設(she)備(bei)(bei)的全(quan)生命周期(qi)管(guan)理(li)(li)分(fen)為前期(qi)管(guan)理(li)(li)、運行維護管(guan)理(li)(li)、輪換(huan)及報廢(fei)管(guan)理(li)(li)三個階段。 隨著我(wo)國特(te)種(zhong)設(she)備(bei)(bei)監察(cha)、檢(jian)驗機(ji)構對(dui)壓(ya)力容器監管(guan)、檢(jian)驗力度(du)的加(jia)大，特(te)種(zhong)設(she)備(bei)(bei)使(shi)用單位(wei)尤其是有特(te)種(zhong)設(she)備(bei)(bei)使(shi)用經驗的大、中(zhong)型(xing)企業對(dui)壓(ya)力容器的安(an)全(quan)管(guan)理(li)(li)工作日趨重視。在(zai)化工、醫(yi)藥等(deng)行業的化工工藝過程中(zhong)，內裝有攪拌裝置的反(fan)應釜被廣(guang)泛應用，以(yi)使(shi)參加(jia)反(fan)應物(wu)質(zhi)充分(fen)混合或物(wu)料的均勻受熱、冷(leng)卻。根據(ju)“浴盆曲線” 理(li)(li)論 ，在(zai)壓(ya)力容器投(tou)用初期(qi)，設(she)備(bei)(bei)失效率較高。因此(ci)，當設(she)備(bei)(bei)投(tou)用滿(man)3年 ，進行首次全(quan)面檢(jian)驗時，在(zai)檢(jian)驗過程中(zhong)可發現設(she)計、制造(zao)、使(shi)用等(deng)環節造(zao)成的缺陷。

1 檢驗案例

1．1 設備基(ji)本情況

圖1和表(biao)(biao)1分(fen)別為某(mou)企業(ye)于(yu)2009年(nian)購進并(bing)使用1臺6000L不銹鋼反應釜的(de)簡圖和技(ji)術特性參數表(biao)(biao)。

1．2 檢驗結果

2012年(nian)，在首次全面檢驗時(shi)發現(xian)該容器存在以下缺陷：

(1)管卡(ka)根部，距離管卡(ka)與封頭連接的(de)角(jiao)焊縫上緣5 mm位置有裂(lie)紋、裂(lie)縫；

(2)內(nei)筒簡(jian)體液面以下壁(bi)(bi)厚(hou)整體減薄2 mm，較(jiao)小壁(bi)(bi)厚(hou)22 mm；內(nei)筒下封頭壁(bi)(bi)厚(hou)整體減薄3 mm，降至(zhi)23 mm；

(3)下封頭部(bu)位(wei)有個(ge)別壓(ya)料(liao)管(guan)管(guan)卡(ka)脫落，管(guan)卡(ka)的殘余(yu)部(bu)分高出內(nei)筒／封頭內(nei)壁(bi)2～3 mm。管(guan)卡(ka)脫落處的壓(ya)料(liao)管(guan)后(hou)內(nei)筒封頭較小壁(bi)厚19 mm，減薄(bo)(bo)面積(ji)約3 cm×5 cm，比管(guan)卡(ka)及焊腳外側封頭壁(bi)薄(bo)(bo)4 mm，比無管(guan)卡(ka)的壓(ya)力管(guan)后(hou)內(nei)筒封頭壁(bi)厚薄(bo)(bo)3．5 mm；

(4)靠近(jin)內筒封頭(tou)底部位(wei)置的壓(ya)料(liao)(liao)管(guan)上側管(guan)壁有(you)局部穿(chuan)孔，壓(ya)料(liao)(liao)管(guan)進口處(chu)部分(fen)管(guan)體(ti)缺(que)失。全面檢驗時(shi)，對反(fan)應釜內筒內壁焊縫做磁粉檢測，未發(fa)現表面缺(que)陷(xian)存在，液面以上未見減薄。審查(cha)圖(tu)紙時(shi)，《技術(shu)要求》中標有(you)“設備制造(zao)完(wan)成后，進行整體(ti)(包括壓(ya)料(liao)(liao)管(guan))消除應力熱處(chu)理，熱處(chu)理后嚴禁在簡(jian)體(ti)上施焊。”

1．3 原因分析

(1)壁厚的(de)整體減薄主要原因是工藝料(liao)與容(rong)器內筒內壁的(de)磨損和呈(cheng)酸l生(sheng)無機鹽工藝料(liao)對容(rong)器內筒材(cai)質的(de)腐蝕，其根源在于設備設計選材(cai)時“性(xing)價” 比的(de)考量，本(ben)文不作進一步分(fen)析。

