基于特種設備檢驗系統的重慶市蒸壓釜使用狀況分析及建議

游仲

（1.重慶市特種設備檢測研究院；2.國家市場監管重點實驗室（西部復雜環境機電設備安全），重慶 401121）

1 前言

蒸壓釜是一種介質為飽和蒸汽或壓縮空氣，通過物理、化學變化實現物質或元素的轉化與轉移的大型快開門壓力容器。主要應用在加氣混凝土磚、木材干燥和防腐、夾層玻璃等的生產中。近年來，蒸壓釜發生多起爆炸事故，引起蒸汽的泄漏，造成人員燙傷，甚至死亡，并造成巨大經濟損失。

特種設備檢驗是保障特種設備安全使用重要環節，檢驗人員需要在現場對特種設備設計、制造、安裝、改造、修理、監督檢驗、設備使用管理等信息進行審查，并開展相應檢測、檢驗項目，出具相應報告。為了更快捷、方便出具檢驗報告，各地特種設備檢驗機構都開發了各自的特種設備檢驗系統。在歷年的檢驗中積累了大量的檢驗數據，為分析蒸壓釜的設備特點、使用、管理特點及檢驗中問題，進一步為蒸壓釜使用單位安全使用蒸壓釜提供建議，并對安全監管部門有針對性監察提供技術參考。

2 特種設備檢驗系統及數據來源

重慶市特種設備檢測研究院2016年開發、使用新的檢驗系統，用以方便報告編制、流轉、用戶的領取、數據管理和訪問等。蒸壓釜作為一種大型快開門壓力容器。根據《中華人民共和國特種設備安全法》規定，未經定期檢驗或者檢驗不合格的特種設備，不得繼續使用。按照《固定式壓力容器安全技術監察規程》TSG 21-2016中金屬壓力容器一般投用后3年內進行首次定期檢驗。

基于特種設備檢驗系統，統計截止2021年注冊登記在用，并且2016～2021年進行定期檢驗的蒸壓釜總量共計175臺，使用單位總計43家。匯總定期檢驗報告中的設計、制造、安裝、改造、修理、停用、型式、隱患條目以及相關檢驗數據，進一步分析蒸壓釜設備特點、使用狀況和管理狀況等。

3 重慶市蒸壓釜設備特點及使用管理分析

3.1 重慶市蒸壓釜設備特點分析

根據蒸壓釜使用領域統計分析，可得到重慶市蒸壓釜使用領域分布情況。

如表1所示，重慶市蒸壓釜主要使用領域是建材行業中的混凝土建材領域。混凝土建材領域使用的蒸壓釜有158臺，使用單位有26家。其原理是利用蒸壓釜的高溫、高壓，在釜內完成CaO-SiO2-H2O的“水熱反應”，最終完成混凝土加氣磚、管樁、灰砂磚等混凝土建筑材料的蒸壓養護。

如表1所示，重慶市蒸壓釜還運用在建材行業中的夾層玻璃制造領域。夾層玻璃領域使用的蒸壓釜有17臺，使用單位有17家。其原理是利用蒸壓釜中的高溫，高壓使預壓后的夾層玻璃殘留的空氣溶解在中間夾層膜中，通過擴散作用使中間夾層膜與玻璃最終相互粘接。

表1 重慶市蒸壓釜行業分布表

根據建材行業標準《蒸壓釜》JC/T 720-2011對蒸壓釜型式分類，按整體結構分為盡端式和貫通式；按工作介質分為飽和蒸汽蒸壓釜和壓縮空氣蒸壓釜；按釜蓋的開啟方式分為側開式和上開式；按釜門開啟的驅動方式分為手動、電動、氣動和液壓傳動。標準中還根據蒸壓釜不同形式規定了型號編制規則，分析不同領域使用蒸壓釜型號，可得到重慶市蒸壓釜設備特點。

如表2所示，混凝土建材領域使用的蒸壓釜采用貫通式、飽和蒸汽式、上開式、手動式蒸壓釜蒸壓釜的使用單位有21家，共127臺；采用貫通式、飽和蒸汽式、側開式、手動式蒸壓釜使用單位有2家，共8臺；采用貫通式、飽和蒸汽式、上開式、氣動式蒸壓釜使用單位有1家，共8臺；采用貫通式、飽和蒸汽式、上開式、液動式蒸壓釜使用單位有1家，共7臺；采用貫通式、飽和蒸汽式、上開式、電動式蒸壓釜使用單位有1家，共8臺。

表2 蒸壓釜型式分類（混凝土建材領域）

統計分析發現，重慶市混凝土建材領域蒸壓釜均采用貫通式、飽和蒸汽式蒸壓釜；其中以采用上開式、手動式蒸壓釜為主，并均采用齒嚙式快開門結構，如圖1所示。這主要與混凝土產品及工藝特點。混凝土產品工藝需要進行“水熱反應”，采用飽和蒸汽介質既能提供高溫，也能提供水成分。又因為混凝土產品坯料體積較大，生產時需要較多時間，為了提高生產效率，采用貫通式、上開式方便物料進出更為便利，并且設計蒸壓釜長度較長，一般在20～45m間。釜門開啟方式采用手動式為主，主要是因為頻繁循環高溫，高壓下采用手動式開啟釜門故障率低。一般使用單位單位都有多臺蒸壓釜。

