淺談壓力容器安全的重要性--云南特種設備作業(yè)
淺談壓力容器安全的重要性--云南特種設備作業(yè)
摘 要：壓力容器是一種特殊設備，其工作條件差，在運行和使用中損壞的可能性比較大。因壓力容器內部的介質具有很高的壓力，有一定的溫度和程度不同的腐蝕性等等，并且在不停地運動，不停地對壓力容器產生各種物理的、化學的作用，因而使容器產生腐蝕、變形、裂紋、滲漏等缺陷。即使壓力容器的設計合理，制造質量很好，在使用過程中也會產生缺陷。一旦發(fā)生事故不僅是容器本身遭到破壞，而且還會引起一連串惡性事故，如破壞其他設備及建筑物，危害人員生命安全，污染化境等，還會給國民經(jīng)濟造成重大損失。所以《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的制定是必要及必須的。
關鍵詞：壓力容器；安全；缺陷；安全評定；
1 壓力容器在國民經(jīng)濟中的地位與作用
壓力容器的應用極為廣泛。在工業(yè)、民用、軍工等許多部門，在科學研究的許多領域都有重要的作用。其中，它在石油化工的應用最為普遍，約占壓力容器總使用量的50%左右。而石油是當今世界重要的能源，石油化學工業(yè)包括化肥、醫(yī)藥、煉油、農藥、無機化工和有機合成等行業(yè)。其產品與人民生活、農業(yè)生產以及輕工業(yè)市場緊密相關。在發(fā)展國民經(jīng)濟、鞏固國防、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)部門也應用廣泛。例如城市、企業(yè)所用的煤氣和液化氣貯槽；工程機械所用的各種儲能器；各種動力機械的輔機；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2009版標準的特點
1981年國家勞動局總局頒發(fā)了《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》[2],1990年和1999年兩次對《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》進行修訂，并改名為《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》，2009年8月31日國家質量監(jiān)督檢查檢疫總局頒布了自2009年12月1日起正式實施的《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》[3]。
2009年版標準的修訂原則是：充分吸收事故教訓；提出基本安全要求，重要變化要有調研、數(shù)據(jù)的支撐；強化使用管理，強化應急救援預案；體現(xiàn)節(jié)能原則；促進生產，方便企業(yè)；有利于技術進步、科學發(fā)展；兼顧國際發(fā)展，具有中國特色；規(guī)范與標準協(xié)調一致。
09版新《容規(guī)》主要有以下幾個特點：
總則上的變化。（1）容器的分類。將原來條例式的說明改為原則條款，分類更加準確細致。分類只考慮介質的危害程度及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強圈、人孔、人孔蓋。
材料上的變化。壓力容器主用鋼板如果生產商供給非制造單位的話要求必須出具每張鋼板的質證書；對非壓力容器專業(yè)碳素鋼和低合金鋼板的S、P含量都不得大于0.035%；簡化了材料復驗要求，規(guī)定了材料的斷后伸長率。
設計資質。對采用國際標準或境外標準設計制造的壓力容器，不再使用目前單純由國家質檢總局特種設備批準的行政方式。
節(jié)能要求。要求壓力容器的設計要有基本的節(jié)能降耗考慮。
制造。取消進口壓力容器安全質量許可的制度，明確對境內外壓力容器制造單位統(tǒng)一實行制造許可制度。
3 壓力容器檢驗中常見的危險及易產生事故類型
1. 設備、設施設置上的缺陷 如強度、剛度不足，穩(wěn)定性差，如支撐件銹蝕開裂等；設備設施之間及本身密封不良，如管道、閥門泄露蒸汽、熱水、化學介質等；無檢驗平臺，未搭設腳手架防護設施；腳手架搭設支撐不當、防護距離不足、防護用材不對等防護設施缺陷。該類型的危險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、粉塵、易燃易爆物質、有毒物質及腐蝕性物質等危害 如高溫蒸汽、熱水運行設備及輸送管道、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氣等。這些危險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 如內部空間狹小，作業(yè)環(huán)境不良；通風不良，通風方式不對。這些危險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 如檢驗人員體力、聽力、視力不足；高血壓、心臟病、暈高病等健康疾病；冒險心理、情緒異常等心理異常；指揮錯誤，違法指揮；探傷操作、水壓試驗等誤操作。這些危險因素造成的主要事故類型有人體傷害、墜落、爆炸等。
4 安全評定的基本過程
