压力容器(大爆炸)

标准法规压力容器是一种使用广泛具有爆炸危险的特种设备。最新的压力容器相关标准汇编（第四版）上下卷二册，是2006年7月第一次印刷，内容比压缩机标准汇编（上下册）还要多。但在中石化招标时，有关压缩机压力容器执行的标准最主要的有五种：1、《锅炉压力容器制造监督管理办法》。由国家质检总局锅炉压力容器安全监察局以国质检锅[2003]194号文件发布，2004年1月1日实施。2、《压力容器安全技术监察规程》。由国家质量技术监督局发布，2000年1月1日起实施。3、GB150-1998《钢制压力容器》。4、GB151-1999《管壳式换热器》。5、GB/T3323-2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》。压缩机没有反应容器，只有储存容器（代号C）分离容器（进排气缓冲器、气液分离器等）（代号E）和换热容器（代号E），因为微型空压机也有一个储气罐，所以没有压力容器的压缩机，几乎是不存在的。压力容器按压力分类，有四个压力等级：低压容器设计压力≥0.1MPa，且1.6MPa（代号L）中压容器设计压力≥1.6MPa，且10MPa（代号M）高压容器设计压力≥10MPa，且100MPa（代号H）超高压容器设计压力≥100MPa的压力容器（代号U）压缩机一、二、三类压力容器的划分按照《压力容器安全技术监察规程》规定。三类压力容器：（1）高压容器；（2）中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；（3）中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中等危害介质且PV乘积≥10MPa·m3；（4）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质且PV乘积≥0.2MPa·m3））；（5）移动式压力容器；（6）球形储罐（V≥50m3）等。二类压力容器：（1）中压容器；（2）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（3）低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）。压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类见HG20660-2000（国家石化局发布2001-06-01实施）。一类压力容器：低压容器。这里顺便指出两点：1、压缩机上非独立的承压部件（如中冷器）等，压缩机的辅助压力容器，可不受锅检所监检，都是属类外的压力容器，所以设计结构上可以超压力容器设计规定，但所有各焊接节点都要保证全焊透并做相应的工艺评定，如原5L焊接的中冷器从24年实践来看也是安全可靠的。2、多腔压力容器，如管壳式换热器由前端管箱、中间壳体和后端结构三部分组成。按《容规》总则规定：按照类别高的压力腔作为该容器的类别并按该类别进行使用管理。但应按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划定时，设计压力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔的几何容积。压缩机用的管壳式换热器因换热面积没有发电厂水-水管管壳式换热器一节货运车箱大（属类外），因发电长要求设备寿命至少30年，而技术协议上要求类外容器也要经当地锅检所监检，而一般技术协议没有要求的此类类外容器也可以不受监检。见[1]。我把前端管箱，后端结构这二部分进行技术处理，就是不要封闭，做成管道及管件，而且前管道及管件不在容器监检范围，我这样处理也得到了合肥通用机械研究院认，是安全可靠的。从低压、中压到高压使用寿命可确保30年不坏，而且换热性能非常好、节能和节约金属消耗。压力容器的设计、制造、使用管理、检测等都要严格执行《锅炉压力容器制造监督管理办法》和《容规》。压力容器制造许可级别划分见表1规定。上述A、B、C级别制造许可证须经国家质检总局锅炉压力容器安全监察局中国特种设备检测研究中心按《锅炉压力容器制造监督管理办法》审查，符合《管理办法》各项要求才发放，许可证有效期为4年，届时须提前六个月申请换证复审，复审跟初审一样严格。C-10/14.5型氢气储气罐制造压缩机三种压力容器中以储存容器质量要求最高，所以以C-10/14.5型氢气储气罐为例，按规定是属A2级三类容器。1、C-10/14.5型氢气储气罐设计结构示意图如下图1所示。