氧氣瓶制造監督檢驗常見問題與監管

楊錦輝

摘 要：本文列出了氧氣瓶制造監督檢驗過程中發現的一些常見質量問題，分析了其產生原因，提出了一些有效的改進建議和監管措施。

關鍵詞：氧氣瓶制造；監督檢驗；問題

中圖分類號：TG435 文獻標識碼：A

0.引言

氧氣瓶作為無縫氣瓶的一種，其有著承受壓力較大、風險性較高、在工業和民用等方面使用廣泛、發生事故后造成的社會危害性大等特點。《特種設備安全法》、《特種設備安全監察條例》都對此類氣瓶提出了明確的監管要求。根據多年來氧氣瓶爆炸事故的調查分析數據表明氣瓶制造過程中存在的一些問題和隱藏的缺陷是引起事故發生的一個重要因素。本文結合筆者多年氣瓶監檢工作實踐經驗，列出了氧氣瓶制造監督檢驗過程中發現的一些常見問題，提出了相應的改進建議和監管措施。

1.瓶體原材料化學成分含量方面存在的問題

氧氣瓶瓶體材料根據氣瓶使用的潔凈度、美觀度等要求，可采用鋼坯或鋼管等不同形式。我國的GB5099-1994標準和美國運輸部的DOT-3AA標準都要求瓶體材料必須采用平爐、電爐、吹氧堿性轉爐冶煉的鎮靜鋼。歐洲標準化協會的EN1964-1標準也規定了所使用鋼材的等級。以上3個氣瓶標準都對瓶體材料化學成分提出了限制性要求。化學成分中尤其以硫、磷含量對氣瓶的安全使用影響較大。硫含量超標時，易使氣瓶瓶體在制造加熱時，沿晶界開裂，形成“熱脆”。磷含量超標時，易使氣瓶在低溫時韌性大幅度降低，形成“冷脆”。

對于氣瓶瓶體材料，我們在嚴格審核其質量證明書標示冶煉方式、化學成分的同時，還需抽查質量證明書爐批號和實際材料爐批號的一致性；要求制造廠保證其原材料復驗（按原材料爐罐號進行）的真實性和準確性，不定期現場抽取原材料試塊進行平行監督復驗。

在氣瓶的生產過程中，不同爐批號材料組成同一批產品的情況還是時有發生。這就要求氣瓶制造廠從原材料下料開始，到半成品、成品整個生產過程都做好標記移植工作，監檢員加強對生產現場的監督檢查。

2.氣瓶收底、收口等成形加工方面存在的問題

導致氣瓶事故的很多不良缺陷如縮孔、未熔合、裂紋等都是在氣瓶的收底、收口階段產生的。由于氣瓶的生產具有連續性、大批量性等特點，此類缺陷具有很強的隱蔽性（如收底產生的內部未熔合開裂等缺陷，等氣瓶收口后就很難發現和處理了），氣瓶制造監督檢驗規則（TSGR7003-2011）對此過程的監檢工作也沒有具體的規定。

圖1是筆者在監督檢查時發現的氣瓶底部內表面開裂缺陷的放大圖，圖2為成形優良的瓶底內表面。因為氣瓶底部厚度為壁厚的兩倍以上，氣瓶可能不會馬上出問題；但在氣瓶以后的使用中，經過反復的氣體充裝、運輸顛簸和可能存在的野蠻裝卸，開口可能會不斷擴大，并產生嚴重的應力集中，最終導致氣瓶泄漏、破裂甚至發生爆炸。

對此，應先進行瓶體收底、收口工藝評定試驗，確定合適的工藝和對應的參數。一旦工藝評定合格后，以后的生產過程中必須要嚴格按照評定合格的工藝及參數進行。同時在瓶體收底完成后，必須逐只對瓶底內表面進行銑底、檢查，確保消除所有不良缺陷。

3.氣瓶熱處理與金相檢驗方面存在的問題

氧氣瓶加工成形后一般需要進行調質熱處理。熱處理爐內加熱區溫度場分布不均勻、加熱溫度不夠、加熱時間不夠、淬火時間不夠、回火溫度不夠、回火時間不夠等情況都會造成瓶體熱處理不良，導致氣瓶機械性能變差。

圖3為熱處理不良瓶體試樣的500倍金相圖（從炸裂的氧氣瓶上取得的），圖4為相同材料熱處理優良瓶體試樣500倍金相圖。兩者對比，很明顯圖3金相組織具有板條狀和塊狀特征，晶粒也更加粗大，從而導致瓶體的各項性能都較差。

我們日常監管的重點是查看實際生產過程中有沒有按照評定合格的工藝在操作；另外需要通過取樣進行瓶體的金相檢驗來確定瓶體熱處理后的金相組織和熱處理效果。注意取樣時最好取瓶體的凹形底部解剖部分，因為底部的調質熱處理效果最差。

工廠有時會對有些批次的產品不做金相檢驗或者做了實際結果不合格，卻將以前批次做過合格的金相圖拷貝過來黏貼在這個批次的檢驗報告上。對此除有意識地對不同批次氣瓶試驗報告的金相圖進行保存、比對外，還需要不定期對金相檢驗試樣進行平行監督抽查。

4.氣瓶性能試驗方面存在的問題

氣瓶的爆破試驗是氣瓶監督檢驗的重要環節，監檢員必須到現場隨機抽取試驗瓶，并全程現場見證試驗的進行，記錄試驗相關數據。需要重點關注：爆破口是否為韌性破裂（如圖5所示），破裂后檢查瓶底內表面是否經過銑底，有無明顯可見缺陷（如圖6所示）。

在檢查瓶體力學性能試樣時，重點需檢查沖擊試樣V型缺口角度與尺寸的準確性。

5.氣瓶安全附件方面存在的問題

國內已經發生了很多起氧氣瓶由于內部有油脂而導致的爆炸事故，雖然其中大部分是充裝和使用過程中導入的油脂，但我們在生產過程中對此也必須引起高度的重視。生產過程中如鉆孔、車螺紋時的潤滑和去屑，機器設備的潤滑等很多場合都用到油和脂，我們必須絕對避免油脂進入瓶體內。安裝氧氣瓶閥時要戴潔凈無油污的手套，安裝后立即套上潔凈的塑料套。

結語

本文結合筆者多年工作實踐，整理出了氧氣瓶制造監督檢驗過程中發現的一些常見問題，提出了一些改進意見和監管措施。希望通過此文，能對氧氣瓶制造企業、特種設備檢驗機構在提高產品質量、保障特種設備安全上有所幫助。

參考文獻

[1] TSGR 0006-2014，氣瓶安全技術監察規程[S].

[2] TSGR 7003-2011，氣瓶制造監督檢驗規則[S].

[3] GB 5099-1994，鋼質無縫氣瓶[S].