浅谈超期服役蒸压釜的检验重点

摘 要：本文从超期服役蒸壓釜的工作环境和常见损伤模式出发，针对性的介绍了所采用的检验方法及检验重点，旨在于保证超期服役蒸压釜的运行安全，也为从事相类似工作的同行提供一定的技术参考。

关键词：超期服役蒸压釜；损伤；检验重点

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.033

超期服役蒸压釜是指达到蒸压釜设计使用年限或者设计文件中未明确使用年限，但实际使用超过20年的蒸压釜，仍要继续使用的[1]。随着使用年限的增长，超期服役蒸压釜的使用性和安全性都逐渐降低，但从企业节约成本的角度出发，仍希望能在满足条件的情况下继续使用，所以如何保证超期服役蒸压釜的安全运行就显得尤为重要。本文以国家相关法律法规和技术规范为依据，在多年一线检验的基础上，针对如何做好超期服役蒸压釜的安全检验工作进行了深入研究讨论，旨在为检验人员提供有力的检验依据。

1 超期服役蒸压釜工作环境及常见损伤模式

常见的蒸压釜大多属于第一、二类压力容器，主要用于加气混凝土砌块、混凝土管桩、灰砂砖、煤灰砖的高温高压蒸压养护，一般由由釜体装置、釜盖装置、安全装置、摆动装置组成，最常见的蒸压釜结构为底部中间有一个固定支座，用作支撑釜体，其余都为带滑辊的活动支座，用作热胀冷缩后的两端自由伸缩，防止蒸压釜发生变形。超期服役蒸压釜工作中承受内部载荷较大，承载大量砌块、灰砂砖、煤灰砖等，且为间歇性工作，釜内需加压、加热、降压、降温，砌块、灰砂砖、煤灰砖等经常出入蒸压釜[2]。因此，工作环境较差，主要在以下3种环境中工作：

1.1 化学腐蚀环境

蒸压釜的腐蚀大多产生在釜底和釜顶，特别是底部比较严重，损伤形式可能呈局部腐蚀，也可能呈均匀腐蚀，甚至出现裂纹。此腐蚀产生的原因主要是蒸压釜中的冷凝水残留着苛性碱，正常状态下苛性碱不会发生腐蚀，但在蒸发浓缩或者高传热条件下会发生苛性碱的局部浓缩，导致碳钢表面发生碱腐蚀。同时，蒸压釜的安装主要采用水平方式，且属于间接排放冷凝水，无法随时随地排尽釜内的冷凝水，造成釜内冷凝水中苛性碱浓度增大，引发碱腐蚀。如果碳钢表面的氧化铁保护膜已经发生损伤的话，也会加剧碱腐蚀的扩展。

1.2 电化学腐蚀环境

一般配套蒸压釜送汽的蒸汽锅炉蒸发量都较小，大多小于10t/h。根据锅炉水质检验规则的要求，并未规定对小于10t/h的蒸汽锅炉进行给水溶解氧的测定和控制。因此，锅炉给水中的氧气直接进入蒸汽，并被携带进入蒸压釜中，为釜体吸氧电化学腐蚀提供了充足的氧气，如果此时釜体存在拉应力，蒸压釜的底部就会产生应力腐蚀裂纹。

1.3 周期应力环境

蒸压釜在正常操作期间承受各种周期应力，如薄膜应力、弯曲应力、不连续应力、峰值应力、局部应力等，使用超过20年的蒸压釜周期应力的作用更加明显。因此，超期服役蒸压釜在升温、升压、降压和降温过程中更易受温度变化引起周期应力作用不断扩展，产生疲劳裂纹。

1.4 超期服役蒸压釜常见损伤模式

1.4.1 裂纹

釜体法兰与封头、釜盖法兰与筒体的连接焊缝极易产生表面裂纹；蒸养车用钢轨与釜体的连接部位、活动支座与釜体的连接部位、蒸压釜固定支座与釜体连接部位、蒸压釜现场组焊的环焊缝几个部位均易产生裂纹[3]。

1.4.2 腐蚀和减薄

腐蚀主要产生在釜底，主要包括氧腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀。同时，出入蒸压釜太过频繁也会造成釜底的磨损减薄和机械损伤。

1.4.3 变形

由于设计不合理、操作不当或与蒸压釜连接的锅炉发生故障等都会引起蒸压釜主结构体的变形，主要发生在釜体法兰密封面上，影响密封效果。

1.4.4 安全附件失效

蒸压釜的安全附件主要有安全阀、压力表以及快开门安全联锁装置。快开门安全联锁失效作为目前蒸压釜事故发生的主要原因，因此备受检验员关注。蒸压釜的快开门安全联锁装置固定于釜体法兰侧面，由安全手柄、套筒、球阀及接杆等组成，其作用是关掉釜盖进汽以及排汽打开釜盖的连锁。超期服役的蒸压釜因长时间频繁使用安全联锁装置，最易造成安全联锁装置的安全圆盘和釜盖限位块发生失圆和变形，导致安全手柄与球阀无法同步，进而造成安全联锁装置失效，发生升压加气后釜盖飞出造成伤害。

