從壓力容器失效案例談監(jiān)造與鑒證的必要性

鄭立剛

（河北國華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司,河北 滄州 061113）

從壓力容器失效案例談監(jiān)造與鑒證的必要性

鄭立剛

（河北國華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司,河北 滄州 061113）

這類容器在壓力和溫度等級上與高溫、高壓容器相差很多，但在危險性程度上與之相當(dāng)甚至超過高溫、高壓容器，這類容器一旦發(fā)生事故后果不堪設(shè)想，是電廠中不容忽視的設(shè)備，對它們的監(jiān)督和管理需要從入廠前的監(jiān)造、鑒證驗(yàn)收到入廠后的安裝、調(diào)試、運(yùn)行進(jìn)行全過程監(jiān)管并建立健全監(jiān)督臺帳，而入廠前的監(jiān)造、鑒證和驗(yàn)收是這一過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文通過幾起盛裝危險介質(zhì)的壓力容器失效案例，闡述了對盛裝危險介質(zhì)容器進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)造和鑒證的意義和必要性。

容器；案例；監(jiān)造；鑒證

0 引言

目前國內(nèi)新建和擴(kuò)建電廠機(jī)組都向大容量、高參數(shù)方向發(fā)展，國內(nèi)對大機(jī)組投產(chǎn)后的環(huán)保要求也在日異提高。在這一背景下，就要求在發(fā)展大容量、高參數(shù)機(jī)組的同時也要加強(qiáng)對水質(zhì)處理、脫硫、脫硝等環(huán)保指標(biāo)的建設(shè)，在此前提下一些盛裝酸、堿及有毒氣、液體的中、低壓危險性容器也會隨著環(huán)保設(shè)備的安裝而隨之增加壓力。

1 對容器進(jìn)行監(jiān)造、鑒證是保證設(shè)備投產(chǎn)后穩(wěn)定運(yùn)行的必要手段

對盛裝危險介質(zhì)的壓力容器在制造時進(jìn)行設(shè)備監(jiān)造，入廠前進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)鑒證驗(yàn)收是保證設(shè)備安裝使用后穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。在對壓力容器的監(jiān)造、鑒證上，大多數(shù)電廠都將重點(diǎn)放在了高溫、高壓容器上，往往忽略了一些外圍附屬盛裝危險介質(zhì)的中、低壓容器，對它們放低了監(jiān)造和鑒證的要求，有時甚至沒有進(jìn)行監(jiān)造和關(guān)鍵點(diǎn)鑒證就進(jìn)行了驗(yàn)收，這些容器大多在入廠前都存在很多問題，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行到一定時間后就會發(fā)生事故，給企業(yè)造成不必要的損失。

1.1 未經(jīng)監(jiān)造、鑒證入廠容器引起事故的案例

案例：某電廠二期鍋爐為660MW直流爐，在設(shè)計時尾部加裝了脫硝裝置，鍋爐于2009年投產(chǎn)，投產(chǎn)不到一年，其脫硝裝置用于儲存液氨的罐體底部管座角焊縫位置發(fā)生泄漏，泄漏的氨液在罐體外側(cè)凍結(jié)了一層冰霜，幸未發(fā)生人員傷亡。事故照片見圖1、圖2

圖1 氨液罐進(jìn)口母管上凍結(jié)的冰霜

圖2 罐體上撕開的裂紋

該罐經(jīng)事故分析為罐體接管座部位為插接未焊透形式，在設(shè)備運(yùn)行過程中罐體管座部位焊縫金屬承受很大的應(yīng)力集中，當(dāng)運(yùn)行到一定時間后位于容器開孔接管周圍焊縫中受力最大的金屬晶粒將會產(chǎn)生滑移并逐漸發(fā)展成為微小裂紋，且裂紋兩端不斷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致容器的疲勞破壞。

查看該罐體原始竣工圖紙設(shè)計為全焊透結(jié)構(gòu)，在事故調(diào)查中該廠將罐體管座開裂部分進(jìn)行了剖切檢查，證實(shí)其焊接形式不符合設(shè)計圖紙的要求。管座外部開裂裂紋及剖開后插接形貌見圖3、圖4。

1.2 容器在監(jiān)造過程中發(fā)現(xiàn)的問題案例

圖3 接管座部位疲勞應(yīng)力引起的裂紋

圖4 試樣剖開后的插接形貌

某廠委托一容器加工企業(yè)為其加工廢水處理用酸液儲存罐罐體，罐體材質(zhì)Q235B，鋼板厚度10mm，協(xié)議合同中明確要求罐體的接管座、人孔和筒體對接焊縫為全焊透結(jié)構(gòu)，但在鑒證驗(yàn)收過程中發(fā)現(xiàn)其管座為插接未焊透形式，查看其設(shè)計竣工圖紙要求罐體接管部位焊縫應(yīng)為全焊透結(jié)構(gòu)，假如此容器不經(jīng)監(jiān)造驗(yàn)收，一旦投入運(yùn)行必然會發(fā)生管座焊縫開裂問題。此管座焊接結(jié)構(gòu)如圖5。

圖5 插入后焊接的管座形貌

綜上幾例,對于中、低壓容器，廠家在角焊縫焊接完成后確已做過表面無損檢查并有探傷報告可以追溯。但是在隨后的熱處理、水壓試驗(yàn)以及投入使用的過程中,由于交變應(yīng)力的作用,這些未焊透、夾渣等缺陷作為裂紋源就會隨著交變應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加產(chǎn)生微裂紋,微裂紋會不斷地擴(kuò)展,最后形成可探測到的表面缺陷。

2 設(shè)備監(jiān)造、鑒證對容器投產(chǎn)后的意義

TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第六十條規(guī)定了制造單位在容器出廠后至少應(yīng)當(dāng)向用戶提供的資料列表，這些資料都是可以追溯的文件。但是在容器制造中有些生產(chǎn)過程的關(guān)鍵點(diǎn)不經(jīng)過現(xiàn)場的監(jiān)造和鑒證是不可追溯或追溯起來非常困難的。如上幾起案例，生產(chǎn)中廠家為了經(jīng)濟(jì)利益節(jié)省了必要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，甚至根本就不按照設(shè)計圖紙和合同協(xié)議中的要求加工產(chǎn)品，這些容器在投產(chǎn)后一般要經(jīng)過很長的時間問題才會暴露，發(fā)生問題后除了破壞性檢查，無法用有效的無損檢驗(yàn)手段來驗(yàn)證，必然會使企業(yè)經(jīng)濟(jì)受損甚至發(fā)生人員傷亡的重大事故。

3 結(jié)論

在電力企業(yè)中，往往將高溫、高壓容器做為壓力容器監(jiān)督的重點(diǎn)，在監(jiān)造、鑒證環(huán)節(jié)把關(guān)很嚴(yán)，而對一些盛裝危險介質(zhì)的中、低壓容器往往忽略了這一過程。一方面容器制造企業(yè)不按照國家有關(guān)《規(guī)程》和《合同協(xié)議》進(jìn)行生產(chǎn)，另一方面近年來盛裝危險介質(zhì)的中、低壓容器事故屢屢發(fā)生，給使用單位敲響了警鐘。

使用單位在容器入廠后才建立監(jiān)督檔案是亡羊補(bǔ)牢，加強(qiáng)容器在入廠前的監(jiān)造力度，在設(shè)備生產(chǎn)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場鑒證是防止容器投產(chǎn)后發(fā)生事故的必要手段。

鄭立剛，男，天津人，工程師，大學(xué)，主要從事鍋爐、壓力容器及金屬監(jiān)督工作。