圖1 蒸壓釜示意圖（混凝土建材領域）

如表3所示，夾層玻璃領域使用的蒸壓釜采用盡端式、壓縮空氣式、側開式、手動式蒸壓釜使用單位有4家，共4臺設備；采用盡端式、壓縮空氣式、側開式、電動式蒸壓釜使用單位有6家，共6臺設備；采用盡端式、壓縮空氣式、側開式、液壓傳動式蒸壓釜使用單位有7家，共7臺設備。

表3 蒸壓釜型式分類（夾層玻璃領域）

統計分析分析，重慶市夾層玻璃領域蒸壓釜均采用盡端式、壓縮空氣式、側開式蒸壓釜，并采用齒嚙式快開門結構，如圖2所示。這主要是原因是玻璃產品和工藝特點。夾層玻璃生產工藝需要提供高溫、高壓使夾層玻璃膜層溶解少量空氣。采用側開式在保證開啟的便捷下，減少釜門提升機構，使用更穩定。各型式蒸壓釜的不同在于釜門開啟的驅動方式，重慶市夾層玻璃領域蒸壓釜開門方式沒有氣動式，大多采用自動化開啟釜門，如電動式，液壓傳動式。另外因玻璃制品體積較小，設計蒸壓釜長度相對較短，一般在4～15m。因玻璃生產頻次較重慶市夾層玻璃廠家主要為中小型企業，生產量不大，一般使用單位均只有一臺蒸壓釜。

圖2 蒸壓釜示意圖（夾層玻璃領域）

3.2 重慶市蒸壓釜使用管理分析

根據統計定期檢驗結果及隱患條目，分析檢驗中發現的問題、問題臺數及發生率（問題臺數占定期檢驗過設備臺數的百分比），匯總在表4、表5。可以進一步分析重慶市蒸壓釜使用和管理狀況。

如表4和表5中所示，在定期檢驗過程中發現的問題中，混凝土建材領域使用的蒸壓釜，存在9種問題；夾層玻璃領域使用的蒸壓釜存在6種問題。

表4 蒸壓釜定期檢驗問題匯總表（混凝土建材領域）

表5 蒸壓釜定期檢驗問題匯總表（夾層玻璃領域）

“未進行年度檢查”問題，兩使用領域的蒸壓釜的問題發生率都是最高的，分別93.0%和47.1%。該問題與使用單位的管理水平及人員水平密切有關。分析兩使用領域使用單位使用管理情況發現，夾層玻璃領域比混凝土建材領域管理稍好些，人員較為固定，完成年度檢查情況較好。

“安全閥不在校驗期內”問題，兩使用領域的蒸壓釜都有出現，問題發生率分別為22.2%和17.6%。夾層玻璃領域使用的蒸壓釜問題發生率略低，這也與使用單位管理和人員有關。安全閥作為壓力容器使用中重要的安全泄放裝置，是保障設備超壓后能及時泄放，保證設備不會發生更大爆炸事件的重要手段。如未按期校驗，存在著很大的安全隱患，影響安全使用。

“超過了設計使用年限或超20年”問題，兩使用領域都有出現，問題發生率分別為5.7%和23.5%。比較發現夾層玻璃領域此項問題發生率高。蒸壓釜是一種承受循環載荷壓力容器，使用超過設計年限或超過20年，存在材料疲勞、局部腐蝕減薄等問題，繼續使用會帶來一定的風險。

“設備未按要求進行固定”問題，兩使用領域的蒸壓釜都有出現，問題發生率分別為5.1%和11.8%。蒸壓釜一般有多個鞍座，按標準要求需要有固定鞍座，滑動鞍座。鞍座應按要求進行固定以防止局部破損，爆炸時，設備飛出，造成更大的損失。

“安全聯鎖裝置失效”問題，兩使用領域的蒸壓釜都有出現，問題發生率14.5%和5.9%。比較發現夾層玻璃領域此項問題發生率略低。這同樣與使用單位管理和人員有密切關系。

安全聯鎖裝置是法規要求快開門壓力容器必須安裝的裝置，其需保證關門到位才能升壓，泄壓完畢才能釜門才能開啟。國內多起蒸壓釜事故均是由于其安全聯鎖裝置失效。

“釜齒裂紋”問題，兩使用領域的蒸壓釜都有出現，問題發生率6.3%和5.9%。嚙齒式快開門結構在釜齒根部是應力集中位置，由于制造和使用原因易在此處形成裂紋。有部分蒸壓釜事故其原因是釜齒斷裂造成。

“焊縫裂紋”問題，混凝土建材領域使用的蒸壓釜問題發生率為4.4%。其可能在制造、使用過程中，在應力集中部位產生裂紋，裂紋擴展會發生事故。

“內外表面腐蝕減薄超過腐蝕余量”問題，混凝土建材領域使用的蒸壓釜問題發生率為2.5%。其原因是多樣的，如設計不合理，介質冷凝水與灰漿形成電化學腐蝕、保溫層局部破損后的縫隙腐蝕等。

