基于低温移动式压力容器检验方法分析

孙继钊,周旭

(1.天津市特种设备监督检验技术研究院,天津 300192;2.国家市场监管重点实验室(特种设备数字孪生共性技术),天津 300192)

伴随经济与科技的进步发展,新型低温技术产品越来越多,并广泛应用在化工、物流等领域。低温移动式压力容器作为常用的运输工具和设备,基于其独特的设计方式和多种技术手段的应用,可以用作装载液化气体、低温气体、易燃易爆气体的危险品等[1-2]。为了保证物品储存、运输及卸载的安全,需对低温移动式压力容器进行全面性的检验,消除其使用过程中存在的安全隐患。只有不断完善检验方案,优化检验方法,才能确保低温移动式压力容器的使用质量,降低安全事故发生率,促进化工与物流工作的顺利进行,推动社会的良好发展。

1 移动式压力容器及检验技术概述

移动式压力容器是用于装载易燃、易爆及有毒气体的容器。基于不同种类气体的不同化学特点,使用压力容器结构也不同。相较于固定式压力容器,移动式压力容器没有固定的使用地点,且长期处于移动状态,运载过程中受到环境的影响比较大,安全隐患问题较多,管理工作比较复杂,需要操作人员定期检查容器的使用状况[3]。当前,国家采取分类管理的方式管理移动式压力容器和固定式压力容器,并出台相对应的安全管理法规,要求操作人员本着严谨负责的态度操作压力容器,认真落实相应的法律责任与义务。按照功能特点和操作要求,移动式压力容器可划分为气瓶和槽车两大类别。气瓶的主体结构为瓶状,容积较小,根据充装的气体特点,可分为压缩气体、液化气体及溶解气体气瓶。槽车又称罐车,按照运输方式,可分为汽车槽车和铁路槽车两类,通过使用固定在车架上的贮罐来装载液化气体[4-5]。随着科学技术水平的不断提高,低温移动式压力容器的检验水平也显著提高,尤其是如射线检测等新型检测技术的应用,提高了检测的质效性。比如射线检测技术能够解决以往检验工作中的不足问题,依托射线扫描的方式,直观地呈现容器的各种缺陷,而且检验的精确度非常高,但是需要选用合适的照相角度,否则对于一些细纹、漏点、未熔合等问题的检测会有些许纰漏,该项技术的运用会对人体产生一定危害,在进行操作时要求检验人员做好防护工作。

2 移动式压力容器的检验方式

2.1 利用磁粉检查容器表层的问题

磁粉检查技术在检验低温移动式压力容器表层的问题时,主要利用容器缺陷处的漏磁场与磁粉之间的相互作用及磁粉之间的相互力量,了解容器表面裂纹、夹渣、发纹等损伤的位置与损伤程度。该检验方法的敏捷度高,检验效果好,而且有利于节省成本,但是在实践应用中受到诸多环境和条件的约束,有待进一步开发与改进。

2.2 利用射线检查容器的结构和尺寸

射线检查技术在检验低温移动式压力容器的缺陷时,主要是对容器的结构和尺寸进行检测分析,根据扫描构建实物模型,通过与既定的模型进行对比,了解容器的受损情况。该检验方法既适用于对容器整体的检查,也适用于容器各构件的检查。虽然射线检查的结果准确度高,但是对于细小的零件,尚不能获得精准的数据。因此还需进一步完善射线检验方案,在实践中提炼技术和汲取经验,以完善相应的检验工作,获得更加精准的数据。

2.3 利用超声波检验容器内部缺陷

超声波检验技术在检验低温移动式压力容器内部的缺陷时,主要是通过防治传感器等设备捕捉声波变化信号,经过电子设备处理提炼数字信息,从而掌握缺陷的具体情况。具体来说,声波在传播的过程中因环境的改变而发生变化,能够直观地反映容器内部是否存在缺陷,缺陷所处的位置及缺陷程度。相较于射线检查技术,超声波检验技术的灵敏度更强,准确度更好,且能对容器的性能进行无损、高效的检验。可见,超声波检验技术的实施风险小,应用价值高,随其技术含量的提高,投入成本的降低,其将在更多领域中得到应用。

