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摘要:为保障压力容器的安全使用, 需要加强对设计、制造、 安装、使用及检验过程的严密控制,以确保安全。因为在制造过 程中常出现问题,因此需要加强检验过程,以消除质量问题。本 文旨在通过实践经验, 探讨在检验过程中可能遇到的问题, 并提 出相应解决措施, 以确保压力容器的安全性。
目前,压力容器在各行各业得到了广泛的应用,在很多情况 下,它们承载着高温高压的材料。一旦出现质量问题,就可能导 致爆炸等严重后果。以某矿热炉为例,2021 年 10 月 1 日,由于压 力容器出现问题,造成 2 名堆料工人死亡,1 人受重伤,经济损 失达 340 余万元。这一事件进一步证明了制造过程中需要进行细 致检查,并按照标准制造。生产单位还必须实施严格的质量控 制,确保产品符合标准并安全出厂。
1 压力容器常见问题
1.1 原材料问题
原材料是制造容器的基础,选用合格钢铁厂家的材料至关 重要。在压力容器制造过程中,必须严格按照相关规范进行操 作, 以满足不同阶段使用压力容器的各种要求。压力容器的工作 环境具有高温、高压、真空、腐蚀等特点,部分产品的生产原料 也存在剧毒、易燃易爆的情况,因此安全问题需要格外关注。随 着科学技术的不断发展和人们对产品生产的更高要求,各种新 技术、新方法、新工艺逐渐应用于压力容器的生产中。当前的标 准和规范会随着压力容器的生产而更新,以确保其安全性始终 得到保障, 这一点至关重要。
1.2 设计的专业性强
压力容器的使用环境较为复杂,因此在设计和制造过程中 必须确保专业化、标准化、规范化,以保障其使用过程的安全。 目前, 在压力容器产品的设计过程中, 需要运用开发软件对每个 部件进行测试,因此设计人员必须具备先进的计算机软件技能。 另外, 由于压力容器广泛应用于与机械加工、冶金等相关的各种 行业,因此设计人员还必须具备相关专业知识。同时,为了确保 压力容器在使用过程中的质量,使容器的使用寿命不受原材料 特性的负面影响,工作人员还需掌握防腐技术以及安全检查等 相关知识。
1.3 产品结构参数多样
压力容器是一种应用范围比较广的设备,主要应用于食品、 化工、医药和石油等领域。即便在同一行业中使用压力容器,由于产品结构的不同,所需承受的压力参数也会因此而异。因此, 在制造压力容器时,需要根据不同的使用环境设计不同的产品 结构和参数。这样才能保证压力容器具有可靠的性能和安全的 使用效果。
2 压力容器检验概述
2.1 压力容器检验细节
压力容器的检验是评估其使用性能和安全性能的重要方法, 主要包括外部检验、结构检验和内部检验。在中国,以锅炉为代 表的压力容器操作人员的技能水平尚未达到规范的要求。因此, 在进行压力容器检验时, 不仅需要建立全面的检验程序, 而且必 须严格控制检验标准。如果系统检查后确认压力容器可以安全 稳定地继续使用到下一次检查周期, 则可以继续使用。
2.2 压力容器检验的重要性
近年来,随着我国社会经济和技术的不断发展,压力容器在 各个行业中广泛应用。然而,完美的压力容器并不存在,无论是 整体设计、安装误差还是原材料,都存在一定程度的误差。尽管 压力容器的检验有助于发现和解决这些问题,但即使检验再严 密,仍有很多隐患可能被忽视。此外,压力容器在长期使用后会 发生变形和开裂, 给个人、企业和整个社会带来的损失也将有所 不同, 因此需要对压力容器的质量进行有效检查, 以合理使用和 规避风险。在此基础上,可以采取措施尽可能地预防事件的发 生、发展和升级。
3 压力容器检验中存在的问题
