在用压力容器定期检验中出现问题的讨论
文章来源:北京特种设备期刊 发布时间:2016-10-12

在用压力容器定期检验中出现问题的讨论

北京市特种设备检测中心  赵军 

 要:针对压力容器在定期检验中出现的无年度检查报告、设计缺陷、工艺缺陷、安全阀资料缺失、安装问题进行总结,提出相应的解决措施。提出一种对在用压力容器定期检验中强度校核计算压力选择的新方法。从而使检验人员在定期检验过程中能规避一定的风险,保证检验工作顺利开展,确保检验质量。

关键词:压力容器;定期检验;安全管理

 

1  引言

压力容器的用途十分广泛。它在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器由于密封、承压及介质等原因,容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故,故比较容易发生事故且事故危险较为严重的特殊设备。随着我国改革开放进程的深入,压力容器的应用范围不断扩大,数量不断增加,随之而来的安全问题显得十分突出。世界各国均将其列为重要的监检产品,由国家指定的专门机构,按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。

压力容器定期检验是指在压力容器设计使用期限内,每隔一定期限,采用适当有效的方法,对压力容器各个承压部件和安全装置进行检验和必要的试验。通过检验,及时发现压力容器存在的缺陷,使它们在尚未危机压力容器安全之前即被消除或采用适当措施进行特殊防护,以防压力容器在运行中发生物理引起的破裂爆炸事故1]

压力容器虽然是静止设备,但是由于其长期生产中不仅承受压力,而且还受到介质的腐蚀或高温流体的冲刷磨损以及操作压力、温度等参数波动的影响,在使用过程中会逐渐产生缺陷1]。有的压力容器在设计、制造和安装过程中还可能存在一些原有缺陷,这些缺陷会在使用中进一步扩展。无论是原有缺陷还是使用过程中产生的缺陷,如果不能及早发现或消除,任其发展扩大,势必在使用过程中导致严重爆炸事故。压力容器定期检验是及时发现缺陷,消除隐患,保证压力容器安全运行的必不可少的措施2]

根据TSG R7001-2013《压力容器定期检验规则》第3条之规定。压力容器定期检验,是指特种设备检验机构按照一定的时间周期,在压力容器停机时,对在用压力容器的安全状况所进行的符合性验证活动。

2  在检验过程中出现的问题

2.1  无年度检查报告及操作参数记录

目前国家对压力容器分为定期检验和年度检查。其中定期检验为法定检验,而年度检查为压力容器使用单位对所使用的压力容器至少每年进行1次的检查。由于目前各个使用单位管理参差不齐及对压力容器不够重视导致目前绝大多数使用单位没有进行年度检查,使检验单位人员在定期检验时无法了解压力容器在本检验周期的具体情况。而且由于目前压力容器使用单位很少有具体容器使用参数详细的记录,很难查清楚压力容器在使用过程中是否存在压力波动等影响设备安全的情况发生。这样就导致检验单位检验人员无法弄清设备具体情况,使的在对容器安全定级评定过程中存在诸多风险。

2.2  安全阀使用管理不完善

根据TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》及TSG R7001-2013《压力容器定期检验规则》规定,应该对容器本体有安全阀的应该检查安全阀安装位置、是否在有效期内等进行检查。根据TSG ZF001-2006《安全阀安全技术监察规程》规定,使用单位应建立安全阀的技术档案,而目前检验发现绝大多数使用没有安全阀的日常使用状况和维护保养记录、没有安全阀的运行故障和事故记录、没有安全阀的起跳记录等。本规程明确规定对于安全阀历史记录丢失的安全阀应停止使用并更换。如果执行规程那么几乎所有容器上安装的安全阀在定期检验中根据要求都应该更换。这在规程执行过程中有很多不确定性。

目前国家安全阀检验市场逐渐放开,使得安全阀检验单位技术水平参差不齐,并且对安全阀检验单位对安全阀检验的管理要求也存在不同的问题。在检验中就发现安全阀无铭牌及全部出厂资料的情况下安全阀检验单位对此阀出具合格的检验报告的情况。

2.3  工艺不合理

在定期检验中多次发现空气压缩机与空气储罐之间没有冻干机、冷干机及过滤器。在定期开罐检验中发现在空气储罐封头发现油污,这样就造成了安全隐患。曾经发生过由于空气储罐存在油污而引起空气储罐爆炸的事故。

