孫繼釗,周旭

(1.天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院,天津 300192;2.國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(特種設(shè)備數(shù)字孿生共性技術(shù)),天津 300192)

伴隨經(jīng)濟(jì)與科技的進(jìn)步發(fā)展,新型低溫技術(shù)產(chǎn)品越來(lái)越多,并廣泛應(yīng)用在化工、物流等領(lǐng)域。低溫移動(dòng)式壓力容器作為常用的運(yùn)輸工具和設(shè)備,基于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)方式和多種技術(shù)手段的應(yīng)用,可以用作裝載液化氣體、低溫氣體、易燃易爆氣體的危險(xiǎn)品等[1-2]。為了保證物品儲(chǔ)存、運(yùn)輸及卸載的安全,需對(duì)低溫移動(dòng)式壓力容器進(jìn)行全面性的檢驗(yàn),消除其使用過(guò)程中存在的安全隱患。只有不斷完善檢驗(yàn)方案,優(yōu)化檢驗(yàn)方法,才能確保低溫移動(dòng)式壓力容器的使用質(zhì)量,降低安全事故發(fā)生率,促進(jìn)化工與物流工作的順利進(jìn)行,推動(dòng)社會(huì)的良好發(fā)展。

1 移動(dòng)式壓力容器及檢驗(yàn)技術(shù)概述

移動(dòng)式壓力容器是用于裝載易燃、易爆及有毒氣體的容器。基于不同種類(lèi)氣體的不同化學(xué)特點(diǎn),使用壓力容器結(jié)構(gòu)也不同。相較于固定式壓力容器,移動(dòng)式壓力容器沒(méi)有固定的使用地點(diǎn),且長(zhǎng)期處于移動(dòng)狀態(tài),運(yùn)載過(guò)程中受到環(huán)境的影響比較大,安全隱患問(wèn)題較多,管理工作比較復(fù)雜,需要操作人員定期檢查容器的使用狀況[3]。當(dāng)前,國(guó)家采取分類(lèi)管理的方式管理移動(dòng)式壓力容器和固定式壓力容器,并出臺(tái)相對(duì)應(yīng)的安全管理法規(guī),要求操作人員本著嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的態(tài)度操作壓力容器,認(rèn)真落實(shí)相應(yīng)的法律責(zé)任與義務(wù)。按照功能特點(diǎn)和操作要求,移動(dòng)式壓力容器可劃分為氣瓶和槽車(chē)兩大類(lèi)別。氣瓶的主體結(jié)構(gòu)為瓶狀,容積較小,根據(jù)充裝的氣體特點(diǎn),可分為壓縮氣體、液化氣體及溶解氣體氣瓶。槽車(chē)又稱(chēng)罐車(chē),按照運(yùn)輸方式,可分為汽車(chē)槽車(chē)和鐵路槽車(chē)兩類(lèi),通過(guò)使用固定在車(chē)架上的貯罐來(lái)裝載液化氣體[4-5]。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,低溫移動(dòng)式壓力容器的檢驗(yàn)水平也顯著提高,尤其是如射線(xiàn)檢測(cè)等新型檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,提高了檢測(cè)的質(zhì)效性。比如射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)能夠解決以往檢驗(yàn)工作中的不足問(wèn)題,依托射線(xiàn)掃描的方式,直觀(guān)地呈現(xiàn)容器的各種缺陷,而且檢驗(yàn)的精確度非常高,但是需要選用合適的照相角度,否則對(duì)于一些細(xì)紋、漏點(diǎn)、未熔合等問(wèn)題的檢測(cè)會(huì)有些許紕漏,該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定危害,在進(jìn)行操作時(shí)要求檢驗(yàn)人員做好防護(hù)工作。

2 移動(dòng)式壓力容器的檢驗(yàn)方式

2.1 利用磁粉檢查容器表層的問(wèn)題

磁粉檢查技術(shù)在檢驗(yàn)低溫移動(dòng)式壓力容器表層的問(wèn)題時(shí),主要利用容器缺陷處的漏磁場(chǎng)與磁粉之間的相互作用及磁粉之間的相互力量,了解容器表面裂紋、夾渣、發(fā)紋等損傷的位置與損傷程度。該檢驗(yàn)方法的敏捷度高,檢驗(yàn)效果好,而且有利于節(jié)省成本,但是在實(shí)踐應(yīng)用中受到諸多環(huán)境和條件的約束,有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與改進(jìn)。