3.1 自身质量问题
压力容器是一种常见的设备,但是其中存在质量问题。这些 问题主要源于设备部件刚性和稳定性差、强度变差、支架腐蚀、 压力容器密封性差、阀门漏气、压力保护和检查不足等原因。这 些问题可能导致设备操作者中毒和烧伤等安全问题。
首先,压力容器表面容易出现缺陷。表面裂纹和缝隙是造成 缺陷的两个主要原因。生产故障和使用不当都可能导致这些问 题。表面的这些细微问题必须予以重视, 因为压力容器传递着巨 大的压力,表面不能有任何裂缝和缝隙。否则,就会严重影响压 力容器的承压能力。一旦发现表面有缺陷, 需要及时报告并进行 维修, 对于无法修复的压力容器需要及时更换。
其次,压力容器也面临着腐蚀问题。特别是被腐蚀的压力容 器在内外连接处出现问题, 这是一个关键的安全隐患。必须根据腐蚀程度处理这些问题,对强腐蚀性压力容器必须及时处理并 避免使用, 以确保车间的正常生产。
最后,焊缝和焊接接头也是一个容易忽视的问题。焊缝分布 在焊缝、熔合区和热影响区,是压力容器中非常薄弱的部位。在 使用过程中,温度和压力的变化都会对这些部位造成极大的冲 击,增加安全风险。为了解决这个问题,可以打磨去除或打磨后 进行焊补等方式进行修复, 以保障压力容器的安全运行。
3.2 压力容器的定期维护不足
一些使用压力容器的用户缺乏专门的管理机构和专职人员, 而船舶操作人员也没有经过适当的培训。这样一来, 在保养压力 容器时,就会存在诸多问题。例如,在检验期间,有些设备仅对 容器进行临时检验, 而没有制定完整的检验标准或每天定期、定 量的检验计划,导致对压力容器进行了无根据的检验。为此,需 要建立相应的管理机制, 并加强培训, 以确保对压力容器的合理 维护和保养。
3.3 环境和人员问题
压力容器检验面临环境诸多挑战,其中较为显著的问题包括 但不限于以下三点 :第一,检查空间过于狭小,对于施工及操作 人员来说存在潜在的安全隐患 ;第二,集装箱的通风情况不佳, 这将影响检测精度并可能导致误差 ;第三,检验所处的环境温度 不适宜,也会对检查结果带来一定影响。此外,这种测试环境也 会对员工的身体健康造成一定危害。值得注意的是,一些检验人 员的专业能力存在一定局限性,在实际工作中容易出现失误,严 重影响检验结果。针对这些问题, 必须采取相应措施加以解决。
3.4 压力容器存在危险源
首先,压力容器在其本身存在一定的质量问题,其中最常见 的是设备部件的强度和性能。加之防护设施不完善, 不能真正达 到国家使用标准的要求,这导致其他质量风险经常发生。此外, 由于压力容器在受到外力作用时容易变形,对压力容器设备的 稳定性造成了极大影响。在使用压力容器的过程中, 需要依赖周 围环境。主要是因为压力容器装置放置在密闭空间内, 会产生大 量有毒气体。如果不能及时进行通风, 将对工作人员的健康造成 严重威胁。
其次,压力容器正常运行过程中会释放出许多有害物质, 尤其是高温物质。这些有害物质大都易燃易爆,化学成分复杂, 对检查人员的身体健康造成极大的危害。同时,一些有毒的物 质还会腐蚀压力容器设备, 从而影响压力容器的正常工作状态。 此外,设备使用时间过长也会导致压力容器故障,从而引起辐 射问题。
最后,在压力容器的电磁部分很容易造成泄漏问题。这不仅 会对压力容器设备的运行效率产生极大的影响,而且还会产生 大量的电磁辐射。很多设备在运行过程中会产生放射性辐射, 特 别容易引发爆炸、火灾等危险事故, 这将极大地威胁检查人员的 身体健康。
4 压力容器检验问题的解决措施
4.1 使用焊缝无损检测技术
压力容器焊缝无损检测一般分为焊缝内、外部缺陷检测,详 见表 1.