在基于“合于使用”的評定過程中，無例外地均需輸入載荷、類裂紋缺陷和斷裂韌度三個參量，因此其評定過程一般可以分為：
通過實驗或有限元方法進行應力分析，計算和測定構件有缺陷部位的應力，包括外載荷產生的應力和殘余應力。
通過定量無損檢測，測定缺陷的種類、取向、大小等，并進行缺陷的規(guī)則化及復合等。
確定材料的力學性能，包括斷裂強度 ，屈服強度 ，斷裂韌性 等，推薦采用實測數(shù)據(jù)。
最后，根據(jù)以上結果進行斷裂力學計算，并通過相關的安全評定標準判斷其安全性。在此過程中，一定要考慮材料的使用環(huán)境，如溫度、腐蝕介質等。
5 如何更好的進行壓力容器質量監(jiān)督控制
為了從根源上確保鍋爐壓力容器的質量，保護國家和人民的生命及財產安全，我們主要可以從以下
幾個方面進行質量控制：
1 控制材料質量 對原材料（包括焊接材料）的控制是質量控制的一個重要環(huán)節(jié)。制造單位應明確材料和采購控制的范圍�？刂撇牧檄h(huán)節(jié)一般應包括：選用、代用、采購、驗收、復驗、入庫、存放、保管、發(fā)放、標記移植等。
2 控制工藝質量 壓力容器的制造是一系列生產工序，按照一定的生產工藝流程加工完成的。投產前，要根據(jù)設計圖紙的要求，制定出各生成工序和部件的加工工藝，并根據(jù)生產及材料代用等情況進行相應的工藝變更。生產過程中，車間和生產工人要嚴格按照工藝規(guī)程和守則工作，克服隨意性。制造單位應明確工藝質量控制的范圍，制訂和執(zhí)行工藝質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，工藝實施過程受控，產品標識唯一�？刂骗h(huán)節(jié)一般應包括：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、模具的設計、使用和維護，產品標識，標一記移值可追溯性，工藝實施過程控制的一記錄，表面處理和防護等。
3 控制焊接質量 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，對于鍋爐壓力容器的制造是十分重要的。產品的質量很大程度上取決于焊接質量的優(yōu)劣。制造單位應制訂和執(zhí)行焊接質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）的焊接接頭的質量都能滿足法規(guī)、規(guī)章、標準和圖樣的要求�？刂骗h(huán)節(jié)一般應包括：焊接材料的控制和管理，焊接工藝評定及其工藝文件的編制、審批、使用、焊工資格和管理，焊工標記，產品焊接試板，焊接設備，焊接接頭組對或組裝質量，施焊過程控制和記錄，焊縫返修質量控制和記錄等。 4 控制檢驗質量 壓力容器在制造過程中難免地要產生一些缺陷，有些缺陷沒有超出標準允許的范圍，是允許的；有些缺陷超出了標準要求，需要返修或判廢。不合格的產品不能出廠。為了達到這個目標，制造廠要實行自檢、互檢、專檢相結合的制度，設立專職檢驗員，對主要生產工序實行嚴格檢驗，通過一些停止點和控制點的設立，有效的保證了鍋爐壓力容器產品的質量。
5 控制無損檢測質量 無損探傷技術被應用于壓力容器檢驗。它主要用來檢查焊縫內部和表面的缺陷。在鍋爐壓力容器制造質量控制過程中，探傷評定是質量評定的重要手段，無損探傷的工作質量及其檢驗可靠性的控制主要包括對探傷人員操作技能的鑒定和探傷工藝的控制。控制環(huán)節(jié)一般應該包括：通用和專用工藝的編制、審批和使用，檢測人員的資格和管理，無損檢測設備、設施和器材的控制，焊縫無損檢驗部位的可追溯性，無損檢測實施過程的控制，無損檢測記錄、報告和射線底片的質量控制及保管等。
6 控制理化試驗質量 制造單位應制訂和執(zhí)行理化試驗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滿足法規(guī)、規(guī)章和標準的要求。控制環(huán)節(jié)一般應包括：試驗規(guī)程的編制、審批和使用，試驗人中的管理，試驗設備和器材，試樣的取樣、加工和檢測，試驗的操作，試樣的保管，試驗的記錄、報告及保管，外協(xié)的理化試驗的質量控制等。
7 控制不符合項 由于種種因素，在制造過程中難免會出現(xiàn)制造的工件或其他的事務不符合規(guī)定、標準或者文件要求的現(xiàn)象，這種情況稱為不符合項，也有叫做不合格項，不合格品等等。制造單位應制訂和執(zhí)行嚴格的不符合項控制的管理制度、程序文件和流程控制，使所有的不符合項未經(jīng)處置合合格不得用于下一步生產，以保證不合格的鍋爐壓力容器產品不準出廠�？刂骗h(huán)節(jié)一般應包括：不符合項的判定、標識、處置、記錄等。
結語：
壓力容器是一種特殊設備，其工作條件差，一般要承受較大的壓力，在運行和使用中損壞的可能性比較大。因壓力容器內部的介質具有很高的壓力，有一定的溫度和程度不同的腐蝕性等等，并且在不停地運動，不停地對壓力容器產生各種物理的、化學的作用，因而使容器產生腐蝕、變形、裂紋、滲漏等缺陷。因此，為了避免在使用過程中導致嚴重爆炸事故，壓力容器的設計合理性，制造質量合格關鍵。因此，“壓力容器安全”的規(guī)范的制定和更新對壓力容器的制造與維護有指導性意義。