2.2 利用射線(xiàn)檢查容器的結(jié)構(gòu)和尺寸

射線(xiàn)檢查技術(shù)在檢驗(yàn)低溫移動(dòng)式壓力容器的缺陷時(shí),主要是對(duì)容器的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行檢測(cè)分析,根據(jù)掃描構(gòu)建實(shí)物模型,通過(guò)與既定的模型進(jìn)行對(duì)比,了解容器的受損情況。該檢驗(yàn)方法既適用于對(duì)容器整體的檢查,也適用于容器各構(gòu)件的檢查。雖然射線(xiàn)檢查的結(jié)果準(zhǔn)確度高,但是對(duì)于細(xì)小的零件,尚不能獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。因此還需進(jìn)一步完善射線(xiàn)檢驗(yàn)方案,在實(shí)踐中提煉技術(shù)和汲取經(jīng)驗(yàn),以完善相應(yīng)的檢驗(yàn)工作,獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

2.3 利用超聲波檢驗(yàn)容器內(nèi)部缺陷

超聲波檢驗(yàn)技術(shù)在檢驗(yàn)低溫移動(dòng)式壓力容器內(nèi)部的缺陷時(shí),主要是通過(guò)防治傳感器等設(shè)備捕捉聲波變化信號(hào),經(jīng)過(guò)電子設(shè)備處理提煉數(shù)字信息,從而掌握缺陷的具體情況。具體來(lái)說(shuō),聲波在傳播的過(guò)程中因環(huán)境的改變而發(fā)生變化,能夠直觀(guān)地反映容器內(nèi)部是否存在缺陷,缺陷所處的位置及缺陷程度。相較于射線(xiàn)檢查技術(shù),超聲波檢驗(yàn)技術(shù)的靈敏度更強(qiáng),準(zhǔn)確度更好,且能對(duì)容器的性能進(jìn)行無(wú)損、高效的檢驗(yàn)?？梢?jiàn),超聲波檢驗(yàn)技術(shù)的實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)小,應(yīng)用價(jià)值高,隨其技術(shù)含量的提高,投入成本的降低,其將在更多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

3 低溫移動(dòng)式壓力容器的檢驗(yàn)方法

低溫移動(dòng)式壓力容器作為專(zhuān)門(mén)用于裝載各類(lèi)低溫化學(xué)物品的容器,是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的工具與設(shè)備,其在充裝、運(yùn)輸與卸載等環(huán)節(jié)中可能遇到各種各樣的問(wèn)題,這些問(wèn)題通常較為隱蔽,很難通過(guò)肉眼發(fā)現(xiàn),需要檢驗(yàn)人員定時(shí)定點(diǎn)地檢查容器,通過(guò)加強(qiáng)對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與判斷,掌握低溫移動(dòng)式壓力容器的使用狀態(tài)及狀況,以采取針對(duì)性的措施方案,避免發(fā)生意外事故,造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

3.1 外觀(guān)方面的檢驗(yàn)

移動(dòng)式壓力容器在使用過(guò)程中存在一些的安全隱患問(wèn)題通常顯現(xiàn)在容器的外表上,檢驗(yàn)人員需對(duì)容器外觀(guān)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。如槽車(chē)在行駛一段路途后,檢驗(yàn)人員要仔細(xì)觀(guān)察容器的表面,重點(diǎn)看是否存在被腐蝕的地方,同時(shí)檢查支架的穩(wěn)定性,查看管口焊縫,看是否存在裂縫、漏點(diǎn)等情況,如果存在上述問(wèn)題,必須在第一時(shí)間采取控制措施。

3.2 結(jié)構(gòu)方面的檢驗(yàn)

低溫移動(dòng)式壓力容器主要有開(kāi)口、端蓋、排污口、搭接處等部位,任何一個(gè)部位存在缺陷,或是遭到損壞,都可能造成罐內(nèi)氣體泄漏,不僅污染環(huán)境和損失財(cái)產(chǎn),還可能發(fā)生爆炸,造成人員傷亡。因此,檢驗(yàn)人員必須嚴(yán)格按照檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范檢驗(yàn)操作,確保檢驗(yàn)及時(shí)到位。檢驗(yàn)人員要加強(qiáng)對(duì)各組件尺寸規(guī)格的測(cè)量,包括容器表皮焊接處,測(cè)量焊縫余高、焊腳處的尺寸、各板件厚度及其差值,必要時(shí)采取無(wú)損檢測(cè)的方法對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè),對(duì)A、B類(lèi)焊接接頭應(yīng)進(jìn)行局部射線(xiàn)檢測(cè),檢測(cè)長(zhǎng)度不小于各條焊接接頭長(zhǎng)度的20%,且不小于250 mm,其射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)等級(jí)應(yīng)不低于相應(yīng)檢測(cè)方法的AB級(jí),合格級(jí)別不低于III級(jí)。檢驗(yàn)人員還要加強(qiáng)對(duì)容器的保溫層部位的檢驗(yàn),主要檢查是否存在變質(zhì)變形、腐蝕破損、組件脫落等情況。如發(fā)現(xiàn)上述問(wèn)題,必須及時(shí)采取管控措施,做好維修工作。此外,檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)檢驗(yàn)規(guī)范和操作細(xì)則劃分安全管理等級(jí),本著嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé),實(shí)事求是的原則,開(kāi)展檢驗(yàn)工作,對(duì)容器進(jìn)行維修與養(yǎng)護(hù)。