2 超期服役蒸压釜的检验重点

超期服役蒸压釜的检验重点应综合考虑其运行环境情况、历年检验情况、材料特性以及操作人员情况等可能导致发生的一系列损伤，最终确定详细的检验项目和方法。

2.1 检验方案的制定

应根据蒸压釜使用情况、损伤情况、失效模式以及检验实际设备情况制定检验方案，并由检验机构技术负责人审查批准。对于有特殊情况的蒸压釜检验方案，应征求蒸压釜使用单位意见。

2.2 资料审查

资料审查的重点在于了解超期服役蒸压釜在允许使用年限中的安全运行情况，以便检验人员进行针对性的检验[4]。重点审查以下资料：（1） 设计资料，含图纸等；（2） 出厂资料，含出厂合格证和制造监督检验证书等；（3） 安装竣工资料，以及安装监检证书；改造或者重大修理资料，以及改造、重大修理监检证书；（4） 使用单位管理记录，含运行记录、维护保养记录以及异常运行记录；（5）历年的检验报告及检查资料，含年度检验报告、定期检验报告及合格证。

2.3 宏观检验

宏观检验主要采用目视和放大镜检查的方法对超期服役蒸压釜结构布置、几何尺寸、表面腐蚀情况，以及焊缝、隔热层等。检验重点主要是蒸压釜外表面的物理损伤，比如纵（环）焊缝的表面裂纹、腐蚀、变形、对口错边量、棱角度、焊缝余高、咬边等是否符合检规的要求。同时，还需要观察整个蒸压釜的位置情况，比如是否发生沉降、地脚螺栓是否完好等。

2.4 超聲波壁厚测定

测厚检查间接反映了材料的强度指标以及承载能力，也是超期服役蒸压釜检验的重要项目，一般采用的是超声波测厚方法。测定位置应当有代表性，且测点应具备足够数量。测点后标图记录，对异常测厚处做详细标记，一般选择以下位置：

（1）蒸压釜釜底易腐蚀部位；

（2）往年测厚检测中有明显减薄的部位及易磨损变形的部位；

（3）釜体有接管的部位；

（4）其他可疑的部位。

2.5 无损检测方法

对于超期服役的蒸压釜，采用表面缺陷无损检测和内部缺陷无损检测相结合的方法进行缺陷种类和位置的确定。尤其对于铁磁性材料制造蒸压釜的表面无损检测，优先采用NB/T 47013中的磁粉检测方法，射线检测和超声波检测作为补充检测。具体要求如下：

（1）釜盖封头上的对接焊接接头；釜盖封头与釜盖法兰焊接的环向焊接接头；釜体与釜体法兰焊接接头；蒸压釜在现场拼接的筒体环向焊缝，釜底两轨间的环向焊缝，釜盖内部角焊缝，T型接头，接管角接头以及易产生裂纹的部位，如焊接时电弧损伤区、补焊区等都应作为检验重点区域，其检测比例应满足TSG 21-2016的要求[4]。

（2）检测中发现裂纹时，应按照NB/T 47013和TSG 21-2016的要求扩大表面无损检测的比例及区域，同时增加射线检测或者超声波检测确定缺陷的位置和尺寸。

2.6 强度校核

经过超声波测厚发现局部有明显腐蚀减薄的现象，就需要对腐蚀部位进行强度校核，校核G0是否在允许的范围内。同时对材质名义厚度不明确、结构不合理，或者检验人员对强度有怀疑的超期服役蒸压釜，也应进行强度校核。除了采用常规方法进行强度校核外，还可以采用应力分析或者实验应力测试等方法进行校核校核。

2.7 安全附件检查

安全附件包括安全阀、压力表及快开门式安全联锁装置等，对安全附件的检验有下列要求：

（1）安全阀、压力表是否在校验有效期内；

（2）快开门式安全联锁装置是否满足实际使用的要求，否则建议更换新的安全联锁装置。

2.8 耐压试验

耐压试验的试验参数，准备工作、现场安全措施、试验介质确定、试验过程曲线记录等均需按照TSG 21-2016或设计文件的相关规定执行。

近年来，蒸压釜的安全事故屡屡发生，特别是因超期服役、操作不当、安全附件失效等原因造成蒸压釜在使用过程中发生爆炸[6]。因此，超期服役蒸压釜的检验要比普通蒸压釜的定期检验要求更严格，同时缩短检验周期。如发现无法修复的重大缺陷应立即告知使用单位更换新的设备，最大限度降低超期服役蒸压釜的安全风险，避免恶性事故的发生，充分保障特种设备安全经济运行。

参考文献：

[1]TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》[S].

[2]JCT 720-2011《蒸压釜》[S].

[3]毛向斌.快开门式压力容器定期检验的重点——蒸压釜[J].科技与创新，2015（18）：110.

[4]林道云，覃杰.超期服役压力容器检验方法的探讨[J].中国特种设备安全，2015：46-48.

[5]NB/T47013.1-47013.6-2015《承压设备无损检测》[S].

[6]沈爱军.浅谈超期服役压力容器的安全管理[J].化学工程与装备，2017（07）：251-253.

作者简介：白瑞娟（1985-），女，硕士研究生，中级，检验师，主要从事特种设备检验工作。

推荐访问:超期 服役 浅谈 检验 重点