移动式压力容器安全附件检验检测及检修的研究

2023-09-11周旭孙继钊

山东化工 2023年12期

周旭,孙继钊

(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)

1 移动式压力容器及安全附件概述

移动式压力容器是装载易燃易爆危险化学物品的工具,由于移动式压力容器使用条件要求运输,所以相比于固定式压力容器而言危险系数更大,操作过程也更加复杂和精密,为此,国家专门制定了相关的法律法规,以便进行相应的安全管理工作。常见的移动式压力容器可以分为两大类别,分别是气瓶和槽车。

移动式压力容器安全附件是移动式压力容器必不可少的辅助配件,一是安全阀。安全阀是移动式压力容器安全性能保证的第一道阀门,当容器内压力过高时,经安全阀检验压力值达到一定限额,便可通过调整一定数量的流体来减轻容器内的压力值,当压力值恢复正常后,安全阀经检测无误,自动关闭;二是爆破片。容器受到的压力有内部也有外部,当容器受到外部进口静压压力时,爆破片便受压爆破释放出相应的减压介质以达到为容器减压的效果,爆破片只能使用一次;三是压力表。压力表主要指示容器内压力值;四是液位计;液位计是测量和监测容器内液体位置;五是温度计;温度计是测量容器内温度值,应用于监控液体安全性有重要作用;六是易熔合金塞;此装置的工作原理是利用装置内的低熔点合金在高温度下的熔化打开通道,使气体从充装熔合金的孔中排泄出来。此装置结构简单,易于更换;七是紧急切断阀;当管道发生大型泄露时进行紧急止漏,与截止阀串联安装,还有过流壁止以及超温壁止的功能[1]。为了提高移动式压力容器使用的质效性和安全性,检验人员必须加强对上述安全附件的检查维修工作。

2 移动式压力容器安全附件的检查维修

安全附件是移动式压力容器工作时必不可少的关键产品,可以保证运输过程中压力容器的内部压力各项指标均保持在一个恒定的安全指数范围之内。在诸多相关事故的分析报告中可以总结出,相当一部分移动式压力容器运输的事故是由压力容器安全附件的老化、松动以及故障等原因造成的,为此要定期检验维修移动式压力容器的安全附件,如安全阀的检验周期为1年,压力表的校验周期为6个月。不同的安全附件也有不同的检测要求,如紧急切断装置的闭止时间为5 s之内。基于压力容器的特殊危险性质,国家对压力容器运输的不同化工产品性质进行了具体的规定,在检验维修移动式压力容器安全附件时,必须严格遵循国家的相关规定进行操作,加强内功能检测和外部老化开裂等内容的外观检测。

2.1 安全阀的维修和校验

安全阀是保证移动式压力容器安全指数的首要安全附件,安全阀的维修和校验主要包括外观检验、解体检验和性能校验。首先针对安全阀的外观进行仔细的检查,着重查看铭牌和铅封,包括阀门的品类、型号、公称压力、制造单位、有效期等,若发现安全阀不符合标准要求,尤其是没有制造许可证,没有合格证,或是使用已超过有效期,则不必进行检验,应当更换符合标准的安全阀;其次清洗阀体、去除污渍,进行解体检验。此过程主要观察阀体是否存在裂纹、变形、磨损及被腐蚀,关注阀瓣与阀座的连接情况,有无粘死。若发现现阀芯与阀座粘死,不必花费时间去除粘黏物,应及时更换新的安全阀。同时注意检查安全阀的弹簧有无磨损,是否存在被腐蚀变形的情况,以及弹力性能是否合乎标准。弹簧是安全阀最重要的基础零件之一,安全阀在工作的过程中受到的外界压力变化、温度变化以及交变载荷等的冲击都会在安全阀的弹簧上得以不同程度的呈现。在检测时,若弹簧有锈应首先进行除锈处理,利用专用的工具轻敲弹簧,通过弹簧发出的声音来判断其内部的使用状况,若声音低弱沉闷,应探查弹簧内部情况,及时更换有问题的弹簧。安全阀的性能校验是检测的关键一步,直接关系到工具能否正常运行[2]。检验人员需要校验安全阀的整定压力和密封试验压力,校验次数至少三次,并且保证每次校验的各项指标符合标准。值得注意的是,安全阀的整定压力应当控制在罐体设计压力的1.05倍到1.10倍之间,密封试验压力应当控制在整定压力的0.9倍以上。整个操作过程必须严格按照压力测试要求进行校验,检验合格后将安全阀的内外各项指标恢复到正常值,再由检验人员出具报告,进行铅封处理。此外,在更换使用新的安全阀时,需注意测量其喉径,确保符合标准要求。在完成安全阀的校验工作后,应当根据相关规定,结合安全阀表面的化工材料性质进行合理保养,在长时间压力工作后若产生形变或凹槽应及时更换,以保证安全阀的安全稳定性。

