李順德，李莉

（1.黔西南州特種設(shè)備檢驗(yàn)所；2.黔西南州環(huán)境監(jiān)測(cè)站，貴州 興義 562400）

1 蒸壓釜主要結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)

蒸壓釜是快開(kāi)門式壓力容器，生產(chǎn)過(guò)程屬間歇操作，常在蒸壓釜兩端設(shè)置快開(kāi)門讓物料快捷進(jìn)出。釜內(nèi)工作介質(zhì)主要為飽和蒸汽，工作壓力雖然不高，但由于容積大，一旦發(fā)生事故，釋放的能量較大。因蒸壓釜快開(kāi)門結(jié)構(gòu)具有特殊性，該結(jié)構(gòu)的壓力容器我國(guó)至今無(wú)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，目前均是套用國(guó)外結(jié)構(gòu)，且型式多、亂，所以問(wèn)題較多.隨著操作過(guò)程中升溫升壓、降溫降壓的周期性循環(huán)，承受著交變載荷的作用。另外，由于釜體頂部和底部之間存在一定的溫度差，特別是升壓升溫階段釜體頂部和底部溫差有時(shí)可達(dá)100℃，因此，產(chǎn)生溫差應(yīng)力。

2 蒸壓釜常見(jiàn)損傷模式和易發(fā)生部位

2.1 裂紋

蒸壓釜在操作上具有頻繁加壓、加熱、物料出入的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)上釜體法蘭和快開(kāi)門端蓋法蘭的嚙齒呈幾何不連續(xù)性，嚙齒部位易產(chǎn)生應(yīng)力集中；端蓋的啟、閉伴隨著釜內(nèi)經(jīng)常升降壓，嚙齒和釜體焊縫承受交變應(yīng)力；釜內(nèi)升、降溫頻繁造成筒體環(huán)向上下部溫度差較大，存在交變的熱應(yīng)力；蒸壓釜特殊的使用方式造成其承受低周期疲勞載荷，在應(yīng)力集中部位容易產(chǎn)生疲勞裂紋。主要有以下三個(gè)部位的焊縫容易發(fā)生裂紋：第一是異種鋼連接處焊縫，該類型焊縫主要在蒸壓釜釜體、釜蓋與法蘭的焊接焊縫。因?yàn)榉ㄌm處承受周期性疲勞載荷或高應(yīng)力集中導(dǎo)致焊縫內(nèi)部焊接缺陷處呈現(xiàn)裂紋并擴(kuò)展至外表面；其次是角焊縫，該類型焊縫主要在蒸壓釜釜體和支座的連接焊縫，該處易產(chǎn)生裂紋是因蒸壓釜的支承由固定和活動(dòng)兩種支座構(gòu)成，活動(dòng)支座的滾桿活動(dòng)距離如果不能有效地消除釜體在升溫降溫過(guò)程中產(chǎn)生的熱脹冷縮位移量，就會(huì)在支座和筒體角焊縫處形成應(yīng)力集中，輕則產(chǎn)生裂紋、重則使釜體向上拱曲造成支座護(hù)板與釜體連接部位撕裂；再次是筒體現(xiàn)場(chǎng)施工焊接的環(huán)焊縫，現(xiàn)場(chǎng)施焊焊縫的因受施工環(huán)境、施工條件、焊工操作條件等限制難以保證焊接質(zhì)量，容易產(chǎn)生焊接缺陷。檢驗(yàn)中該種焊縫通過(guò)審查蒸壓釜的安裝資料，找出在蒸壓釜現(xiàn)場(chǎng)施焊的環(huán)焊縫，此類焊縫通常在釜體中部，在檢驗(yàn)中應(yīng)給與高度的重視。

2.2 腐蝕

釜體環(huán)向底部60°范圍內(nèi)受到冷凝水、污泥、從混凝土制品中逸出的有害氣體混合物、以及通蒸汽前釜內(nèi)殘存的空氣中氧氣的聯(lián)合作用，使釜底部60°范圍內(nèi)表面有許多呈零星分布的點(diǎn)狀腐蝕，蝕孔口大小約為30～80mm，腐蝕產(chǎn)物顏色發(fā)黑且硬而脆，形似錐狀。腐蝕機(jī)理為多為垢下腐蝕。對(duì)于生產(chǎn)工藝配方中含堿性物質(zhì)的會(huì)發(fā)生堿腐蝕，垢下腐蝕和堿腐蝕兩種作用下對(duì)于釜內(nèi)無(wú)防腐措施的釜體的腐蝕坑較生產(chǎn)工藝配方無(wú)堿性物質(zhì)的腐蝕坑要深3～5mm。