“未辦理維修改造”問題，發生率為1.9%。使用單位非法或私自用焊接方式維修、改造，可能會帶來設備局部損傷或腐蝕加劇，是嚴重的事故隱患。

分析發現，“焊縫裂紋”“內外表面腐蝕減薄超過腐蝕余量”“未辦理維修改造”3種問題沒有在夾層玻璃領域中的蒸壓釜發現。結合兩種使用領域蒸壓釜使用情況分析，主要是因為使用介質、工藝環境和管理能力的不同。

夾層玻璃領域蒸壓釜其介質為空氣，使用環境一般為室內，油漆層完好時外表面大氣腐蝕比較輕微；無現場組焊位置，焊接質量較好，未出現焊縫裂紋情況。管理人員比較固定，制度較為完善，未出現未辦理維修改造情況。

通過以上統計分析發現，蒸壓釜檢驗出的問題與設備使用介質、環境、使用單位所處行業、管理水平及人員密切有關。其中“釜齒裂紋”“焊縫裂紋”和“內外表面腐蝕減薄超過腐蝕余量”需要專業儀器設備才能定量發現。其他匯總的問題均為蒸壓釜使用管理不足時出現的問題。因此，蒸壓釜的使用安全需要使用單位和檢測檢驗單位高度重視。

4 蒸壓釜使用管理及檢測檢驗建議

根據《特種設備安全法》《特種設備安全監察條例》《特種設備使用管理規則》TSG 08-2017及《固定式壓力容器安全技術監察規程》TSG 21-2016的有關要求，結合定期檢驗中發現的問題對蒸壓釜的使用管理和檢測檢驗提出以下建議：

4.1 使用管理—配備人員

使用單位應任命或配備安全管理負責人、安全管理員及壓力容器操作人員。操作人員應持有“快開門式壓力容器操作人員證R1”。需要對操作人員定期進行安全知識、作業技能相關培訓，并做好相應的記錄。

4.2 使用管理—建立安全管理制度

使用單位應當建立健全壓力容器安全管理制度，制定工藝操作規程，明確安全操作、設備維護要點。還應根據蒸壓釜事故案例制定應急預案，配置相應的救援裝備，適時開展特種設備事故應急演練，并且作出記錄。

4.3 使用管理—辦理告知，登記

在投入使用前或者投入使用30日內，使用單位應申請辦理《特種設備使用登記證》。在使用過程中存在停用、過戶、注銷、設備超過設計年限或超過20年等時，應進行告知或變更登記。

如需要進行安裝、改造與維修時，應交由取得相應的制造許可證或安裝、改造與維修許可證的單位實施。保存好制造、安裝、改造、維修單位提供的相關質量證明文件等技術資料。

4.4 使用管理—維護和檢查

使用單位應當建立壓力容器裝置巡檢制度，對蒸壓釜承壓本體及其安全附件、快開門安全聯鎖裝置、測量調控裝置、附屬儀器儀表進行經常性維護保養。對發現的明顯異常情況（如破損、損壞等），應當及時處理并記錄。每年至少進行一次年度檢查，已確保蒸壓釜日常的安全運行。

4.5 檢測檢驗—制定檢測檢驗工藝

檢測檢驗單位應當按照相關法律法規和技術標準制定針對蒸壓釜的檢測檢驗工作。每次定期檢驗時重點針對嚙合釜齒根部及焊縫（特別是對現場組焊位置）進行一定比例的無損探傷檢測。在發現有裂紋時應加大對嚙合釜齒根部及焊縫的無損檢測比例或100%無損檢測。對設備測厚應選取容易腐蝕位置，如積液，積灰位置，并增加測厚點位。

4.6 檢測檢驗—安全隱患上報

當檢測檢驗過程中發現私自焊接、維修改造、安全閥、安全聯鎖裝置失靈及其他不合格問題時，如為嚴重隱患，應立即上報當地特種設備安全管理部門，并告知使用單位立即停止使用，以防止事故發生；如不影響使用的不合格項目也應該書面告知使用單位和當地特種設備安全管理部門，限期整改；需要維修、改造的，應認真完成監督檢驗工作。

5 結語

（1）根據以上統計分析表明，重慶市蒸壓釜主要使用領域是建材行業中的混凝土建材領域。混凝土建材領域以使用貫通式、蒸汽、上開門、手動開門型式蒸壓釜為主；夾層玻璃領域使用盡端式、壓縮空氣、側開門、液壓傳動開門型式蒸壓釜為主。

（2）統計分析發現混凝土建材領域蒸壓釜定期檢驗中出現的9種問題；夾層玻璃領域蒸壓釜定期檢驗中出現的6種問題。夾層玻璃領域蒸壓釜設備狀況明顯優于混凝土建材領域蒸壓釜。

（3）根據定期檢驗出現的使用管理和檢測檢驗問題，提出使用管理與檢測檢驗方面建議。