2.2 液位计的检测与维修

按照结构特点和功能特性,液位计可划分为旋转管式、浮球式及差压式3种,按照其工作原理也可细分为用透光器件直接显示液面位置及其变化参数的玻璃管液面计和玻璃板液面计以及凭借压差、机械、磁性等参数间接指示液面高度及其变化参数的液位计,如浮子液位计、自动液位计和磁性浮标液位计。在检验和检修液位计时,首先要核实液位计的型式、型号、公称压力、精度等级及量程是否符合要求,然后清洗液位计,并将其拆解开来,检查各零部件有无损伤,是否变形等,譬如查看液位计表面是否有开裂、磨损以及显示屏幕不清晰、划痕等情况,显示屏幕不清晰可以造成视觉误差,影响工作人员误读。出现液位计开裂、磨损等情况发生时应及时查看磨损情况,必要时应予以更换。注意检查液面计操作是否灵活、指示是否灵敏准确、结构是否牢固可靠,以及检验液面计表板是否附有不同温度下,介质、密度、压力、体积对照表等。值得一提的是,液位计最常出现的一种故障是由于转动轴密封效果不佳导致介质渗漏,影响磁性材料的工作,进而影响磁性效果和液位计的密封效果。在检测时应着重检查液位计转动轴的使用情况,保证转动轴表面光洁、运行流畅、没有暗病[3]。当液位计出现故障问题时,技术人员应加强故障分析,找到故障源头,采取行之有效的治理措施,严格根据相关标准进行专业检修,更换老化或损坏的器件,确保液位计的正常运行,保障移动式压力容器的安全稳定。

2.3 紧急切断装置的检验与维修

紧急切断装置是在介质渗漏时起到切断介质流动的重要装置,又名海底阀。其作为在事故发生时的第一道紧急保障,在移动式压力容器的安全保障上发挥着重要作用。紧急切断装置由紧急切断阀门、易熔塞和基本控制系统组成,由于紧急切断装置组成结构的多样性导致了其检测维修的复杂性。在检验移动式压力容器的紧急切断装置过程中,主要开展外观检验、解体检验、性能校验和远控系统试验四方面工作。在外观检验方面,重点检查紧急切断装置切断阀的种类、型号、公称压力、制造单位、有效期等,检查外观质量是否良好。若发现明显的瑕疵,则需调查了解实际情况,出具检查报告,采取针对性的管理措施;在解体检验方面,开展清洗、解体与检验工作,重点检查阀体、先导杆、弹簧、密封面、凸轮等有无损伤变形、腐蚀生锈、裂纹等缺陷,并做详尽的记录;在性能校验方面和远程系统试验方面,主要涉及压力、阀门闭止、罐体气密性等试验,需控制系统的手摇泵、管路、易熔塞是否完好,有无损伤、松脱、泄漏等现象,钢索控制系统是否操作灵活可靠、到位等。基于上述标准和要求,整个检验和校验操作如下,检查紧急切断阀的构成要件:首先细致化解体检查紧急切断装置,检查先导杆、密封面、凸轮和弹簧等器件的外表及内部有无问题,检测过流保护系统是否改动,若有问题及时处理。检测紧急切断阀门是否合规安装,有无故障,能否正常运行,在出现介质渗漏时能否第一时间(5 s内)进行切断;在0.1 MPa罐体设计中开展气密性实验,在保压时间大于5 min前提下,观察紧急切断远程控制系统是否持续正常工作。进行模拟场景测验,检测当油压达到3.0 MPa时,该装置是否打开。检查紧急切断装置是否有足够的密封性和强度,在48 h的压力保护下,当手压油泵油路在6.0 MPa压力下密封时,紧急切断阀是否关闭。50 mm以下的紧急切断装置要求5 s内关闭,50 mm以上的要求在10 内完全关闭。检查装置是否有良好的溢流合闸性能、抗震性能和运行性能。检测基本远程控制系统是否已经安装到位,控制系统是否按照国家规定进行装配,检查手摇油泵、钢索或油管的工作情况,并通过实际测试、调试等常规工作测验远程控制系统,保证其运行准确无误。需要注意的是,远程控制系统的拉绳使用故障率最高,其故障原因是拉绳作为裸露式器件,长期在车底受到灰尘、油污的侵蚀,易发生腐蚀生锈的问题,导致严重的事故。在检测过程中一经发现问题即刻按照相关规定进行专业处理,根据规定专业化诊断器件磨损情况、介质渗漏以及其他情况并及时更换不合规定、老化和过度磨损、渗漏的器件,从而保证移动式压力容器的稳定运输。

