工業蒸汽鍋爐壓力容器檢驗及安全性分析

楊楠　張英豪　趙鑫

摘要：蒸汽鍋爐是一種將水加熱到一定參數并產生高溫蒸汽的工業鍋爐，壓力容器是承擔壓力的貯運、反應、換熱與分離的重要部件，要防止超壓、裂變、泄漏等安全事故，必須對蒸汽鍋爐壓力容器進行檢驗，評估安全水平。本文對工業蒸汽鍋爐壓力容器的檢驗以及安全性評估進行了淺要的探討，提出了一些可供借鑒的見解。

關鍵詞 蒸汽鍋爐；壓力容器；安全評測；定期檢驗

引言

根據《特種設備安全監察條例》，容積大于或等于30L的承壓蒸汽鍋爐，出水口水壓大于或等于0.1MPa，即屬于特種設備監察范圍，應當按照安全技術規范的定期檢驗要求，及時進行安全性能檢驗和能效測試。工業蒸汽鍋爐需要將水加熱到一定參數，并產生高溫蒸汽，水在鍋筒里受熱變為蒸汽，通過具有特定工藝功能并承受一定壓力的設備即壓力容器，用以貯運、換熱、分離蒸汽，保障蒸汽溫度、壓力、容量達到工業生產的需要。由于壓力容器需要承壓，受介質、壓力、密封等多方面的影響，存在故障極可能發生爆炸、泄漏等危及人員、設備和財產安全，是重要的臨檢產品，必須按國家規定法規和標準進行監督檢查和技術檢驗。工業鍋爐壓力大、溫度高，部分含有大量有毒、有害物質，且設備儀器儀表復雜，在檢驗時與鍋爐有一定的區別，應當有區別對待。

1.工業蒸汽鍋爐壓力容器檢驗

1.1 容器承壓能力檢驗

壓力容器承壓能力檢驗，主要是檢驗壓力容器的承壓能力，保障壓力容器在工作狀況下不會發生爆炸、變形、泄漏、局部過熱等現象。在檢驗時，壓力容器承壓能力的檢驗主要包括外部檢查和內外表面檢查，例如壓力容器殼體的腐蝕磨損狀況，焊縫封頭有無裂紋，相連管路應力集中部位是否存在裂紋，有必要的情況下需要采用超聲波、射線探傷等多種檢測技術來檢查焊縫、管路接口內部情況；再如壓力容器在長期的使用過程中，可能會因壓力作用、應力作用、腐蝕作用等造成殼體壁厚減小，必須對殼體壁厚進行檢驗，如果殼體壁厚小于容器最規定壁厚，必須進行強度校驗，提出降壓要求或修理要求；此外，對于可能造成金屬材料金相組織變化的工業應用環境，還必須對容器進行金相檢驗。最后，在完成所有的檢驗內容后，還應當對壓力容器進行耐壓試驗，一般采用水壓試驗的方未能進行，以確保壓力容器的承壓能力和密封性能。

1.2 安全附件檢驗

安全附件檢驗主要檢驗壓力容器安全附件的情況，如壓力表、安全閥、汽水閥、排污閥等能否正常運作。在工業蒸汽鍋爐壓力容器中，存在大量安全附件和保護裝置，這些安全附件包括各類監控儀表和自動保護裝置，是保障壓力容器安全運行的基本附件，也是操作人員正常操作的根本。安全閥是壓力容器的重要安全附件，其作用是防止蒸汽壓力超出預定許可范圍，當壓力達到規定限度時能自動開啟放出蒸汽并發出警報，提醒操作人員采取措施，并自動排出足夠蒸汽以使壓力下降直至降到預設值，最終避免壓力容器壓力過大造成爆炸事故。儀表則是對壓力容器工況進行監控的設備，能為操作人員提供壓力容器工況監控數據，同時向自動控制設備提供相應的控制參數，必須保障儀表的正常，以免出現誤啟動、誤操作等現象。在安全附件檢驗中，應當對所有的安全附件，包括各類儀表、閥門、自動保護裝置進行全面的檢驗，確保所有安全附件能正常運作。

1.3 穩固能力檢驗

穩固能力檢驗主要檢查壓力容器的緊固螺栓是否完好，是否旋緊穩定，檢查壓力容器承壓基礎是否穩定，是否存在下沉、傾斜以及被腐蝕破壞等異?，F象。工業蒸汽鍋爐多為大型鍋爐，壓力容器必須進行穩固處理，如采用板梁、鋼架、高強螺栓、吊桿等來保障壓力容器的穩定性，在檢驗時應當對這些承重部件進行檢驗。

2.壓力容器安全性分析

2.1 壓力容器安全等級

壓力容器安全等級根據具體的檢驗結果來綜合評定，以所有檢驗項目中最低者作為評定級別。壓力容器安全等級，不僅表明壓力容器的安全水平，還決定著壓力容器的檢驗周期。目前，我國在用壓力容器的安全等級分為2、3、4、5四個等級，新壓力容器分為1、2、3級三個等級。1、2級一般6年一次，3級一般3-6年一次，4級檢驗周期由檢驗機構確定但累計監控使用時間不得超過3年，5級必須對缺陷進行處理才可繼續投入使用。在壓力容器安全分析時，主要集中于壓力容器失效角度來考慮，以最薄弱環節為基準而不能以其它環節來補償，以確定壓力容器在檢驗周期內，能在設計條件下安全使用，避免因薄弱環節造成得大安全事故。

2.2 壓力容器安全評估

壓力容器的安全性評估，需要綜合多個方面進行全面考慮，但必須以安全等級最薄弱環節來定級。在材質方面，如果主要受壓元件材料與設計不符，或材質劣化存在缺陷，定為4級或5級，在修復后并能確保在規定操作條件下在檢驗周期內能安全使用，可定為3級。在結構方面，如果開孔位置不當、焊縫結構有問題、焊縫布置不當、焊縫裂變等，應定為4級或5級，修復后在規定操作條件下或檢驗周期內能安全使用可定為3級。對于容器內外表面的裂紋，如果經打磨后消除且坑洞深度在壁厚余量范圍內則不影響定級，如果通過補焊或應力分析后表明不影響安全使用，可定為2級或3級。如果安全附件和保護裝置存在故障，定為5級必須在修復正常后方可繼續投入使用。

3. 結束語

工業蒸汽鍋爐壓力大、溫度高，其壓力容器一旦發生故障，極可能造成爆炸等安全事故，輕則造成財產損失，重者帶來人身傷亡。在壓力容器檢驗中，應當注意檢驗重點，對壓力容器承壓能力、安全附件、穩固能力進行全面檢查，并做出準確的安全性評估，確定壓力容器安全等級，及時提出修復整改意見，并調整檢測周期，加強對低安全等級的監督檢驗，以確保壓力容器的使用安全。

參考文獻：

[1] 林思建，龍偉等.在役壓力窗口安全評估與剩余壽命預測研究[J].機械，2012（01）

[2] 徐大志.電站鍋爐壓力容器檢驗措施探討[J].科技創業家，2014（04）

[3] 覃炳革.關于鍋爐壓力容器安全檢驗的若干問題[J].中國高新技術企業，2013（11）