3.3 容器表面的檢驗(yàn)

容器的表面直接暴露在環(huán)境中,其受到的影響最大,極可能因受到腐蝕而產(chǎn)生一些細(xì)小的裂紋。這些小裂紋不易被肉眼發(fā)現(xiàn),所以檢驗(yàn)人員需利用檢測(cè)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)人員要采用分區(qū)分塊的方法檢驗(yàn)容器表面,確保裂紋問(wèn)題能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。利用超聲波儀器檢測(cè)容器的內(nèi)表面,依托相應(yīng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)判斷是否存在裂紋,裂紋的長(zhǎng)度、寬度與深度,輔助檢驗(yàn)人員完善檢驗(yàn)工作,填寫(xiě)檢驗(yàn)報(bào)告,為后續(xù)維修和養(yǎng)護(hù)工作提供支持。值得注意的是,某些容器在制造時(shí),采用的是高強(qiáng)鋼等裂紋敏感性材料,針對(duì)這類(lèi)容器的檢驗(yàn),需要利用精密的儀器進(jìn)行檢驗(yàn),通過(guò)對(duì)容器表面進(jìn)行全方位的測(cè)量,加強(qiáng)數(shù)據(jù)整理與分析,以精準(zhǔn)判斷容器使用的安全性。

3.4 容器材質(zhì)的檢驗(yàn)

為了準(zhǔn)確掌握容器的使用效能,檢驗(yàn)人員需加強(qiáng)對(duì)容器材質(zhì)的檢驗(yàn),具體如下:首先著重檢驗(yàn)容器元件的種類(lèi)、型號(hào)、重量、額定壓力等,通過(guò)對(duì)每一個(gè)構(gòu)件的性能進(jìn)行綜合性的分析,尤其是對(duì)比以往的檢測(cè)數(shù)據(jù),從中了解容器元件使用是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)。其次,著重檢驗(yàn)元件是否存在裂紋、破損等情況,針對(duì)已經(jīng)老化,性能變差的元件,應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行更換。針對(duì)有裂紋或破損的元件,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行維修和維護(hù)。

3.5 容器強(qiáng)度的檢驗(yàn)

檢驗(yàn)人員需要對(duì)低溫移動(dòng)式壓力容器的強(qiáng)度進(jìn)行定期的檢驗(yàn),不符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的容器,應(yīng)當(dāng)申請(qǐng)報(bào)廢處理,或是降低使用參數(shù),比如調(diào)低安全閥的開(kāi)啟壓力,加強(qiáng)對(duì)使用壓力的限制,避免容器在使用中超過(guò)額定壓力值上限。完善相應(yīng)的檢驗(yàn)數(shù)據(jù),提示用戶(hù)注意使用事項(xiàng),要求用戶(hù)嚴(yán)格按照檢驗(yàn)報(bào)告出示的壓力值范圍使用容器,避免違規(guī)違法操作,造成重大的安全事故。

3.6 氣密性的檢驗(yàn)

基于貯存、運(yùn)輸及裝卸的方便性,很多部件需緊密地連接在低溫移動(dòng)式壓力容器上,這些部件在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中存在受損、受污和老化等情況,在對(duì)其進(jìn)行維修和更換后,需要檢查容器的密封性。在開(kāi)展檢測(cè)工作時(shí),檢驗(yàn)人員需做好保壓,根據(jù)壓力表上的數(shù)據(jù)變化來(lái)判斷容器的氣密效果。如果在保壓階段中存在泄漏,那么壓力表上的數(shù)值會(huì)顯著下降。檢驗(yàn)人員首先要考慮零部件是否存在損壞,或是各零部件之間連接是否嚴(yán)實(shí)的問(wèn)題,若是零部件受損,則應(yīng)更換零部件。若是零部件之間的連接不嚴(yán)實(shí),則應(yīng)取下零部件重新進(jìn)行連接,直到容器氣密性試驗(yàn)合格為止。

3.7 安全附件的檢驗(yàn)

低溫移動(dòng)式壓力容器安全附件檢驗(yàn)工作主要涉及壓力表、安全閥、緊急切斷裝置與爆破片等內(nèi)容。通過(guò)加強(qiáng)檢測(cè)和校驗(yàn),在合格之后進(jìn)行鉛封,以提高容器使用的安全性。如果這幾部分出現(xiàn)故障問(wèn)題,需及時(shí)檢查和分析故障產(chǎn)生的原因,并采取針對(duì)性的維修和維護(hù)措施。

3.8 真空度的檢驗(yàn)

