层,聚积在保温层中,极易腐蚀釜体外表面。
对于首次全面检验时,壁厚测定是相当重要的,壁厚测定主要是为了复核设备的厚度。壁厚测定要有足够的测点数,对一些有代表性的位置进行壁厚测定,比如易腐蚀、磨损等部位。如蒸压釜底部,由于坯料堆积,冷凝水排放不畅,易形成腐蚀坑,壁厚测定时一定要把腐蚀层敲掉,再用砂轮机打磨平整后再测定。对异常壁厚点及邻近区域,要增加测点数,并对异常点做详细标记。
磁粉检测是检验蒸压釜内部表面裂纹的有效手段。
蒸压釜表面缺陷检测主要是对内表面的对接接头进行磁粉检测抽查。重点是对釜端两头的环向对接接头及釜体中的丁字焊缝处,釜体下部60°范围内的焊接接头,冷凝水聚积区和所有腐蚀区,经过维修的部位,以及在宏观检验中发现裂纹的部位。还有,就是检验上次检验中发现问题部位是否新生缺陷的产生。
在检测中若发现缺陷,应扩大检测的区域,以便发现可能存在的其他缺陷,对于发现的缺陷,应先争得使用单位的设备管理人员同意,再进行打磨消除,如打磨至母材表面缺陷仍未消除,应停止打磨,必要时可以增加埋藏缺陷检测,如射线检测或超声检测,来确定缺陷的性质。
安全附件检验主要是针对安全阀、压力表的检验,当然还有温度计、调节阀等的检验。
一般情况下,蒸压釜会在两釜端明显位置各配置一个压力表,应检查压力表的选型是否正确以及是否在校定有效期内,表盘上应有最高工作压力的红线。
安全阀有的配置一个,也有的配置两个,但总排放量都要满足安全排放的要求,应检查安全阀的选型是否正确以及是否在校定有效期内,安全阀应选用全启式安全阀,安全阀与釜体间管道不得装截止阀。
对蒸压釜进行定期检验,根据蒸压釜设备本身的结构特点及运行特性,把握检验重点,检验工作做到有的放矢,可以保证蒸压釜设备良好的安全状况。
[1] TSG R7001-2013, 压力容器定期检验规则[S].
[2] TSG R0004-2009, 固定式压力容器安全技术监察规程[S].