釜體縱向兩端排水孔處2.0m范圍內(nèi)腐蝕現(xiàn)象較釜體中部嚴(yán)重，釜體中部腐蝕輕微甚至無(wú)腐蝕。這是因?yàn)楦獌?nèi)蒸汽冷凝水的排放通過(guò)釜底端部位置靠近端蓋處的排水孔匯集后統(tǒng)一排放，冷凝水中混合堿性物質(zhì)在釜體兩端匯集、停留濃縮造成該部位腐蝕加劇強(qiáng)度削弱。其余表面腐蝕輕微或無(wú)腐蝕現(xiàn)象。

2.3 變形

變形也是蒸壓釜常見(jiàn)的損傷模式，是由工作過(guò)程中產(chǎn)生的溫差應(yīng)力造成的。蒸壓釜的變形主要包括釜體法蘭失圓和釜體法蘭密封面變形兩種。

2.4 安全聯(lián)鎖裝置失效

蒸壓釜的安全聯(lián)鎖裝置主要作用是防止操作人員帶壓開(kāi)門，造成蒸汽泄露傷人事故。目前常用安全聯(lián)鎖裝置有機(jī)械部分和電器部分組成，機(jī)械部分有安全手柄、安全圓盤、接桿、球閥四個(gè)配件組成。電氣部分主要有行程控制器、聲光報(bào)警系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)等組成。電器系統(tǒng)是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)執(zhí)行情況的確認(rèn)和信息的反饋。使用中，由于操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐砂踩珗A盤和釜蓋上限位塊的變形、損壞使安全連桿和球閥不能同步運(yùn)行，造成安全聯(lián)鎖裝置機(jī)械部分失效。此外，有的操作工安全意識(shí)淡薄，私自破壞安全聯(lián)鎖裝置的控制線或不使用安全插銷等，或因工作環(huán)境造成控制線路及部件損壞、老化失效，從而導(dǎo)致其安全聯(lián)鎖功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

3 定期檢驗(yàn)主要方法

3.1 宏觀檢驗(yàn)

宏觀檢驗(yàn)對(duì)于保障蒸壓釜的安全運(yùn)行非常重要，重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容：（1）結(jié)構(gòu)檢查，重點(diǎn)檢查釜齒的結(jié)構(gòu)是否存在鋼板拼焊；檢查釜蓋法蘭與封頭，釜體法蘭與筒體的連接形式。逐個(gè)檢查釜齒是否存在擠傷與根部裂紋，必要時(shí)進(jìn)行表面探傷。（2）釜體內(nèi)表面宏觀檢驗(yàn)重點(diǎn)檢查縱環(huán)焊縫裂紋、壁面腐蝕、鼓包、內(nèi)構(gòu)件變形等缺陷。檢查重點(diǎn)部位是釜蓋法蘭與封頭、釜體法蘭與筒體連接處焊縫、筒體對(duì)接焊縫及角焊縫部位。應(yīng)注意檢查釜內(nèi)下部60°范圍的焊縫，尤其是釜底兩軌間的環(huán)縫，釜底的積液或雜物需要清理干凈。（3）檢查吊裝吊卡是否去除，與釜體母材焊接處有無(wú)損傷。檢查釜內(nèi)是否存在因進(jìn)釜撞擊、釜車彈軌、模板不正而造成的釜體碰傷、刮傷等缺陷。（4）變形檢查，重點(diǎn)檢查釜體法蘭失圓和釜體法蘭密封面變形，可拉線檢查釜體是否有“香蕉變形”。（5）支座部位重點(diǎn)檢查基礎(chǔ)有無(wú)下沉、活動(dòng)支座是否有效支承且活動(dòng)正常，支座與腹板間隙一般不超過(guò)30mm。檢查釜下托輥是否存在斜輥、脹伸受阻、輥架損壞或不承重（懸空）等不正常狀況。（6）檢查釜內(nèi)軌道托座與釜體母材焊接是否出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象。（7）檢查冷凝水排放裝置是否正常，檢查排水花帽及排水管線是否正常。（8）檢查釜外壁保溫層有否脫落，有否蒸氣泄漏痕跡。（9）檢查釜蓋懸掛裝置、手搖減速器是否動(dòng)作靈活；檢查所有緊固件有無(wú)松動(dòng)等。

