常压容器安全分析：从事故探索承压类特种设备检验

从一起事故谈常压容器的安全

葛升群¹　赵钦新²

（1陕西省锅炉压力容器检验所　2西安交通大学）

1　前　言

常压容器的使用量大、面广。过去往往因为常压容器在正常使用条件下不承受压力，在制造时常有“不漏即可”的错误概念，因此多年来常压容器的制造质量没有得到足够的重视，再加之一些常压容器生产厂家没有足够的技术管理力量和制造手段，使得常压容器的事故逐年增多，在实践中暴露出很多问题，有的常压容器连“不漏即可”的简单要求都做不到。尽管常压容器造成事故的后果往往没有压力容器那样严重，但设备损坏，人员受伤以致死亡的破坏事故也时有所闻，造成了企业的经济损失和不利的社会影响。

目前，我国颁布的有关常压容器的技术条件中，对焊制的常压容器的材料、加工成形、焊接以及试验与验收都有明确的要求。这些技术条件为保证常压容器制造质量及安全运行提供了较全面的技术保障，但是这些技术条件也未能或者说也不可能包括所有与常压容器有关的安全技术问题。本文意在通过对一起片碱成型机滚筒和封头结合脱开事故的分析来谈几点认识。

2　概　况

1991年秋季的一天，西安某化工厂的一台片碱成型机在运行中发生滚筒和平板封头结合面脱开事故，当场使两名工人94％烧伤，造成停产。这种片碱成型机利用带有水冷却的滚筒来冷却位于滚筒下部的热碱，滚筒在受热条件下常压运行，如图1所示。事故发生后，有关部门的安全技术人员对事故现场作外观检查时发现：①破口处位于滚筒筒体和平板封头的结合面处；②破口长度占结合面圆周总长左右；③整个结合面上除个别点有焊肉外，其他大部分是平板封头和简体组装前的加工面，光滑平整，没有连续焊缝的痕迹。

3　技术分析

根据外观检查和化工厂技术人员对整台设备安装、调试、运行情况的介绍，这一事故的直接原因有三个：①制造工艺不当，没有制订合理的焊接工艺规程或焊工没有正确施焊；②制造厂没有按照钢制焊接常压容器的技术条件进行试验和验收；③安装不当，常压容器本身的安全性也受到与其相关部件的制约。

3.1　制造工艺

制造厂将滚筒筒体和平板封头对准组装之后，仅在结合面的外表面敷焊了一道熔深较浅的焊缝，这一焊缝特征和在平板上堆焊一道焊缝极为类似，但生产工艺要求滚筒外表面平整光滑，因此制造厂对焊后的滚筒外表面进行了车削加工，此时，敷焊的焊道除个别点由于网路电压的变化熔深稍深而处于点连接外，其他熔深较浅的焊缝全部被车掉，由于结合面较紧，加之有个别点存在焊肉，因此封头和滚筒并没有立刻脱开。这一组装－敷焊－车削的制造工艺过程可用图2很形象地加以说明。

图1　片碱成型机简图

1－进水口　2－出水口　3－滚筒　4－配水管　5－热碱　6－加热区

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图2　滚筒的组装－敷焊－车削

1－平板封头　2－滚筒筒体　3－切削量

3.2　试验和验收

按以上组装－敷焊－车削制造而成的滚筒是极易发生泄漏的，但若按JB2880－81《钢制焊接常压容器技术条件》的试验和验收规则在出厂前进行容器的盛水试漏、液压试验或气密性试验或煤油渗漏试验的话，本可以及时发现制造工艺不当造成的问题。但从片碱成型机的安装、调试、运行的过程看，制造厂可能没有技术条件进行试验和验收。据化工厂技术人员讲，片碱成型机自安装的第一天运行起，封头和筒体的接合面处就一直发生泄漏，这中间制造厂曾派技术人员进行现场补焊，但由于没有弄清问题的本质，因此，补焊后依然泄漏。

3.3　安装不当

常压容器和压力容器一样不是一个独立的系统，总有物料的进出，因此容器的安全性也要受到与其相连部件的制约。该容器若按图1的方式进行安装，冷却水进入滚筒后通过给水分配管小孔均匀地喷洒到滚筒内表面，筒内水位达到一定的高度后，水就可通过出水口排走，此时滚筒在常压下工作。但是由于该片碱成型机的进、出水口没有明确的标识，以致在安装时将进、出水口装反，另外滚筒内的水受热后容易在滚筒和给水分配管上结垢，结垢后则会堵塞小孔而使排水不通，这样滚筒内的水受热后局部产生汽化，从而在滚筒内建立一定的压力，这一压力即使较小，也足以使处于弱结合的筒体和封头结合面脱开。

4　讨论和建议

综上所述，造成片碱成型机滚筒筒体和平板封头结合面脱开事故的每一个原因对常压容器的安全都有着致命的影响。国外近代压力容器质量事故的调查所得的结论是：三分技术，七分管理。结合这一事故，我们认为从事故本身分析，造成事故的原因似乎是纯技术性的，但事实上造成事故的根本原因还在于制造厂在技术管理上的问题。如在滚筒制造中，焊接是保证容器质量的重要环节，但常压容器的焊接质量一直得不到应有的重视。JB2880－81《钢制焊接常压容器技术条件》中规定：制造单位应有经过评定合格的焊接工艺规程，这类规程应考虑工艺前后的相关性。这一滚筒破坏事故充分说明了这一要求的重要性。组装—敷焊—车削工艺过程是相关的三道工序，车削可改变敷焊工序的状态，因此制造厂应制定正确的制造工艺，如在平板封头和筒体结合面上开一定角度的坡口或采用内、外填角焊缝结构，如图3所示。再如无论是压力容器还是常压容器，容器的试验和验收是保证容器在设计条件下安全运行的最后保证。正确执行试验和验收规程，可以及时发现前面几道工序存在的问题，况且，因为常压容器材料、加工、焊接、检验的各个环节上的要求都是最基本的，因此更应该严格执行试验和验收规程，以便发现问题及时返修，保证容器合格出厂。而滚筒质量连“不漏即可”的低级要求都做不到，完全是技术管理上的问题。

图3　正确的焊接工艺

另外，安装不当的问题在JB2880－81《钢制焊接常压容器技术条件》的规程内没有反映，也许技术条件认为这是安装规程的问题而没有涉及。根据实践的经验笔者认为任何容器都不是一个独立体，容器是和相关部件组成的系统，当这些部件的操作有可能造成容器内物料的工况变化时，容器上应进行警示性的标记或说明，以提请安装时注意。除此以外，关于平板封头和筒体焊接的结构和焊缝形式在JB2880－81《钢制焊接常压容器技术条件》中也没有明确给出，使本来技术较弱的常压容器制造厂无据可依。规程虽不能面面俱到，但应有宏观指导性条文。

总之常压容器也存在安全性问题。要避免常压容器发生事故有两个途径：一方面要靠建立切实可行的常压容器制造技术条件对容器制造厂进行技术性指导；另一方面国家和地方安全监督部门应加强管理和培训，使常压容器制造厂具备一定技术力量按规程实施合理的加工、制造、验收工艺，以确保常压容器的制造质量和运行可靠性。

参考文献

［1］（劳锅字［1990］8号）《压力容器安全技术监察规程》

（注：该论文发表于《中国锅炉压力容器安全》1994年第6期）