快开门式压力容器定期检验的检验要点分析与处理

王 平， 王长蕾， 石风涛

（淄博市特种设备检验研究院， 山东 淄博 255086）

0 引言

快开门式压力容器是指进出容器的端盖或者封头与主体间带有相互嵌套的快速密封锁紧的压力容器，工作压力一般在0.1～0.6MPa 之间，工作温度低于200℃，由于不需要逐个拧紧或者松开紧固螺栓，快开门式的压力容器启闭时间较短，物料装卸方便，因而在建材、食品、医药、纺织等领域广泛应用。 按照关开盖形式可分为：齿啮式、卡箍式、平移式快开门压力容器，按照安全联锁装置不同，可以分为机械式安全联锁装置、电动式安全联锁装置、组合式安全联锁装置。 机械式安全联锁装置常用于灭菌锅等快开门压力容器，这种联锁方式特点为成本低、结构简单、但是频繁开启关闭，容易磨损失效，特别是使用时间过长的设备，危险系数高，不易满足容规的联锁要求。 电动式安全联锁装置采用微机控制，精度高、反应灵敏、易于实现自动化，但寿命短、成本高等缺点，常用于医用灭菌器等压力、 温度要求不高的领域。 组合式安全联锁装置综合了机械式与电动式的优点，以机械控制为主、电气控制为辅的控制方式，适用于高温、高压、环境恶劣的场合，多用于建材、橡胶等领域，大多安装在蒸压釜、硫化罐等设备上。

1 在定期检验中快开门式压力容器的资料审查

资料审查是定期检验中重要组成部分， 通过查看资料，了解该设备的基本情况和使用单位的管理水平，查看设计资料、制造资料、安装竣工资料、登记证、登记注册表、年度检查报告、上次检验报告（首次检验除外），与其他设备相比， 重点审查设计图纸的安全联锁的设计要求，使用的安全联锁装置是否满足设计要求；安装资料中是否有安装调试报告； 管理资料中操作人员是否持有特种设备操作人员证书，证书是否在有效期内；年度检查报告中是否对安全联锁装置进行了检查，安全运行记录中是否有异常记录； 上次检验报告中是否有异常记录。

2 在定期检验中快开门式压力容器的宏观检验

宏观检验是现场检验的第一步， 可对设备有一个初步判断，为下一步微观检验奠定基础，可以判断本设备的检验重点，首先查看本设备铭牌，通过设备代码、产品编号、生产厂家判断是否为该设备，若没有铭牌，可通过设备标识、容积、直径、高/长、材质、焊缝布置等综合判断确定。 与其他设备相比，快开门式压力容器有其特殊的缺欠特征。 比如染色机， 染色机大多是不锈钢材质的压力容器，通过染液、水蒸气加热纺织材料，达到一定的工艺目的。 第一，由于纱笼频繁的吊进吊出，易于内壁、法兰、端盖封头产生碰撞， 重点查看本体或者焊缝是否有磕碰或者划伤等机械接触损伤；第二，由于染液成分复杂，特别是含有氯化钠的染液，易发生氯离子腐蚀损伤，在染液液面以下的应力集中处和染液残留处， 重点查看是否有裂纹。 第三， 由于纺织材料在染液中加压加热残留在染液中，易沉积在排放装置和信号泄露指示孔中以致阻塞。比如蒸压釜， 蒸压釜是指通过蒸汽将建筑材料或者橡胶材料加工达到一定工业目的的钢制压力容器， 大多采用碳钢材质，经常存在腐蚀和冲蚀现象。 第一，由于建筑材料或者橡胶材料成分复杂，蒸汽冷凝后，将其中的酸或者碱带入到冷凝水中，而冷凝水又在设备底部长期存在，加之材料表面钝化膜破坏和氧的存在，长时间作用下，易产生底部点腐蚀，多发生在釜体底部两侧，呈现螺旋状零星分布，中间有一个个小的开口。 第二，由于蒸汽进气管设置不合理，进气孔面向釜体，长时间对釜体产生冲蚀减薄。第三，釜底部一般设置导轨，物料进出通过导轨上的小车完成，小车制作不当或者物料体积较大，在釜体两端易于小车或者物料发生磕碰， 易造成纵向划痕等机械接触损伤，减薄筒体钢板厚度，降低筒体的材质的机械强度，划痕严重时有可能造成密封面漏气，通常采用焊接修补的方式填补划痕，以后使用应加强管理定期检查；第四，釜体法兰及密封面变形失圆， 一方面是由于支座承重太大，另一方面是由于上部与下部存在温差，从而上部与下部膨胀伸长量不一致，长时间允许导致釜体上拱或者下凹，导致釜盖与釜体密封面贴合时，产生缝隙，密封不严，影响设备正常运行。 第五，蒸压釜一般体积都在50m3以上，长度在20m 左右，设备跨度比较大，通常设置多支座，中间为固定支座，两边为活动支座，多个支座易造成筒体与鞍座弧面，鞍座平面与基础平面接触不良，导致受力不均，个别鞍座与筒体脱离，鞍座底部支辊滚动受阻，同时设备周期性升压降压，引起釜体弯曲变形，阻碍热胀冷缩运动，因此，需要查看多支座膨胀孔设置、安装是否合理[1]。

