姚 俊

（寶鋼湛江鋼鐵有限公司，廣東 湛江 524000）

冶金是指通過各種工藝方法將礦石中的金屬提取出來，制作成具備特定性能的金屬原材料的過程。冶金企業(yè)就是完成上述冶金過程的工業(yè)企業(yè)。安全生產(chǎn)是企業(yè)發(fā)展的重要保障，冶金企業(yè)的安全生產(chǎn)包括人、設(shè)備、環(huán)境、工藝制程等方面。而當(dāng)前冶金企業(yè)事故率最高的是壓力設(shè)備，如2010年1月4日造成21人死亡的河北普陽鋼鐵發(fā)生的煤氣管道泄漏事故；2006年3月30日造成6人死亡的河北國豐鋼鐵有限公司高爐爆炸事故等。上述事故均是由于鍋爐、壓力容器、壓力管道等壓力設(shè)備的故障導(dǎo)致。前述壓力設(shè)備均屬于特種設(shè)備，其運(yùn)行狀況關(guān)系著企業(yè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與人民的人身財(cái)產(chǎn)安全，國家為預(yù)防特種設(shè)備事故的發(fā)生，出臺(tái)了《特種設(shè)備安全法》來保障特種設(shè)備的安全工作。

冶金企業(yè)壓力設(shè)備的運(yùn)行是企業(yè)安全生產(chǎn)的重要組成部分，當(dāng)其出現(xiàn)安全事故時(shí)，將會(huì)對(duì)現(xiàn)場工作人員與冶金企業(yè)造成重大影響[1]。本文從壓力設(shè)備常見故障出發(fā)，重點(diǎn)介紹了裂紋與腐蝕兩種隱患的產(chǎn)生、危害以及預(yù)防措施，最大程度確保冶金企業(yè)的健康發(fā)展與經(jīng)濟(jì)效益最大化[2]。

1 壓力設(shè)備裂紋問題研究

冶金生產(chǎn)中使用的壓力設(shè)備通常自身結(jié)構(gòu)具有一定復(fù)雜性，且運(yùn)行過程中受到壓力、溫度、介質(zhì)種類、工作環(huán)境等諸多條件的影響，經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生安全隱患，甚至發(fā)生安全事故。

因此，對(duì)冶金企業(yè)的壓力設(shè)備進(jìn)行研究與檢驗(yàn)十分必要[3]，從而保障其運(yùn)行狀況的安全可靠。

1.1 裂紋的種類與產(chǎn)生機(jī)理

冶金企業(yè)壓力設(shè)備裂紋缺陷依據(jù)其產(chǎn)生機(jī)理可分為：應(yīng)力腐蝕裂紋、蠕變裂紋與疲勞裂紋。

（1）應(yīng)力腐蝕裂紋：金屬在其內(nèi)應(yīng)力與介質(zhì)共同作用下會(huì)產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，稱之為應(yīng)力腐蝕裂紋。其呈現(xiàn)龜裂狀況，且肉眼觀察不到明顯的均勻腐蝕痕跡，其斷口屬于脆性斷裂的特征，如圖1為應(yīng)力腐蝕裂紋的典型。形態(tài)當(dāng)其出現(xiàn)在焊縫處時(shí)，大多以橫向裂紋的方式顯現(xiàn)。

圖1 應(yīng)力腐蝕裂紋典型形態(tài)

（2）蠕變裂紋：壓力設(shè)備長時(shí)間在恒溫恒壓下工作，會(huì)逐漸產(chǎn)生塑性變形，并最終形成蠕變裂紋，如圖2所示。工作環(huán)境不同，通常導(dǎo)致三種類型的蠕變裂紋：①高溫低壓工況下產(chǎn)生的沿晶蠕變裂紋；②高壓工況下產(chǎn)生的穿晶蠕變裂紋；③高溫工況下產(chǎn)生的延縮性斷裂。

圖2 蠕變裂紋示意圖

（3）疲勞裂紋：壓力設(shè)備運(yùn)行過程中在變應(yīng)力作用下，使得其表面產(chǎn)生的裂紋。疲勞裂紋是壓力設(shè)備中最為常見的一類裂紋，尤其在非連續(xù)幾何結(jié)構(gòu)與材料本身殘余應(yīng)力處，圖3為焊縫處疲勞裂紋。疲勞裂紋最初產(chǎn)生在材料內(nèi)部，隨著設(shè)備工作時(shí)間的延長會(huì)向縱深方向進(jìn)一步發(fā)展，并最終形成肉眼可見的裂紋。

