蒸壓釜常見缺陷及原因分析

鄧文斌

（湖北特種設(shè)備檢驗檢測研究院咸寧分院，湖北 咸寧 437100）

蒸壓釜屬于兼具復(fù)雜結(jié)構(gòu)與龐大體積的大型壓力容器，主要應(yīng)用在建筑材料蒸壓養(yǎng)護方面，諸如混凝土管樁方面、混凝土砌塊方面、灰砂磚新型輕質(zhì)墻體材料方面等，廣泛應(yīng)用在化工行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、軍工行業(yè)以及紡工行業(yè)等等。日常工作過程中，需要密切關(guān)注工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題并且及時采取解決對策，盡可能規(guī)避出現(xiàn)不必要損失。雖然蒸壓釜工作壓力并不高，但是蒸壓釜體積比較大，能量釋放比較大，蒸壓釜運行中多種應(yīng)力與冷凝介質(zhì)間交互作用，容易產(chǎn)生疲勞裂紋、腐蝕、變形等。

1 裂紋

1.1 焊縫連接裂紋

釜體法蘭和釜體、釜蓋以及釜蓋法蘭連接部分的焊縫非常容易出現(xiàn)裂紋。一方面，由于異種鋼的焊接制造，若是并未采取有效保障措施，那么就為焊縫焊接缺陷埋下了隱患；若是釜蓋法蘭與釜體法蘭碳含量超出標準，制造過程中，無法保證焊接的品質(zhì)，這樣就留下了焊接缺陷。蒸壓釜的工作條件較為特殊并且操作狀態(tài)下受力較為復(fù)雜，難免破壞了低應(yīng)力疲勞，法蘭處活動支座支承兩端可靠性比較差，若是蒸壓釜處在升溫升壓狀態(tài)，溫差應(yīng)力較高，這就使得釜體呈現(xiàn)出向上拱曲，在簡支架以及釜體法蘭的下部支座產(chǎn)生疊加后高應(yīng)力區(qū)，這就使得焊縫處出現(xiàn)疲勞裂縫并且進行擴展。

1.2 連接部位裂紋

活動支座和釜體連接部位容易出現(xiàn)裂紋。蒸壓釜的筒體比較長，設(shè)置多個支座，每一臺蒸壓釜設(shè)定固定支座一個與活動支座若干個。一般來說，釜體中部設(shè)置固定支架，其余兩邊都設(shè)置了活動支座。蒸壓釜工作過程中，隨著釜體加壓而出現(xiàn)膨脹并且呈現(xiàn)出向著兩端伸長的發(fā)展態(tài)勢；降壓降溫中，又向著中央進行收縮。為了確保蒸壓釜工作過程中自由膨脹，附加應(yīng)力降低，往往只允許設(shè)置一個固定支座，隨著釜體軸線方向的自由移動，其余支座活動也會隨之變化。實際工作過程中，以基礎(chǔ)品質(zhì)與滾杠支承面清潔程度，無法確保滾杠支承面處于自由滾動狀態(tài)，這就使得支座和滾杠護板出現(xiàn)脫離、支座滾杠護板拉裂問題等等，甚至可能出現(xiàn)釜體和支座的連接處出現(xiàn)開裂，嚴重的，可能促使支座滾杠和支座地板間出現(xiàn)脫離，產(chǎn)生支承時效，這就使得釜體附加應(yīng)力增加。

1.3 車用鋼軌和釜體連接部位間裂紋

蒸壓釜之內(nèi)，蒸養(yǎng)車借助鋼軌和釜體間連接部位容易出現(xiàn)裂紋。蒸養(yǎng)車主要采取活動連接方式實現(xiàn)鋼軌和釜體相連，這樣能夠規(guī)避由于蒸壓釜進汽后加壓受熱與排汽降壓冷卻出現(xiàn)收縮時，由于釜體和鋼軌間膨脹率與收縮率存在著差異，釜體鋼軌的焊接處應(yīng)力會相對較高，破壞了釜體。在該種情況下，蒸壓釜使用過程中，由于長期存在著膨脹與收縮促使蒸壓釜的鋼軌和托架產(chǎn)生松動，這就使得每個檢驗周期內(nèi)都需要采取有效修理措施，由于檢修時間不固定，往往在托架上焊接鋼軌，蒸壓釜使用過程中，可能促使鋼軌、托架連接處或者是托架和釜體連接處，甚至可能產(chǎn)生釜體母材開裂的問題。

1.4 連接不當與環(huán)焊縫裂縫

由于蒸壓釜的固定支座和釜體間連接不當產(chǎn)生裂紋。蒸壓釜升溫升壓過程中，溫差應(yīng)力較高促使釜體出現(xiàn)向上拱曲。釜體并不固定支座，否則的話，支座護板和釜體之間連接部位可能出現(xiàn)撕裂。蒸壓釜的現(xiàn)場組焊非常容易出現(xiàn)裂紋。蒸壓釜的體積比較大，大多采取分段交貨方式與現(xiàn)場組焊方式。現(xiàn)場組焊大多是處理釜體中部的焊縫。蒸壓釜使用過程中，由于受到應(yīng)力、間歇操作、降溫降壓、變形、升溫升壓等周期循環(huán)的影響，非常容易出現(xiàn)疲勞破壞，促使疲勞裂縫擴展。