3 低温移动式压力容器的检验方法

低温移动式压力容器作为专门用于装载各类低温化学物品的容器,是工业生产过程中不可或缺的工具与设备,其在充装、运输与卸载等环节中可能遇到各种各样的问题,这些问题通常较为隐蔽,很难通过肉眼发现,需要检验人员定时定点地检查容器,通过加强对检验数据的分析与判断,掌握低温移动式压力容器的使用状态及状况,以采取针对性的措施方案,避免发生意外事故,造成人员伤亡和财产损失。

3.1 外观方面的检验

移动式压力容器在使用过程中存在一些的安全隐患问题通常显现在容器的外表上,检验人员需对容器外观进行严格的检验。如槽车在行驶一段路途后,检验人员要仔细观察容器的表面,重点看是否存在被腐蚀的地方,同时检查支架的稳定性,查看管口焊缝,看是否存在裂缝、漏点等情况,如果存在上述问题,必须在第一时间采取控制措施。

3.2 结构方面的检验

低温移动式压力容器主要有开口、端盖、排污口、搭接处等部位,任何一个部位存在缺陷,或是遭到损坏,都可能造成罐内气体泄漏,不仅污染环境和损失财产,还可能发生爆炸,造成人员伤亡。因此,检验人员必须严格按照检验标准规范检验操作,确保检验及时到位。检验人员要加强对各组件尺寸规格的测量,包括容器表皮焊接处,测量焊缝余高、焊脚处的尺寸、各板件厚度及其差值,必要时采取无损检测的方法对焊缝进行检测,对A、B类焊接接头应进行局部射线检测,检测长度不小于各条焊接接头长度的20%,且不小于250 mm,其射线检测技术等级应不低于相应检测方法的AB级,合格级别不低于III级。检验人员还要加强对容器的保温层部位的检验,主要检查是否存在变质变形、腐蚀破损、组件脱落等情况。如发现上述问题,必须及时采取管控措施,做好维修工作。此外,检验人员应当根据检验规范和操作细则划分安全管理等级,本着严谨负责,实事求是的原则,开展检验工作,对容器进行维修与养护。

3.3 容器表面的检验

容器的表面直接暴露在环境中,其受到的影响最大,极可能因受到腐蚀而产生一些细小的裂纹。这些小裂纹不易被肉眼发现,所以检验人员需利用检测仪器进行检验。检验人员要采用分区分块的方法检验容器表面,确保裂纹问题能够被及时发现。利用超声波仪器检测容器的内表面,依托相应的检测数据判断是否存在裂纹,裂纹的长度、宽度与深度,辅助检验人员完善检验工作,填写检验报告,为后续维修和养护工作提供支持。值得注意的是,某些容器在制造时,采用的是高强钢等裂纹敏感性材料,针对这类容器的检验,需要利用精密的仪器进行检验,通过对容器表面进行全方位的测量,加强数据整理与分析,以精准判断容器使用的安全性。

3.4 容器材质的检验

为了准确掌握容器的使用效能,检验人员需加强对容器材质的检验,具体如下:首先着重检验容器元件的种类、型号、重量、额定压力等,通过对每一个构件的性能进行综合性的分析,尤其是对比以往的检测数据,从中了解容器元件使用是否符合安全标准。其次,着重检验元件是否存在裂纹、破损等情况,针对已经老化,性能变差的元件,应当及时进行更换。针对有裂纹或破损的元件,应当严格按照要求进行维修和维护。

3.5 容器强度的检验

检验人员需要对低温移动式压力容器的强度进行定期的检验,不符合强度标准的容器,应当申请报废处理,或是降低使用参数,比如调低安全阀的开启压力,加强对使用压力的限制,避免容器在使用中超过额定压力值上限。完善相应的检验数据,提示用户注意使用事项,要求用户严格按照检验报告出示的压力值范围使用容器,避免违规违法操作,造成重大的安全事故。