(2)造成管(guan)(guan)(guan)卡(ka)(ka)裂紋、脫落的原因主要由以下(xia)三(san)方(fang)面構成：①管(guan)(guan)(guan)卡(ka)(ka)與(yu)壓料(liao)(liao)(liao)管(guan)(guan)(guan)采用(yong)(yong)(yong)過(guo)盈配(pei)合方(fang)式(shi)進行(xing)裝備，壓料(liao)(liao)(liao)管(guan)(guan)(guan)未(wei)固定于(yu)管(guan)(guan)(guan)卡(ka)(ka)上，反應釜在(zai)使(shi)用(yong)(yong)(yong)時，工藝(yi)料(liao)(liao)(liao)在(zai)攪拌過(guo)程中(zhong)(zhong)不(bu)可避免的會對壓料(liao)(liao)(liao)管(guan)(guan)(guan)進行(xing)沖(chong)刷(shua)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)，致使(shi)壓料(liao)(liao)(liao)管(guan)(guan)(guan)晃動(dong)，撞(zhuang)擊管(guan)(guan)(guan)卡(ka)(ka)。管(guan)(guan)(guan)卡(ka)(ka)受(shou)到(dao)周期性疲勞(lao)載荷作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)。在(zai)反應釜使(shi)用(yong)(yong)(yong)過(guo)程中(zhong)(zhong)，管(guan)(guan)(guan)卡(ka)(ka)至(zhi)少(shao)一面受(shou)到(dao)間(jian)歇拉應力(li)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)。②雖然管(guan)(guan)(guan)卡(ka)(ka)在(zai)焊(han)接過(guo)程中(zhong)(zhong)，焊(han)腳圓(yuan)滑(hua)過(guo)渡，但是管(guan)(guan)(guan)卡(ka)(ka)與(yu)封頭壁面連接部位(wei)存在(zai)的不(bu)連續結構是無法(fa)避免的，產(chan)生了應力(li)集中(zhong)(zhong)。③呈酸陛的工藝(yi)料(liao)(liao)(liao)。在(zai)疲勞(lao)載荷、應力(li)集中(zhong)(zhong)、酸l生介質的共同作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)下(xia)，造成了管(guan)(guan)(guan)卡(ka)(ka)根部的裂紋或(huo)管(guan)(guan)(guan)卡(ka)(ka)局部斷(duan)裂脫落現(xian)象。