首先,采用射线检验压力容器的整体。射线是一种能够穿透 物体并研究物体的线, 能够根据工作人员的设计工作, 通过容器 发现容器内部的缺陷并检查容器的整个尺寸。辐射探测主要有 X射线探测、高能辐射探测以及中子辐射探测。在使用过程中, 检查人员发现压力容器表面缺陷, 使用过程中焊缝泄漏, 客户要 求对特定部位进行检查, 这就需要进行射线检测。射线检测不受 容器材质、容器尺寸、容器形状的限制, 不损伤容器的任何部位, 具有高工作效率、准确度高、适应性强、具有永久性操作报告记 录功能等优点。但是,射线探测仍然存在问题,例如需要找到合 适的视角才能更好地发现容器的裂缝和未密封部分,并且射线 探测必须在操作人员的控制下进行,并且发射的光束容器缺陷 的位置、大小和形状,以及试块的厚度,是否会产生危害,需要 进行仔细比较。
其次,使用超声波检查内部缺陷。超声波探测主要用于压力 容器检验过程中对压力容器表面裂纹的检测。在超声波探测中, 灵敏度高、穿透力强、检测方向清晰、检测速度快、效率高,而 且成本低, 使用非常广泛。
再次,采用渗透检测内部故障。这种测试方法的原理是通过 向容器中注入一定量的渗透物或清除剂和显像剂并检测这些溶 剂的变化来测试容器的质量。需要检验人员能够结合不同的压 力容器材料对溶剂进行选择,如渗透剂、显像剂等,进行科学合 理的检验过程,以达到专业的检验水平,更容易达到检验目标。 这种检测方法具有非常高的灵活性、灵敏度, 同时检测的范围非 常广、适应性特别强。
最后,使用磁粉检测表面缺陷。磁粉探伤进行工作的原理是 运用磁粉之间的相互作用对压力容器的缺陷进行验证。能够对 压力容器内部的裂纹进行准确的检测,有效排除有缺陷的压力 容器,提高检测效率,降低成本。这种检查方法比较流行,因为 它比较低。但这种测试方法只能适用于带磁性的压力容器, 适用 范围非常有限。因此,利用超声波技术对压力容器的裂纹、缝隙 等问题进行检测, 可以快速准确地分析检测结果, 成为应用更为 广泛的检测方法。
4.2 重视设备检查
在压力容器事故、泄漏和辐射等因素的影响下,许多企业和 设备操作员不能及时、准确地检查他们的工作设备, 导致忽略了检查设备的重要性。设备巡检是安全生产的重要前提, 这一需求 得到了众多实际案例的证明。正因如此,在事故发生之前,必须 严格按照工作规范的要求进行压力容器、输送管道和安全附件 等质量检查, 以有效减少事故的发生, 维持安全生产。
4.3 改善检查环境,提高检查人员综合能力
在第一个方面,作者建议有关部门应该改善检验环境,不断 优化工作环境, 以提升压力容器检验活动的质量。在检查压力容 器时,内部通风必须良好,避免对检验工作造成影响。此外,检 验人员应该遵循相关标准开展检验工作,并在优化工作环境的 基础上进行工作。
在第二个方面,作者认为,为了提高检查员的综合能力,需 要根据实际情况提升检验员的业务能力、职业道德以及安全意 识。为此,检验部门需要定期开展相应的培训,从而提升检验人 员的综合素质。同时,可以通过派遣检验员加强综合能力和资 质,掌握更多比较先进的压力容器检验技术, 从而提高压力容器 的运行效率。
总之,通过改善检验环境、遵循相关标准、进行培训,并加 强检验员的综合能力和资质,可以有效地提高压力容器检验的 质量和效率。这对于保障人们的安全以及环境的稳定都具有重 要意义。
4.4 科学监督
在监督工作中,必须遵守相应法律法规和安全技术规范的 规定, 针对长时间运行的压力容器, 应提前一个月向检验机构提 出检验申请。在适用的检验制度下进行检验合格后, 按照相关检 验技术规范, 开展容器的检验工作, 并根据检验结果进行相应的 处理 :若已检验但未达到使用标准, 应及时整改。对于存在安全 隐患的集装箱, 应交由专业维修部门进行及时维修, 并对维修过 程进行监督, 确保维修质量和效率。
