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(guó)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(guó)華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司,河北 滄州 061113）

這類(lèi)容器在壓力和溫度等級(jí)上與高溫、高壓容器相差很多，但在危險(xiǎn)性程度上與之相當(dāng)甚至超過(guò)高溫、高壓容器，這類(lèi)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(duì)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(guò)程監(jiān)管并建立健全監(jiān)督臺(tái)帳，而入廠前的監(jiān)造、鑒證和驗(yàn)收是這一過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文通過(guò)幾起盛裝危險(xiǎn)介質(zhì)的壓力容器失效案例，闡述了對(duì)盛裝危險(xiǎn)介質(zhì)容器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(guó)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(guó)內(nèi)對(duì)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(shí)也要加強(qiáng)對(duì)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(xiǎn)性容器也會(huì)隨著環(huán)保設(shè)備的安裝而隨之增加壓力。

1 對(duì)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(duì)盛裝危險(xiǎn)介質(zhì)的壓力容器在制造時(shí)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(duì)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(xiǎn)介質(zhì)的中、低壓容器，對(duì)它們放低了監(jiān)造和鑒證的要求，有時(shí)甚至沒(méi)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(wèn)題，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行到一定時(shí)間后就會(huì)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(jì)時(shí)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(chǔ)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(jiàn)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(kāi)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(guò)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(shí)間后位于容器開(kāi)孔接管周?chē)缚p中受力最大的金屬晶粒將會(huì)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?jiān)O(shè)計(jì)為全焊透結(jié)構(gòu)，在事故調(diào)查中該廠將罐體管座開(kāi)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(jì)圖紙的要求。管座外部開(kāi)裂裂紋及剖開(kāi)后插接形貌見(jiàn)圖3、圖4。

1.2 容器在監(jiān)造過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)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(kāi)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(chǔ)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(duì)接焊縫為全焊透結(jié)構(gòu)，但在鑒證驗(yàn)收過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其管座為插接未焊透形式，查看其設(shè)計(jì)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(huì)發(fā)生管座焊縫開(kāi)裂問(wèn)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(duì)于中、低壓容器，廠家在角焊縫焊接完成后確已做過(guò)表面無(wú)損檢查并有探傷報(bào)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(guò)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(huì)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(huì)不斷地?cái)U(kuò)展,最后形成可探測(cè)到的表面缺陷。

2 設(shè)備監(jiān)造、鑒證對(duì)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(hù)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(guò)程的關(guān)鍵點(diǎn)不經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)造和鑒證是不可追溯或追溯起來(lái)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(jì)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(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間問(wèn)題才會(huì)暴露，發(fā)生問(wèn)題后除了破壞性檢查，無(wú)法用有效的無(wú)損檢驗(yàn)手段來(lái)驗(yàn)證，必然會(huì)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?chē)?yán)，而對(duì)一些盛裝危險(xiǎn)介質(zhì)的中、低壓容器往往忽略了這一過(guò)程。一方面容器制造企業(yè)不按照國(guó)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(lái)盛裝危險(xiǎn)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(chǎng)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。