3.6 气密性的检验

基于贮存、运输及装卸的方便性,很多部件需紧密地连接在低温移动式压力容器上,这些部件在长期的使用过程中存在受损、受污和老化等情况,在对其进行维修和更换后,需要检查容器的密封性。在开展检测工作时,检验人员需做好保压,根据压力表上的数据变化来判断容器的气密效果。如果在保压阶段中存在泄漏,那么压力表上的数值会显著下降。检验人员首先要考虑零部件是否存在损坏,或是各零部件之间连接是否严实的问题,若是零部件受损,则应更换零部件。若是零部件之间的连接不严实,则应取下零部件重新进行连接,直到容器气密性试验合格为止。

3.7 安全附件的检验

低温移动式压力容器安全附件检验工作主要涉及压力表、安全阀、紧急切断装置与爆破片等内容。通过加强检测和校验,在合格之后进行铅封,以提高容器使用的安全性。如果这几部分出现故障问题,需及时检查和分析故障产生的原因,并采取针对性的维修和维护措施。

3.8 真空度的检验

检验人员需使用专业的真空表,如果测试结果不符标准,那么首先要考虑真空表是否存有故障,或是容器中心层的真空是否达到既定的标准,在排除这两个问题的基础上,结合检测意见书分析实际情况,将问题反馈给厂商,并做好封闭处理,等待厂家上门维修。

4 开展耐压实验检测

4.1 选用压力表

在进行低温移动式压力容器的耐压试验时,检验人员至少要选择两个量程相同和精度等级一致的压力表,检验人员需将压力表安装从被试验罐体顶部引出的管线上便于观察的位置,以便于观察读数。压力表的选用要结合实际需求,通常情况下,精度不低于1.6级,量程是测验压力的1.5至3倍。同时严格按照设计要求设定耐压测试的压力,便于利用数学公式计算出相应的数值。考虑到容器的构造及整体情况,检验人员可以选用气压测试的方法,依据具体的操作要求,让实验压力超过容器设计压力,大约控制在容器设计压力的1.15倍左右。

4.2 做好实验准备工作

为了保证耐压实验的顺利进行,确保实验工作准确无误,检验人员需在实验之前做好准备工作。首先是准备好实验所需要的仪器和设备,如塞子、盲板等器械,按照工序拆除容器的安全附件,并将容器的开口封闭严实,保证此处不漏气。由于整个实验过程较长,实验工作强度较高,投入的成本较大,检验人员必须做充分的准备,以保证实验万无一失。检验人员应当严格按照要求进行操作,不能遗漏任何一个工作细节,各项数据的测量与记录务必准确,否则影响实验结果分析,甚至使实验失去价值和意义。

4.3 静态蒸发率涉及到的实验方法

静态蒸发率的测试所使用的技术方法主要有流量计法和称重法。流量计法主要利用流量计进行测验,其操作方法是将流量计与容器连接起来,在监测规定的时间段内,对因外部热量的流入而使容器内部低温液体转化为气体的数量值,以了解容器贮存化学物质的效果。此种检验方法操作相对简单,稳定性较好,称重法是较为常用的静态蒸发率的测试方法,依托称重传感器,在规定的时间段内对容器内部的低温液体损失的质量进行测量,依据相应的数学公式可以算出液体的蒸发率。该种检测方式操作起来同样简单,而且测量的结果较为准确,但在实际的应用中也存在一个明显的缺点,即称重传感器本身的测量精度范围有限,一旦小于这个测量范围,那么低温液体蒸发率的测量就会失真失准。

5 结语

化工产品在现代化经济社会建设与发展中有着广泛的应用,其贮存、运输、装卸等环节操作的安全性是人们极为关注的问题。为了使低温移动式压力容器保持良好的工作状态,提高其使用性能和安全性,相关负责人必须组织开展检验工作。检验人员应当做好容器的外观、结构、表面、强度、气密性、安全附件及真空度等检验工作,加强相应的耐压实验,以合理科学地使用低温移动式压力容器,避免安全事故的发生。