(3) 造成(cheng)管(guan)(guan)卡(ka)(ka)(ka)(ka)脫(tuo)(tuo)落(luo)(luo)(luo)處(chu)(chu)的(de)(de)壓(ya)料(liao)管(guan)(guan)后內筒封(feng)(feng)(feng)(feng)頭(tou)(tou)(tou)(tou)壁(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)局(ju)(ju)(ju)部減薄(bo)(bo)的(de)(de)主(zhu)要原(yuan)因分析：比較無、有管(guan)(guan)卡(ka)(ka)(ka)(ka)處(chu)(chu)和管(guan)(guan)卡(ka)(ka)(ka)(ka)脫(tuo)(tuo)落(luo)(luo)(luo)處(chu)(chu)的(de)(de)壓(ya)料(liao)管(guan)(guan)后內筒封(feng)(feng)(feng)(feng)頭(tou)(tou)(tou)(tou)壁(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)減薄(bo)(bo)的(de)(de)情況(kuang)，發現無管(guan)(guan)卡(ka)(ka)(ka)(ka)處(chu)(chu)封(feng)(feng)(feng)(feng)頭(tou)(tou)(tou)(tou)局(ju)(ju)(ju)部壁(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)未見(jian)增量(liang)(liang)(liang)減薄(bo)(bo)，有管(guan)(guan)卡(ka)(ka)(ka)(ka)處(chu)(chu)封(feng)(feng)(feng)(feng)頭(tou)(tou)(tou)(tou)壁(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)增量(liang)(liang)(liang)減薄(bo)(bo)量(liang)(liang)(liang)為(wei)0．5 mm，管(guan)(guan)卡(ka)(ka)(ka)(ka)斷裂處(chu)(chu)封(feng)(feng)(feng)(feng)頭(tou)(tou)(tou)(tou)局(ju)(ju)(ju)部壁(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)增量(liang)(liang)(liang)減薄(bo)(bo)量(liang)(liang)(liang)為(wei)4 mm。壓(ya)料(liao)管(guan)(guan)處(chu)(chu)封(feng)(feng)(feng)(feng)頭(tou)(tou)(tou)(tou)表(biao)面均光滑，未見(jian)凹點且三處(chu)(chu)均處(chu)(chu)于同種介質環境下，因此管(guan)(guan)卡(ka)(ka)(ka)(ka)脫(tuo)(tuo)落(luo)(luo)(luo)處(chu)(chu)封(feng)(feng)(feng)(feng)頭(tou)(tou)(tou)(tou)局(ju)(ju)(ju)部存在較大增量(liang)(liang)(liang)減薄(bo)(bo)的(de)(de)形成(cheng)原(yuan)因不可能是電化學(xue)或化學(xue)腐蝕。推(tui)理可知(zhi)，造成(cheng)封(feng)(feng)(feng)(feng)頭(tou)(tou)(tou)(tou)局(ju)(ju)(ju)部增量(liang)(liang)(liang)減薄(bo)(bo)主(zhu)要原(yuan)因是流體(ti)作用。如圖(tu)2所示，管(guan)(guan)卡(ka)(ka)(ka)(ka)脫(tuo)(tuo)落(luo)(luo)(luo)后，在內簡(jian)體(ti)表(biao)面形成(cheng)小(xiao)凸(tu)起(qi)，工藝料(liao)流經此處(chu)(chu)時，受到(dao)管(guan)(guan)卡(ka)(ka)(ka)(ka)剩余(yu)凸(tu)起(qi)、壓(ya)料(liao)管(guan)(guan)與封(feng)(feng)(feng)(feng)頭(tou)(tou)(tou)(tou)內壁(bi)(bi)(bi)(bi)間隙的(de)(de)影響，流體(ti)在局(ju)(ju)(ju)部流速加快，加劇(ju)磨損，造成(cheng)封(feng)(feng)(feng)(feng)頭(tou)(tou)(tou)(tou)壁(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)的(de)(de)局(ju)(ju)(ju)部減薄(bo)(bo)。從(cong)結構上看，造成(cheng)設備壁(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)局(ju)(ju)(ju)部減薄(bo)(bo)的(de)(de)原(yuan)因根源在于壓(ya)料(liao)管(guan)(guan)管(guan)(guan)卡(ka)(ka)(ka)(ka)脫(tuo)(tuo)落(luo)(luo)(luo)。

1．4 建議和方案

設備使用單位沒有進行反(fan)應釜熱處理的(de)條件(jian)，因此無法(fa)對(dui)管(guan)卡、封頭(tou)及內筒(tong)進行熱焊修補。針對(dui)1．3節(jie)原因分析內容，本文提出以下建議和(he)方案：

(1)進行容(rong)器設計時，去除釜(fu)內(nei)壓(ya)料管、管卡結(jie)構，將(jiang)反應釜(fu)出(chu)料方式改為下出(chu)料，對從而有效(xiao)避免壓(ya)料管震動(dong)、管卡脫落帶來(lai)的影響；

(2)進(jin)行容器設(she)計時，保留現有(you)上出料(liao)方式，在筒體、下封(feng)頭(tou)壓(ya)料(liao)管固定管卡(ka)底部設(she)置墊板，縮短年度(du)檢(jian)驗、全(quan)面(mian)檢(jian)驗周期，及(ji)時發(fa)現、修補破損脫落的管卡(ka)及(ji)壓(ya)料(liao)管。

(3)建議使用單位更換(huan)缺失、局部穿孔、壁厚過量減薄(bo)部分的(de)壓料管，并采用冷焊(han)方法或高(gao)溫(wen)金(jin)屬修(xiu)補劑對脫落的(de)管卡及局部減薄(bo)的(de)封頭進行修(xiu)補。

2 結論

根(gen)據(ju)“浴盆(pen)曲線”理論，在壓(ya)力容器投用初期(qi)，設(she)備(bei)失效率(lv)較(jiao)高，建議企業在設(she)備(bei)投入運行1～3個(ge)月(yue)安排檢驗，及時發現排除設(she)備(bei)可能存在的隱患。建議反應(ying)釜設(she)計單位根(gen)據(ju)設(she)備(bei)使用單位情況，優選(xuan)設(she)備(bei)進、出料方(fang)式(shi)，改進壓(ya)料管(guan)固定結構(gou)。