2.4  设计不合理

在定期检验中发现某厂使用的过滤器局部减薄非常厉害,其设计壁厚为6mm,在部分筒体壁厚都在5.4~6.0mm,但是在局部存在3.2~3.6mm的区域。通过分析发现过滤器入口无缓冲板直接冲刷过滤器筒体,从而造成筒体局部减薄很厉害。

在对一家公司多台压力容器进行检验发现容器是按照GB150来设计的固定式压力容器,但是现场发现容器使用工况压力是一个变化的工况,压力在不断的变化,而且年压力循环次数远超过10000次。而GB 150设计规范的基础弹性理论,其不考虑疲劳设备造成的影响。而如果考虑疲劳因素就应该采用JB 4732-1995《钢质压力容器-分析设计标准》。根据检验发现问题,受检单位多台容器本身的设计规范就存在严重的问题,设计单位应重新根据使用单位提供是参数对容器进行评估并且更改设计图纸。

2.5  安装不合理

在对受检单位压力容器进行检验时发现多台容器固定在一个震动环境较为严酷的基础上。由于设计图纸及相关设计文件没有对容器的安装就位情况提出要求。而安装单位很多并不了解成套设备的各个工段的具体条件,导致安装出现问题。

2.6  定期检验强度校核计算压力的选取

在定期检验过程中,如果容器存在均匀减薄,就需要对容器进行强度校核,这样计算压力的选取就成为一个关键。目前在定期检验强度校核中计算压力的选取存在分歧,有些检验人员用容器的工作压力作为计算压力,有些用容器安全阀的整定压力作为容器校核的计算压力。个人认为应该安全阀的整定压力+max{容器设计压力的10%或20kPa}(对于容器装有一台安全阀)或安全阀的整定压力+max{容器设计压力的16%或30kPa}(对于容器装有多台安全阀)作为容器强度校核的计算压力,但是前提条件必须是安全阀能正常起跳。因为如果安全阀超压起跳并不意味着容器的压力立即下降,而是先上升然后在下降。其从安全阀起跳到容器压力下降是有一个时间过程,这个时间过程和安全阀的泄放面积、容器的压力等诸多参数有关。所以为了保证容器的使用安全,个人建议将安全阀的整定压力+max{容器设计压力的10%或20kPa}(对于容器装有一台安全阀)或安全阀的整定压力+max{容器设计压力的16%或30kPa}(对于容器装有多台安全阀)作为容器强度校核的计算压力。

3  总结

1)检验人员应该充分理解和掌握各个标准的理论基础及适用范围。如有条件应该对检验人员对相关标准的理论基础及相关内容进行培训。这样检验人员才能更清楚的了解各种设备的设计难点部位等,其设备最容易出问题的地方也往往是设计难点部位,从而使检验人员在检验过程中有的放矢。

2)检验人员应该充分的了解其被检设备其相应系统的工艺。这就需要检验人员在检验前充分的准备并与被检单位的工艺人员进行深入的沟通和交流。

3)检验人员应该充分了解被检设备的工艺参数,而目前很多单位并没有设备工作参数记录或者其记录大多与实际情况不符。如有可能检验人员应在定检前现场对被检设备在运行条件下的运行参数进行核实。

4)应该加强使用单位的安全管理意识,加强对使用单位年度检查报告及相关文件的检查力度,使其能真正重视。避免检验单位人员承担不必要的风险。

5)应加强在用压力容器安全阀检验的管理工作,使缺少资料的安全阀在其校验过程中就发现并处理,避免“带病使用”,给压力容器使用带来不必要的隐患。

6)对定期检验过程中容器校核计算压力的选择进行了讨论,认为应该将安全阀的整定压力+max{容器设计压力的10%或20kPa}(对于容器装有一台安全阀)或安全阀的整定压力+max{容器设计压力的16%或30kPa}(对于容器装有多台安全阀)作为容器强度校核的计算压力。

 

 

 

参考文献

[1] 柳磊,产业与科技论坛, 2012年第11卷第24期.

[2] 买买提艾力.肉孜,石油和化工设备, 2010年第13卷.

 

作者简介::赵军,1985年出生,男,工程师,硕士。

 

 
 

 

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