快开门式压力容器使用管理与定期检验

胡 斌

作者通联：四川省建设工程质量安全监督站 成都市新都区蓉都大道北一段21号 610500

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一、引言

快开门式压力容器因其门盖具有开关灵活、快速的特点，因而被广泛应用于化工、建材、橡胶、食品、航天、医疗、造纸、纺织等领域。如医院经常使用的各种杀菌锅、高压氧舱，建材行业的蒸压釜，橡胶行业的硫化罐，食品行业的各种杀菌器，纺织行业的染色机等。

近年来因灭菌器、蒸压釜、压力杀菌锅爆等快开门式压力容器爆炸的事故时有发生，快开门式压力容器爆炸事故约占国内压力容器事故总数的1/3，国家质量技术监督局以锅函[2002]44号、质检函[2006]705号文以及省、市地方质量技术监督部门先后出台了相关文件要求加强对快开门式压力容器的专项治理。《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）第49条规定，快开门压力容器的快开门必须设置安全联锁装置，并且安全联锁装置应具有以下功能：（1）快开门达到预定关闭部位方能升压运行的联锁控制功能；（2）当压力容器内部压力完全释放，安全联锁脱开后方能打开快开门的联锁联动功能；（3）具有与上述动作同步的报警功能。2009年颁布的《固定式压力容器安全技术监察规程》（以下简称《固定式容规》）第3.20条对需加装快开联锁装置的快开门式容器进行了定义：快开门式压力容器，是指进出容器通道的端盖或者封头和主体间带有相互嵌套的快速密封装置的容器，用螺栓（例如活节螺栓）连接的不属于快开门式压力容器。快开门式压力容器的设计应当考虑疲劳载荷的影响。同时要求快开门式压力容器应当具有满足以下要求的安全联锁功能：（1）当快开门达到预定关闭部位，方能升压运行。（2）当压力容器的内部压力完全释放，方能打开快开门。

二、快开门压力容器失效特点

（1）安全联锁装置失效。安全联锁装置作用不灵敏或不起作用。安全联锁装置除安全销以外，均由电子元件控制，检验中经常发现因电子元件工作环境温度高导致电子元件易失效；安全阀与压力表未按规定进行定期检验，致使其失去超压时泄压保护功能；当快开门容器用户在安全联锁装置相关电子元件失效时，个别企业在不能实现快速维修时，为保证生产效益，在容器能继续使用的前提下仍继续生产；在容器受安全联锁限制，而不能运行时，个别用户擅自拆掉安全联锁装置采用人工操作的方式继续使用快开门容器。此时容器在使用过程中的安全隐患大大提高，如产生误操作等易发生爆炸事故。

（2）硫化罐底部腐蚀。容器底部由于受冷凝水或其他杂质和拉应力的作用，容易产生应力腐蚀，有时伴随有裂纹产生。对于橡胶行业中的立式硫化罐，为操作方便，常安装在地沟中，当地沟集水时，下封头被水淹没，在温度、水等的共同作用下，封头外表面常出现大面积的腐蚀。从而导致封头壁厚减薄甚至穿孔。对于卧式硫化罐，罐体内壁上下左右均布置的成排加热蛇形管，并用铁皮遮挡，产品置于小车中沿底部轨道推入罐中，蛇形管内通入蒸汽进行加温，罐内通入空气加压进行硫化，检验中经常发现罐体下部内壁有大面积溃疡状腐蚀。产生原因主要是因罐体底部冷凝水排污阀长期处于关闭状态，致使凝结水不能及时排出，同时由于橡胶添加剂中含有硫化物，在硫化过程中可能与水形成腐蚀性硫化物或是罐内空气中的硫化物溶入凝结水中，然后长期沉集于罐体底部，在排污阀长期关闭与温度的共同作用，导致腐蚀物不断浓缩，从而在底部产生较强的化学腐蚀。

（3）结构变形与密封圈泄漏。由于容器在使用过程中上下部存在温度差，引起温差应力，从而导致结构变形。对于橡胶环密封的快开结构，由于橡胶圈老化，同时锅门在开关门时的磨损，造成密封圈应力不均，当其在不适应压力的时候导致密封失效，蒸汽泄漏。