3.2 壁厚測(cè)定

壁厚測(cè)定是檢驗(yàn)壓力容器承壓部件減薄情況的常用手段，常用超聲波測(cè)厚儀對(duì)組成釜體的每個(gè)筒節(jié)和封頭的進(jìn)行不少于2點(diǎn)的檢測(cè)，重點(diǎn)檢驗(yàn)底部介質(zhì)浸沒(méi)部分、物料進(jìn)口、流動(dòng)轉(zhuǎn)向等易受腐蝕、沖蝕的部位。對(duì)發(fā)現(xiàn)腐蝕、磨損等缺陷部位應(yīng)仔細(xì)測(cè)定，如測(cè)量厚度小于設(shè)計(jì)允許的最小壁厚時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行強(qiáng)度校核，并提出是否能繼續(xù)使用及允許的最高工作壓力。

3.3 無(wú)損檢測(cè)

無(wú)損檢測(cè)重點(diǎn)對(duì)內(nèi)壁焊縫部位進(jìn)行，必要時(shí)可進(jìn)行外表面焊縫無(wú)損檢測(cè)抽查。采用的無(wú)損檢測(cè)方法主要有磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)（一般返修時(shí)采用）、超聲波或射線檢測(cè)。采用黑磁粉（必要時(shí)可采用熒光磁粉）對(duì)內(nèi)壁對(duì)接焊縫一般進(jìn)行不少于20%的抽查，對(duì)可檢部位接管角焊縫及懷疑部位進(jìn)行100%檢測(cè)。重點(diǎn)檢測(cè)部位有：釜蓋法蘭與封頭，釜端法蘭與筒體連接的環(huán)焊縫，支座與釜體連接部位的內(nèi)外表面，釜蓋封頭拼縫，釜端兩頭環(huán)焊縫及與此焊縫相連的縱焊縫（T字區(qū)）；釜底兩軌間以及各外延200mm的環(huán)焊縫；釜內(nèi)角焊縫和釜蓋外角焊縫；經(jīng)修補(bǔ)的缺陷或經(jīng)堆焊的部位；其他抽查部位（如吊裝吊卡去除后，母材可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕部位）；硬度抽查偏高部位等。必要時(shí)采用超聲波或射線對(duì)筒體對(duì)接焊縫進(jìn)行抽查，重點(diǎn)檢測(cè)部位有：位于蒸壓釜中部的現(xiàn)場(chǎng)組焊環(huán)焊縫、釜端法蘭與筒體連接的環(huán)焊縫及與此焊縫相連的縱縫（T字區(qū)）、磁粉檢測(cè)發(fā)現(xiàn)裂紋的部位以及可疑部位。

3.4 筒壁強(qiáng)度校核

壁厚測(cè)定中如發(fā)現(xiàn)筒體有測(cè)量厚度小于設(shè)計(jì)允許的最小壁厚時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行強(qiáng)度校核。強(qiáng)度校核公式選取有以下兩種：蒸壓釜如出廠隨帶資料齊全的可按原設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行強(qiáng)度校核；對(duì)于設(shè)備出廠資料缺少或沒(méi)有、材質(zhì)不明的蒸壓釜，按《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG 21-2016）相關(guān)規(guī)定必須查明材質(zhì)，再按《壓力容器》（GB150-2011）進(jìn)行強(qiáng)度校核。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)介紹蒸壓釜的結(jié)構(gòu)、使用特點(diǎn)，分析并總結(jié)四種主要的損傷模式為裂紋、變形、腐蝕、安全聯(lián)鎖失效，依據(jù)現(xiàn)有的常規(guī)檢驗(yàn)技術(shù)和無(wú)損檢測(cè)方法有針對(duì)性地提出檢驗(yàn)方法并指明重點(diǎn)檢驗(yàn)部位，為檢驗(yàn)人員制定檢驗(yàn)方案提供參考，確保檢驗(yàn)工作順利、完整實(shí)施，降低蒸壓釜的事故率，保證建材裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)行。