檢驗(yàn)人員需使用專(zhuān)業(yè)的真空表,如果測(cè)試結(jié)果不符標(biāo)準(zhǔn),那么首先要考慮真空表是否存有故障,或是容器中心層的真空是否達(dá)到既定的標(biāo)準(zhǔn),在排除這兩個(gè)問(wèn)題的基礎(chǔ)上,結(jié)合檢測(cè)意見(jiàn)書(shū)分析實(shí)際情況,將問(wèn)題反饋給廠(chǎng)商,并做好封閉處理,等待廠(chǎng)家上門(mén)維修。

4 開(kāi)展耐壓實(shí)驗(yàn)檢測(cè)

4.1 選用壓力表

在進(jìn)行低溫移動(dòng)式壓力容器的耐壓試驗(yàn)時(shí),檢驗(yàn)人員至少要選擇兩個(gè)量程相同和精度等級(jí)一致的壓力表,檢驗(yàn)人員需將壓力表安裝從被試驗(yàn)罐體頂部引出的管線(xiàn)上便于觀(guān)察的位置,以便于觀(guān)察讀數(shù)。壓力表的選用要結(jié)合實(shí)際需求,通常情況下,精度不低于1.6級(jí),量程是測(cè)驗(yàn)壓力的1.5至3倍。同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求設(shè)定耐壓測(cè)試的壓力,便于利用數(shù)學(xué)公式計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)值?？紤]到容器的構(gòu)造及整體情況,檢驗(yàn)人員可以選用氣壓測(cè)試的方法,依據(jù)具體的操作要求,讓實(shí)驗(yàn)壓力超過(guò)容器設(shè)計(jì)壓力,大約控制在容器設(shè)計(jì)壓力的1.15倍左右。

4.2 做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作

為了保證耐壓實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,確保實(shí)驗(yàn)工作準(zhǔn)確無(wú)誤,檢驗(yàn)人員需在實(shí)驗(yàn)之前做好準(zhǔn)備工作。首先是準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需要的儀器和設(shè)備,如塞子、盲板等器械,按照工序拆除容器的安全附件,并將容器的開(kāi)口封閉嚴(yán)實(shí),保證此處不漏氣。由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程較長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)工作強(qiáng)度較高,投入的成本較大,檢驗(yàn)人員必須做充分的準(zhǔn)備,以保證實(shí)驗(yàn)萬(wàn)無(wú)一失。檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行操作,不能遺漏任何一個(gè)工作細(xì)節(jié),各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測(cè)量與記錄務(wù)必準(zhǔn)確,否則影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,甚至使實(shí)驗(yàn)失去價(jià)值和意義。

4.3 靜態(tài)蒸發(fā)率涉及到的實(shí)驗(yàn)方法

靜態(tài)蒸發(fā)率的測(cè)試所使用的技術(shù)方法主要有流量計(jì)法和稱(chēng)重法。流量計(jì)法主要利用流量計(jì)進(jìn)行測(cè)驗(yàn),其操作方法是將流量計(jì)與容器連接起來(lái),在監(jiān)測(cè)規(guī)定的時(shí)間段內(nèi),對(duì)因外部熱量的流入而使容器內(nèi)部低溫液體轉(zhuǎn)化為氣體的數(shù)量值,以了解容器貯存化學(xué)物質(zhì)的效果。此種檢驗(yàn)方法操作相對(duì)簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性較好,稱(chēng)重法是較為常用的靜態(tài)蒸發(fā)率的測(cè)試方法,依托稱(chēng)重傳感器,在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)容器內(nèi)部的低溫液體損失的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量,依據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式可以算出液體的蒸發(fā)率。該種檢測(cè)方式操作起來(lái)同樣簡(jiǎn)單,而且測(cè)量的結(jié)果較為準(zhǔn)確,但在實(shí)際的應(yīng)用中也存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn),即稱(chēng)重傳感器本身的測(cè)量精度范圍有限,一旦小于這個(gè)測(cè)量范圍,那么低溫液體蒸發(fā)率的測(cè)量就會(huì)失真失準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

化工產(chǎn)品在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)與發(fā)展中有著廣泛的應(yīng)用,其貯存、運(yùn)輸、裝卸等環(huán)節(jié)操作的安全性是人們極為關(guān)注的問(wèn)題。為了使低溫移動(dòng)式壓力容器保持良好的工作狀態(tài),提高其使用性能和安全性,相關(guān)負(fù)責(zé)人必須組織開(kāi)展檢驗(yàn)工作。檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)做好容器的外觀(guān)、結(jié)構(gòu)、表面、強(qiáng)度、氣密性、安全附件及真空度等檢驗(yàn)工作,加強(qiáng)相應(yīng)的耐壓實(shí)驗(yàn),以合理科學(xué)地使用低溫移動(dòng)式壓力容器,避免安全事故的發(fā)生。