3 在定期检验中快开门式压力容器的壁厚测定

快开门式压力容器的壁厚测量与其他容器基本一致，按照压力容器定期检验方案，要求每块板不少于两个点，每个接管不少于一个点，如果有异常，可以增加测点，或者通过其他方式确定。第一，如果测量厚度与原始数据或者上次检测数据差别较大， 可采用强度校核的方式确定是否满足要求。主要包括以下情况：①实测壁厚小于设计壁厚减去腐蚀裕量的； ②缺少设计资料， 设计厚度不明，无法确定实测壁厚是否满足使用要求。 第二、重点测量腐蚀坑最低处的厚度， 以及测量形成凹坑的长轴、短轴、深度，则采用无量纲的方式判断是否满足要求。 如果小于壁厚余量，则该凹坑允许存在，否则，将凹坑按照其外接矩形规则化为长轴长度、 短轴长度及深度的半椭圆球形凹坑，计算无量纲参数G0，如果＜0.1，则该凹坑允许存在[2]。如果无量纲参数超过0.1，则需要对设备进行重大维修， 维修需要具有压力容器相应制造资质的制造单位实施，首先需要进行开工告知，并向检验检测机构进行申报，开展监督检验，提供维修施工方案、焊接作业指导书、焊工资质、探伤报告、焊接检查记录；然后要求检验人员耐压试验见证， 耐压试验符合要求后， 出具监督检验报告，然后再出具定期检验报告。

4 在定期检验中快开门式压力容器的无损检测

无损检测是定期检验的必不可少的一部分， 能够发现宏观检验中发现不了的微观缺陷。与其他容器相比，快开式压力容器易发生微观裂纹的位置，有其独特的特点。比如染色机， 重点检测染液以下的主体焊缝和接管角焊缝，由于采用不锈钢材质，通常采用渗透检测，与其他设备无异。 以下重点介绍蒸压釜的无损检测要点，第一，由于釜体法兰与釜体、釜盖与釜盖法兰属于异种钢焊接，易产生裂纹，应当整圈打磨；第二，由于釜体中下部存在于蒸汽冷凝水的潮湿环境中， 环焊缝下部存在或大或小的腐蚀坑，加之工作压力和工作温度频繁的周期性变化，这些部位易产生应力腐蚀裂纹， 应重点进行无损检测。 第三，由于啮合齿经常开关闭合，内齿与外齿经常摩擦和磕碰，齿根部易产生最大峰应力，啮齿容易产出变形，齿根处容易产生裂纹。务必需要进行无损探伤，一般采用渗透检测，检测要求符合NB/T47013.4-2015 标准，检验方法为ⅡC-d，检验温度在10℃以上，标准试块采用镀铬试块，渗透剂、清洗剂、显像剂型号均为DPT-5，渗透、干燥、显像时间均在10min 以上，可见光照度在500LX 以上，质量等级要求Ⅰ级[3]。

如果选用铁磁性材料，优先选用磁粉检测，符合NB/T47013.4-2015 标准， 具体要求如下： 检测比例不少于20%，检测方法为湿式连续法，磁化方法为交叉磁轭法，磁化规范采用A1：30/100 标准试片验证， 由于在设备内壁检验， 磁粉采用2.0g/L 荧光磁粉， 工件表面光照度在1000μW/cm2-20Lx 之间，质量验收等级为Ⅰ级。 如果发现裂纹应当打磨消除，打磨消除后形成的凹坑，按照无量纲方式判断是否符合要求；如果需要进行埋藏缺陷探伤，可选用超声检测、射线检测或者相控阵检测，一般优先选用超声检测，超声检测符合NB/T47013.2-2015 标准，检测方法采用横波一次反射法，检测面采用单面双侧，扫描调节为声程， 扫查方式为锯齿形扫查， 检测级别不低于B级，合格等级不低于Ⅱ级。