圖3 焊縫處疲勞裂紋

1.2 裂紋問題的預(yù)防措施

為有效保障壓力設(shè)備的安全運(yùn)行，應(yīng)主要從以下三方面著手進(jìn)行預(yù)防管控。

（1）嚴(yán)格控制關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量問題。壓力設(shè)備在生產(chǎn)前，必須對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格把控，所有原材料在使用前必須認(rèn)真核查與檢驗(yàn)，確保二次檢驗(yàn)合格后方可使用。生產(chǎn)過程中，必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙與工藝文件的要求進(jìn)行，確保工藝條件與性能滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。相關(guān)人員必須培訓(xùn)合格上崗，確保其掌握好技術(shù)要點(diǎn)。

（2）強(qiáng)化設(shè)備的驗(yàn)收工作。必須加強(qiáng)對(duì)新建、改建壓力設(shè)備的驗(yàn)收工作，驗(yàn)收必須有專業(yè)人員參與，嚴(yán)格審核設(shè)計(jì)、安裝與監(jiān)理單位的資質(zhì)是否符合項(xiàng)目要求，施工記錄、設(shè)計(jì)方案、原材料檢驗(yàn)報(bào)告等技術(shù)文件是否完整與正確，絕不放過任何質(zhì)量隱患點(diǎn)，從而最大程度保障壓力設(shè)備的安全性。

（3）增強(qiáng)檢驗(yàn)水平。壓力設(shè)備安裝完成后，必須按照相關(guān)驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收，并做好驗(yàn)收記錄。企業(yè)在壓力設(shè)備使用過程中必須加強(qiáng)對(duì)老舊設(shè)備的日常檢修工作，且應(yīng)在合理范圍內(nèi)擴(kuò)大檢驗(yàn)范圍與力度，做到發(fā)現(xiàn)隱患立即處理。冶金企業(yè)應(yīng)做好員工培訓(xùn)工作，提高職工的職業(yè)素養(yǎng)，從而提高檢驗(yàn)的效率與質(zhì)量，達(dá)到生產(chǎn)安全與經(jīng)濟(jì)利益的完美結(jié)合。

2 壓力管道腐蝕問題研究

2.1 壓力管道腐蝕產(chǎn)生

壓力管道在冶金工業(yè)中起著聯(lián)通整個(gè)生產(chǎn)工藝流程的作用，在冶金企業(yè)的壓力設(shè)備中具有舉足輕重的地位。壓力管道在運(yùn)行過程中最常見的故障形式是腐蝕問題，依舊其產(chǎn)生機(jī)理可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕與生物化學(xué)腐蝕三種，很多情況下都是共同存在的致使壓力管道發(fā)生腐蝕故障。冶金工業(yè)中壓力管道的腐蝕速度可達(dá)1mm/年，其腐蝕速度遠(yuǎn)大于其它行業(yè)的管道設(shè)備，圖4是冶金企業(yè)壓力管道腐蝕示意圖。

冶金企業(yè)壓力管道腐蝕主要是由以下幾方面因素導(dǎo)致的：冶金企業(yè)壓力管道內(nèi)的介質(zhì)通常具有一定腐蝕性，對(duì)管道的腐蝕作用較為嚴(yán)重；壓力管道所處的外部環(huán)境較為復(fù)雜，尤其土壤內(nèi)大多具有鹽類腐蝕性物質(zhì)；壓力管道在檢測與運(yùn)行過程中，由于操作錯(cuò)誤導(dǎo)致其內(nèi)部壓力值高于其設(shè)計(jì)允許范圍。

圖4 壓力管道腐蝕示意圖

2.2 壓力管道驗(yàn)收

冶金企業(yè)在正常生產(chǎn)前需要鋪設(shè)壓力管道，因此必須嚴(yán)把管道驗(yàn)收關(guān)，從源頭確保壓力管道的安全性。壓力管道的驗(yàn)收首先需要嚴(yán)格審查原材料是否合格，冶金企業(yè)對(duì)于壓力管道的質(zhì)量要求較高，在材料檢驗(yàn)過程中一旦發(fā)現(xiàn)不合格或其它安全隱患，必須立即整改。此外，必須完善企業(yè)的驗(yàn)收流程，堅(jiān)決避免手續(xù)不健全、檢驗(yàn)不徹底的管道進(jìn)入生產(chǎn)階段。

3 結(jié)論

綜上所述，為確保冶金企業(yè)壓力設(shè)備的安全運(yùn)行，首先，必須從根源的材料質(zhì)量進(jìn)行管控，嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)廠材料的二次檢驗(yàn)；其次，需要建立完善的驗(yàn)收機(jī)制，堅(jiān)決杜絕設(shè)備與管道帶隱患投入運(yùn)行使用；最后，還應(yīng)加強(qiáng)員工的職業(yè)技能培訓(xùn)，提高員工檢驗(yàn)水平與操作技能，避免人的過失導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。做好上述三點(diǎn)，以此保障冶金企業(yè)壓力設(shè)備的安全運(yùn)行，從而使得企業(yè)與社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。