4.5 压力容器检验过程风险因素控制措施
第一,在确定风险因素后,需要进行系统性风险分析,并基 于此建立健全的安全生产责任制、风险核心管理执行细则、安全 操作规程等规章制度。此外,驾驶员培训与考核制度、日常管理 制度、轮班制度、巡查制度、信息反馈制度、危险作业审批制度、 异常情况应急处理、评价、赔偿和处罚制度也同样需要完善。
第二,为有效控制风险源,需要根据其级别分配各项职责, 并清晰明确各项职责的内容,加强对风险源的日常维护和管理。 需要定期进行各级检查, 并在发现危害时采取适当措施, 尽量减 少损失。同时,在检查过程中,员工需要严格按照规定的管理制 度,对检查表上的项目逐一检查, 并做好详细的记录。
第三,在实际检验过程中,需要加强对压力容器的风险源管 理,确保各项检验活动有序进行。检查人员需要及时记录检查信 息,并能够对检查信息进行及时反馈, 建立比较完善的风险信息 管理体系。此外,还需要快速定位、补救和调整危险源的特定位置,以确保压力容器设备的高效可靠运行。作为技术监督部门, 还需要定期汇总风险因素信息,向决策部门提交准确的信息和 数据, 有效管控风险因素问题。
第四,压力容器由多种材料制成,材料的质量与压力容器的 寿命密切相关, 对压力容器的刚度和气密性有决定性影响。为确 保选择的材料能够满足相应标准,需要高度重视压力容器的焊 接质量, 合理应用焊接方法, 严格控制压力容器的焊接质量。
4.6 有效控制压力容器检验检测误差
第一,针对压力容器检验检测技术差错问题,有关部门应重 视技术档案的完善。技术档案的设置能够为检验人员提供全面 的规范,简化工作程序,规范检验行为,细化差错原因并有针对 性地解决此类问题。建立和完善技术档案可控制检验检测过程 中发生的误差并推动技术水平不断提高。
第二,应用通知函制度,作为用户和检查员间的桥梁。通过 通知函内容明确对哪些压力容器进行检验检测,通过相应技术 规范双方的工作,实现对检验检测的监督,避免技术失误发生, 最大程度地保障安全。
第三,对于进一步实施检验检测技术,年检是必要的。将压 力容器的工作时间划分成年度或季度单位,依据使用情况开展 检验。通过专家的定期检查,快速发现压力容器运行中的问题, 并及时提出相应措施, 保障安全运行。年检不仅增加了检验检测 频次, 而且有效控制了技术差错, 及时消除了风险。
第四,定期检查每日报告。通过检查容器工作过程中各种参 数的变化趋势, 分析弱连接并采取补救措施, 提高压力容器的质 量。定期与一线工作人员积极沟通, 明确在运行过程中变化比较 大的参数变化和在检查过程中容易忽略的因素,制定相应规划 并反馈结果, 可最大限度地减少检测过程中的错误。
第五,需要进一步完善技术体系,以尽量减少检验检测中的 误差。有必要准备好相关文件,并与国家有关部门沟通,下达指 令,有效提升压力容器检验技术水平,确保检验结果的准确性。只 有建立健全的技术体系, 才能更好地维护压力容器的安全运行。
5 结语
压力容器是目前工农业生产中常用的设备。而随着我国经 济、社会和制造业的不断发展, 大型压力容器和特种压力容器的 生产和使用量也在迅速增加。然而,在保证安全生产的前提下, 对于这些压力容器的正常运行有着非常高的要求。一旦出现故 障,很容易引发安全生产事故,造成生命财产损失。因此,需要 结合压力容器检验的目的以及内容,针对比较常见的压力容器 检验问题提出各种措施和建议。这些措施和建议对于提高我国 压力容器检验水平具有重要的参考意义。
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