2.4 爆破片的爆破压力测试

爆破片虽然是移动式压力容器安全附件中体积较小的装置,但却是保证其安全运行必不可少的安全附件之一。如果爆破片性能不符合标准要求,那么就会给整个装置的运作带来巨大的负面影响,甚至引发安全事故,造成财产损失。因此检验人员需加强爆破片爆破压力的测试,首先要观察和分析爆破片的外表质量,采用随机抽样的方式开展爆破压力试验,以充分了解爆破片的综合质量。其次,明确实验内容和做好实验设计。整个实验包括压力介质源、压力指示与爆破压力测量系统、温度测量系统、加温节制系统、爆破后的介质泄放通道、防护设备等,涉及压力、温度等测量工作,压力测量采用符合标准的压力计或弹簧管压力表,温度测量采用符合标准的玻璃液体温度计或热电偶。最后,申报实验结果,提供质量测试依据,包括实验爆破压力、实验爆破温度、标定爆破压力、爆破压力偏向等及实验结论,整个实验结果数据需由实验人员、监检人员签字。此外,还要检查爆破片装置是否在有效期,是否按期进行更换。

2.5 压力表的检测与检修

压力表是检测移动式压力容器内部压力的器件,以弹性元件为敏感元件,用以测量环境压力的专业仪表,其工作原理是通过波登管、波纹管、膜盒的弹性形变进行发起,经由压力表内部机芯的动态转换将器件形变传导到指针,通过指针转动通过显示屏显示环境压力值。在检测过程中监测压力表的正常工作情况,通过监测判断压力表是否存在测量指数不准确的问题。检查外观,注意压力表的破损、开裂情况,若情况严重则需及时更换压力表,若磨损未到相关规定的情况则采取相应的保养方法延长压力表的寿命。其次检查压力表规格、型号是否符合相关规定。压力表的环境检测要求是20～25 ℃,相对湿度小于等于85%,环境压力在大气压之下。校验压力真空表时,压力按照分度线进行校验,测量上限为0.06 MPa时,校验3点;测量上限为0.16 MPa时,校验两点;测量上限为0.3～2.5 MPa时,指针应指向真空部分[4]。最重要的是检查压力表的测量是否精准,压力表作为独立的工作器件,内部有多种精密元件同时工作,若精密元件出现问题可能会会对压力测量值造成微小的误差,所以可以通过模拟真实场景多次测量、多个压力表对比测量等方式分析压力表测量的精准程度。与标准表比较法即在压力为0时,观察仪表位置,均匀将表升压至各个分度压力值上,依次读取示值,当升到量程上限后,可略微升压后缓慢降压,按照升压时的校验点作下降校验,校验完毕后减压回零。若发现问题应及时检修维护,若问题严重应及时更换。对于存有故障问题的压力表,检修人员应做到心中有数。在检修之前,检修人员需要熟悉压力表的结构,包括压力表的机械部分和电路部分中各元件的位置与作用,避免操作中出现失误,使压力表出现新的故障。任何一个故障问题都不能小视,检修人员需认真分析故障产生的原因,依据排除法锁定故障位置,找到故障原因,及时更换故障元器件。务必使用合格且符合标准的元器件替代故障器件,并进行精准的校验,校验合格后方可投入使用。在检修压力表的过程中,检修人员需要注意以下几个事项:一是严格遵守操作要求,切勿带电测量,以免发生危险;二是在使用仪器检测信号时,不要让探针同时接触两个测量引脚,避免出现短路;三是检测电源中的滤波电容时,可以考虑让容器的正负极短路一下,切记短路时使用导线放电;四是在分析仪表内部电路故障时,首先要检查元件的节点和电路板上是否涂有绝缘漆。如果节点和电路板上涂有绝缘漆,那么为了方便操作,提高安全性,检修人员可以将普通手缝针焊在万用表的表笔上,通过手缝针刺穿漆层,用表笔测量是否存电。五是拆除仪表时,要将各器件摆放好,并记录原来的位置,以便于还原。在完成检修工作后,检修人员要根据实际情况做好绝缘处理,加强相应的养护工作,以免产生新的故障,使压力表失去功能作用。