5 在定期检验中快开门式压力容器的安全联锁与安全附件检查

安全联锁装置是快开门式压力容器独有的安全附件之一，据统计，每年快开门式压力容器事故占承压类安全事故的三分之一， 而百分之九十的快开门式压力容器安全事故是由安全联锁失效引起的。 安全联锁装置完全拆除的情况也经常发生，见图1。 因此，安全联锁装置是否有效是定期检验中最重要的组成部分。 市场上的安全联锁装置实现方式各异，大都分为这三种形式：机械式，电气式、组合式，但要求都是一致的，主要关注以下三点是否符合要求：关紧后升压、同步报警。 现从以上三种形式与三点要求说明安全联锁的检验要点，第一，机械式检验办法：观察定位插销与定位卡箍位置是否正确，用笔或者压缩空气将定位销顶出，观察是否有卡阻，变形，提升高度是否能够插入定位卡箍。手动检查各限位触点，验证与它有关的声光报警是否动作。

图1 安全联锁装置图Fig.1 Diagram of safety interlocking device

电气式检验办法：关门时，用万用表测量行程开关关闭前后是否有电，关闭到位后，观察防越位行程开关及门齿啮合位置是否正确，门箍联动排气阀是否关闭，进气电磁阀是否有电，有电则安全联锁有效。 压力降到零后，控制电路供电，开启后，观察门的开启位置，越位行程开关位置是否正确。第三，组合式检验方法：关门前，检查排放气动阀的电磁阀是否有电，关门后，检查蒸汽入设备的气动阀的电磁阀是否有电，若得电，说明有效；当正常运行时，蒸汽入设备的气动阀的电磁阀和开关电视应当失电，压力下降过程中， 所有电磁阀均失电， 当压力下降到零时，开闭门电机应当得电[4]。

快开门式压力容器通常设置安全阀和压力表， 安全阀必须每年校验一次，看是否打上标牌和铅封，切记不可随意拆除或者自行进行调节， 同时使用单位应当定期进行排气试验，以保证安全阀超压时，能正常排气泄压；压力表应当每半年强检一次， 并在工作压力极限位置划上红线，选用应当符合量程、精度、直径、介质等要求，最好设置在存水弯管处或者三通冲刷装置处， 以便能够经常冲洗压力表，避免异物阻塞。 一些设备具有夹套，如果设计要求需要两个安全阀，检验时应特别关注，需要安装两个安全阀，同时两个检验期有效；小型灭菌锅一般应用到医疗机构或者其他行业的检测单位， 管理人员大多是行政人员， 况且安全阀设置在后面内嵌的角落处， 不易发现，这类容器经常出现安全阀未效验情况；机械式联锁装置和一某些电气式安全联锁装置的压力容器需要通过压力表来判断釜内是否已经降压到零， 因压力表未校验或者损坏，误认为釜内无余汽而进行开盖操作时，经常发生撞伤或者蒸汽烫伤事故，则务必保证压力表校验合格。

6 结束语

快开门式压力容器设备使用广泛， 同时也容易发生安全事故，首先，本文从定期检验的角度，通过总结分析，提供了宏观检验、壁厚测定、无损检测、安全联锁装置检查、安全阀与压力表检验办法和主要事项，尤其对安全联锁装置，着重分析了三类联锁装置的特点和检验要点，为这类容器的定期检验提供了参考， 保障了这类设备的运行安全；其次，使用单位须对管理人员与操作人员进行安全培训， 制作行之有效的设备管理制度和设备安全操作规程，定期开展月度检查、年度检查、运行记录检查，及时发现安全隐患，及时整改到位；最后，操作人员必须考取操作人员证书，加强管理，严禁脱岗、离岗和替岗，严禁物料超宽、超高，定期清理轨道下部冷凝水和污物，做好设备保养。通过使用单位、检验机构和检察人员多方齐抓共管，共同排除安全隐患，避免快开门式压力容器事故的发生。