（4）快开门法兰或端盖制造缺陷。在橡胶行业中广泛使用的齿啮式硫化罐，当端盖及法兰材料为铸件或锻件时，常因铸件存在先天性的气孔或渣，锻件焊接法兰因热处理不当产生裂纹等缺陷。

（5）安全附件失灵。容器本体上的安全阀、压力表、测温仪表等未按规定进行定期校定，与本体相连的蒸汽管道上的减压阀失灵，进口压力偏高，当安全阀未按规定调校时，可能导致容器超压发生爆炸。

（6）脉动真空灭菌器的应力腐蚀失效。脉动真空灭菌器的工作整个过程中，内腔是在夹套蒸汽的外压下承受多次压力波动，因此内腔的受力状态由恒载变为负压疲劳载荷，为保证内腔和夹套的刚度，改善受压状态，在内外腔之间设有拉撑，从而导致较高的焊接残余应力与作应力叠加的总应力大大超过材料的屈服极限，总应力与灭菌器作用环境中应力腐蚀介质共同作用造成应力腐蚀。应力集中点主要位于接筋断续焊的断点处，此处也是实际使用中最先容易出现破裂的地方。

三、安全使用与管理建议

（1）对于属于压力容器的快开门式压力容器，在投入使用前或投入使用后30个工作日内企业应按规定到当地质量技术监督部门办理特种设备注册登记，企业应建立健全特种设备管理制度，特种设备管理人员及操作人员应接受特种设备专门培训，持证上岗。操作人员应严格遵守快开门式压力容器操作规程。

（2）使用单位应严格遵守国家有关压力容器法律、规章和标准，在硫化罐上安装安全连锁报警装置，以防止由于操作人员误操作发生事故。定期按特种设备相关规程要求请法定检验机构进行检验检测，安全阀、压力表、快开门报警装置安全有效使用。

（3）在生产前，必须对硫化罐进行细致检查，并清除罐内障碍杂物，把好进料质量。原料和成品堆放要符合安全要求。罐盖紧固，螺钉应齐全，完好无损。设备的附属仪表、信号、压力表、安全阀应定期校验。机械轴承等装饰按规定加油润滑。硫化罐有漏气，压力表和安全阀失灵以及其他不正常情况时严禁继续工作。严格控制投料量、速度、顺序、温度、压力等，严格按照硫化工艺要求加温加压，防止罐内温度、压力急剧增高，超温差压。严禁设备带病运行。

（4）对蒸煮锅等快开门式压力容器中的橡胶密封圈应及时检查，当发现其老化、磨损的情况下，应及时更换，同时防止密封圈附油。

（5）快开门式压力容器蒸汽进口管道上应加装减压阀，同时应保证其减压比可靠。蒸汽发生口旁的疏水阀应定期检查，以保证其疏水排气通畅。

（6）对于医院等使用的小型快开门式蒸汽灭菌器，当使用电加热时，应确保其接地可靠。防止发生触电事故。

（7）正确区分是否为压力容器。压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭空间的设备，其范围规定为最高工作压力≥0.1MPa，且其压力与容积的乘积≥2.5MPa×L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器或者移动式容器。按此规定进行简单数学计算可知对于常用的下排气式灭菌器（灭菌温度121℃，灭菌压力102.9kPa）当容积超过24.3L时应属于压力容器，对于预真空灭菌器（灭菌温度132℃，灭菌压力205.8kPa），当其容积超过12.2L时应划入压力容器进行管理。

（8）对于属于压力容器的快开门式设备，企业应按规定定期请法定检验机构进行检验评定设备的安全状况，检验机构应根据设备的使用特点制定详细检验方案，采用磁粉、渗透、超声波等无损检测手段对使用中可能产生裂纹的部位认真检查。对硫化罐内铁皮遮挡物检验时应去除，同时打磨清理沉积物，以保证检验质量。对纺织行业及建材行业的快开门式压力容器的年度检验及操作人员持证上岗情况应重点监控，同时对安全联锁装置的功能进行检查确认，同时压力容器检验人员应注意新老《容规》对需加装快开联锁装置的区别，避免检验过程中按老的要求对“快开门式压力容器”一律要求加装快开联锁装置或评定为不合格。