2 腐蝕

2.1 表面腐蝕問題

釜體底部的冷凝水區(qū)域之內(nèi)，借助冷凝水下腐蝕性電解液與高溫情況下溶解數(shù)量增加氧，濃縮性、腐蝕性電解液內(nèi)，損壞率顯著提升，究其原因在于蒸養(yǎng)車地阿羅加氣混凝土坯料或者是磚料附著在釜底，形成了單獨分布腐蝕空洞，表面腐蝕也可能催生裂紋。

2.2 疲勞腐蝕問題

疲勞腐蝕是由于穿過金屬晶粒造成的，通過腐蝕性介質(zhì)與機械交變應(yīng)力共同作用產(chǎn)生了腐蝕。考慮到蒸壓釜一直處于周期性運行中，釜壁溫度若是出現(xiàn)波動或者是出現(xiàn)差異，或者是冷凝水位置產(chǎn)生波動，那么就容易出現(xiàn)晶間應(yīng)力裂紋腐蝕與穿晶疲勞裂紋腐蝕。

2.3 應(yīng)力腐蝕問題

應(yīng)力腐蝕則是釜體內(nèi)的表面焊縫拉力與內(nèi)應(yīng)力、冷凝水中碳金屬氫氧化物溶液共同作用所產(chǎn)生的結(jié)果。應(yīng)力腐蝕較為危險，在不同部位出現(xiàn)非常多的小裂紋，同時能夠很快發(fā)展并且連接一起，促使蒸壓釜爆炸而出現(xiàn)大裂紋。

3 變形

3.1 釜體法蘭的失圓

釜體法蘭由于變形出現(xiàn)失圓，水平方向的直徑比垂直方向的直徑大，究其原因在于釜體法蘭支座的承重過大，同時也可能是承重的支承面出現(xiàn)變化，或者是在結(jié)構(gòu)方面存在著不合理。

3.2 機械損傷變形

蒸壓釜內(nèi)，機械損傷屬于較為常見問題，由于操作不當或者是蒸養(yǎng)車在進出料過程中，底部和筒體之間出現(xiàn)摩擦甚至出現(xiàn)了脫軌等，這就使得內(nèi)部表面出現(xiàn)碰上或者是出現(xiàn)刮傷，甚至可以造成釜體變形。

3.3 釜體法蘭的密封面出現(xiàn)變形

釜體法蘭的密封面出現(xiàn)變形重要原因在于蒸壓釜使用中釜體的上部和底部間溫差較大，這就使得釜體上部的膨脹伸長量比釜體下中膨脹的伸長量大，釜體出現(xiàn)向上撓曲，特別是阻汽排水裝置存在著不通暢，這就使得釜體上部與釜體下部之間溫差超過了四十攝氏度，蒸壓釜嚴重上拱出現(xiàn)變形，往往蒸壓釜采取緊急停止措施，久而久之，蒸壓釜法蘭密封面與釜體都可能出現(xiàn)變形，對蒸壓釜的正常運行產(chǎn)生一定的影響。

4 安全聯(lián)鎖裝置失效

安全手柄、接桿、安全圓盤等構(gòu)成了快開門安全聯(lián)鎖裝置，主要在釜體裝置側(cè)面安裝，起關(guān)蓋進汽以及排汽開蓋聯(lián)鎖作用方式在關(guān)蓋無法達到送汽升壓和余汽沒排凈開蓋惡性事故。傳感器與傳感器顯示原件失去效用。現(xiàn)代蒸壓釜使用過程中借助壓力傳感器對蒸壓釜內(nèi)部壓力進行測量，借助設(shè)定壓力值對釜內(nèi)能不能存在壓力進行有效判斷，同時和開關(guān)釜蓋電源、開關(guān)釜蓋機械裝置有效關(guān)聯(lián)，最終實現(xiàn)安全聯(lián)鎖。蒸壓釜使用過程中，由于傳感器長時間不進行校驗以及傳感器的老化等，對安全聯(lián)鎖裝置有效性產(chǎn)生直接影響。

5 結(jié)語

為了確保蒸壓釜設(shè)備的工作穩(wěn)定性以及蒸壓釜設(shè)備生產(chǎn)安全性，蒸壓釜檢驗工作至關(guān)重要。蒸壓釜的檢驗中，腐蝕現(xiàn)象以及裂紋、變形等成為了主要的問題，這樣不僅對蒸壓釜工作性能產(chǎn)生負面影響，還埋下了巨大的生產(chǎn)安全隱患。總之，需要采取更加有效措施，有效處理蒸壓釜所出現(xiàn)的各類問題，提升蒸壓釜抗腐蝕能力以及力學強度。在蒸壓釜的檢驗工作中，需要堅持重點檢驗與全面檢驗有效結(jié)合，增加對腐蝕地方、裂紋地方的檢測力度，一旦發(fā)現(xiàn)了問題，那么就需要及時進行處理。總之，通過分析蒸壓釜的常見缺陷及其原因，期望能夠為蒸壓釜檢驗工作提供有效幫助，期望蒸壓釜使用單位能夠提升操作水平與管理水平，盡可能避免出現(xiàn)重大事故。