□□ 張巨銀，王學平，牟龍龍，趙志琦 (甘肅省特種設備檢驗檢測研究院，甘肅 蘭州 730050)

引言

火災是石化裝置較為常見的事故，受火災影響的壓力容器能否正常使用是檢驗機構和用戶最為關注的問題之一。發(fā)生火災后，受火災影響壓力容器內的設備、管線等均有不同程度的損傷，如何在短期內完成設備、管線的評估和恢復生產是企業(yè)較為關注的問題。因火災影響區(qū)域不同，火災后的設備、管線并非要全部更換或拆除，這就需要檢驗機構能夠制定一套短時受火設備的評價方法，較快地判斷火災損傷程度，完成壓力容器的評價分級。

1 某石化企業(yè)受火攪拌釜基本情況

2019年，某冶煉企業(yè)發(fā)生火災，火災燃燒點距離攪拌釜30 m，事故發(fā)生于室內，風向無影響；消防員第一時間組織滅火，2 h后大火被撲滅，滅火方式為高壓水。該攪拌釜保溫層被熏黑，拆除保溫層后漆面基本完好，保溫層破損部位，容器器壁可見部分熏黃；攪拌裝置附著的油污被大火燒烤后結焦起泡；安全閥正常起跳，懸掛其上的照明燈泡完好，線路完好；法蘭面未見泄露痕跡，保溫棉局部焦黃變色。火災后的圖片如圖1～圖4所示。

圖1 受火后攪拌釜全貌

圖2 攪拌釜器壁熏黑及漆色

圖3 攪拌釜攪拌裝置油污起泡

圖4 攪拌釜頂部照明裝置

2 受火壓力容器檢驗及評價程序

參考API 579-1/ASME FFS-12007《合于使用》[1]以及GB/T 35013—2018《承壓設備合于使用評價》[2]，受火容器的評價一般分為三級，通過火災資料及燃燒物的燃燒特性確定熱暴露等級。熱暴露等級一般分為6個等級，具體見表1。

表1 火災損傷的熱暴露等級

受火部件的火災溫度可以通過火災現(xiàn)場的殘留物燒損情況來判斷，石化、冶煉企業(yè)常見火災溫度殘留物燒損溫度見表2。當同一部件不同部位都受火災影響時，以各燒損特性確定的最高溫度作為火災損傷的評價溫度。

表2 燃燒物燒損特征

根據(jù)收集的火災信息，確定熱暴露等級。一般碳鋼和低合金鋼，在熱暴露Ⅳ級以內者，免于評定；否則將通過必要的宏觀檢查、無損檢測、硬度及金相評價確定材料的許用應力并對承壓設備進行強度校核；如果該條通不過將通過直接在受火部件上取力學性能試樣(微試樣)，或者模擬火災發(fā)生時受火部位的熱暴露溫度、時間、滅火方式熱模擬試驗，并進行力學性能測試，根據(jù)模擬試驗確定損傷材料的許用應力，并對受火容器進行強度校核。

3 受火攪拌釜的評價

3.1 受火溫度判斷

圖1、圖2中顯示攪拌釜漆色基本完整，少許部位有熏黑痕跡，未見有氧化皮生成，判斷漆面完好區(qū)域溫度≯400 ℃，熏黑部位通過回火色試驗及硬度檢測來確定熱暴露溫度。由圖3可知，無機硅酸鋅藍色完整，未見熔化、沸騰、流動，僅部分油污起泡燒焦，根據(jù)表1判斷攪拌釜該部件的最后受火溫度≯400 ℃，圖4中攪拌釜頂部燈泡未熔化，電纜合成橡膠蒙皮完好，未見軟化、熔化及燃燒痕跡，根據(jù)表1判斷該壓力容器頂部受火溫度≯175 ℃。

3.2 熏黑部位熱暴露溫度確定

為判斷熏黑部位熱暴露溫度，設定了熱暴露回火色試驗，試驗參數(shù)及結果見表3。

表3 Q345R回火色試驗條件及結果

通過表3觀察，回火黃色出現(xiàn)在200 ℃，隨保溫時間延長而加深；回火褐紫色出現(xiàn)在300 ℃，隨保溫時間延長而減弱向藍色轉變；400 ℃出現(xiàn)回火藍色，隨保溫時間逐漸向灰色轉變；500 ℃開始出現(xiàn)氧化皮，隨保溫時間氧化皮增厚。圖2熏黑部位未見氧化皮，根據(jù)模擬試驗結果，該部位熱暴露溫度不會超過500 ℃。TSG G0001—2012《鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》[3]中規(guī)定，Q345R鋼可用在金屬壁溫<430 ℃的承壓設備工況，430～500 ℃范圍內的Q345R是否正常使用需要單獨評價。

3.3 受火攪拌釜的評價

如上所述，受火攪拌釜的大部分熱暴露區(qū)域都<400 ℃，屬中度熱暴露區(qū)，GB/T 35013—2018《承壓設備合于使用評價》[2]規(guī)定，碳鋼及低合金鋼熱暴露區(qū)中度及以下可以免于評定，對該臺設備進行必要的無損檢測后僅需評定>400 ℃時的部件損傷程度，現(xiàn)場打磨熏黑部位及周邊底漆完好部位使其露出金屬光澤，并在遠離熏黑部位判斷未受火災影響區(qū)域打磨相似區(qū)塊進行硬度測定，測得熏黑部位的布氏硬度值為170HB，其他部位布氏硬度值在165～170HB之間，硬度值基本無變化，參照GB/T 35013—2018《承壓設備合于使用評價》[2]附錄D中Q345R材料的硬度值一般在128～178 HB之間，故該攪拌器熱暴露最嚴重區(qū)域材料的力學性能符合標準要求，可以滿足使用要求。

4 結語

火災發(fā)生后通過判斷火災環(huán)境，可了解受火容器熱暴露情況，根據(jù)熱暴露情況制定相應的檢驗方案，通過硬度檢測，以及回火色判定可快速分檢受火容器是否滿足工況的使用要求。