2、C-10/14.5型氢气储气罐DN1800，V=10m3制造技术要求：Ⅰ基本数据设计压力1.65MPa容积类别三类最高工作压力1.45MPa物料名称H2设计温度150℃物料特性易燃易爆工作温度100℃质量设备净重3750kg水压试验压力2.1MPa充满水重13750kg气密性试验压力1.65MPa法规：99版《压力容器安全技术监察规程》容积10m3GB150-1998《钢制压力容器》主要受压元件材料16MnR，16MnⅡ设计标准HG20580-20585-1998Ⅱ设计数据腐蚀裕度2.0mm封头各部位实测厚度不小于14.5mm焊接接头系数A类1.0B类1.0安全阀型号A42Y-40，DN50安全阀开启压力1.22MPaⅢ制造、检验及验收标准、规范GB150-98《钢制压力容器》99版，《容规》材料要求：符合《容规》第10条规定无损检测：GB/T3323-2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》焊接规程：JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》焊接接头类别A、B类100%射线控制D类100%磷粉检测无损检测标准A、B类JB4730-94Ⅱ级合格JB4730-94工级合格热处理要求除应力回大热处理（试板同炉热处理）有自动温度记录曲线管口及支座方法按设计图表面处理样机只涂红丹厚0.04油漆、涂装包装JB/T4711-2003《压力容器涂漆与涂敷包装》其它要求1、吊耳仅供起吊设备2、管法兰配对供应Ⅳ焊条表（如表2）埋弧焊焊丝钢号：16MnR之间H10Mn2，焊剂牌号：HT431焊接接头型式及尺寸除图中注明外，按HG20583-1998中规定。A、B类焊接接头见节点图，接管与筒体、封头D类焊接接头见节点图。角焊缝接头的焊角按较薄板的厚度，法兰的焊接安相应法兰标准中的规定。Ⅴ管口表（见表3）压力容器检测国家质检总局实行压力容器制造资格许可制度和产品安全性能强制监督检验制度，凡最高工作压力≥0.1MPa（表压），且PV≥2.5MPa·L以及公称工作压力≥0.2MPa（表压）且PV≥1.0MPa·L的压力容器都得接受监检。如制造的压力容器设计压力10MPa，同时最大直径150mm且水溶积25L，则无须申请压力容器制造许可。具有A1级或A2级或C级压力容器制造许可证的企业即具备D级压力容器制造许可资格。其中A、B、C级压力容器直接由锅炉压力容器安全监察局中国特种设备检测研究中心监检，而D级压力容器由省市地方锅检所具体实施监检。由于D1D2级压力容器制造资格单位过多，时间上根本来不及全面深入监检，有的只能从容器质量证明书上看看就盖章，加之监检人员大多是年轻一代，不熟悉设计，而容器质量设计是决定性的，对制造单位的生产情况和质保体系运转等缺乏深入了解，缺乏实际经验，这些我们常说监管不力。由于压缩机行业同行不同心，只有价格竞争，没有技术竞争和质量竞争，加上有些不开明用户尽量压低价格，由于用户（年轻一代）不懂压力容器，所以有些制造厂偷工减料、弄虚作假层出不穷，甚至连水压试验气密性试验都不做，所以D1D2级压力容器80%以上为不合格品，存在安全隐患。如2005年3月13日无锡两大报纸发表这样文章：无锡小型企业质量监督部门抽查结果86%的工厂产品都是“次品”即不合格产品，大部分小型企业质量意识不强，偷工减料，只考虑企业眼前利益，没有为企业的长远利益和企业的发展着想，更没有考虑消费者利益和社会发展。另外，《容规》制度上也有不够完善之处，不实行动态管理，从82年4月1日第一版的《容规》到91年1月的第二版《容规》始终没有“问责”制度规定。直到2004年1月1日起《锅炉压力容器制造监督管理办法》第五章第二十九条规定“从事安全监察、许可审查、监督检验工作人员，未按本办法的规定履行职责，滥用职权，玩忽职守，徇私舞弊，构成犯罪的，依法追究刑事责任；尚未构成犯罪的，依法给予行政处分。”第三十条对委托容器监检机构也有要求。问责很重要，举一例：著名的大渡河上，清朝康熙皇帝修造的铁索桥（公园1705年至今三百多年）一万二千多个铁链，每个链上都打上老铁工的印记，相当于压力容器（含工艺管道）焊工印记，如果哪一个链子出了质量问题，都是要追究责任，先要打二百板子，直到坐牢杀头。对于中石化设备，为了确保压力容器安全运行，保护人民生命安全，促进国民经济发展，除了上述各级监检外，还要有用户约请第三方有资质的单位监检，监检费为压缩机售价的1%，由用户单独支付。从实践看，凡国家重点项目的压缩机及压力容器最好请合肥通用机械研究院来监检，因为它是国家压缩机检测试验中心，又是全国压力容器标准归口单位，而且监检时间也比较长，一般要几天时间，从图纸开始，各种质量记录检验资料，X片及实物和材料库等都要重点抽验。通过材料移植标记焊工钢印检验及标记X拍片钢印甚至容器设计图上设计资格印章都能审查出。如无锡地区D2或A2级压力容器，有些单位委托702所设计，2001年有一批图上盖的设计资格印章批准日期96.6.25，因为5年有效期，而由于上层机构改革关系影响了下属及时更换，原设计章超过有效期，即设计资格章是无效的，如不盖有效章拒绝监检。合肥院派出的都是经验丰富工作认真的老专家。那么，82.4.1第一版《容规》之前，压缩机压力容器的设计计算、制造、安装、检验等都是采用原苏联相关标准、设计规定和法规，实践证明苏联的标准是安全可靠的。当时工业学大庆时代对质量一丝不苟，职工的主人翁责任心很好，社会风气远比现在好。只有十年动乱年代，因为合理的规章制度都破坏了，所以发生了几次大爆炸，如67年大庆炼厂发生高压加氢装置大爆炸，现场48名技术骨干无一幸免，76年9月石油三厂高压加氢车间大爆炸，当班工人全部伤亡，其状比战争更惨烈。改革开放80年代以后又引进了世界上先进工业国家如美国压力容器质量保证和领取ASME制造许可证的标准法规，对压力容器都是实行严格的控制预防。压力容器实行监检和工厂自我控制相结合的方法，不能认为监检可以放松检验，如出了重大质量问题，企业行政负责人及质保工程师就地免职，还要经济赔偿。实践证明，这对制止粗制滥造，确保压力容器安全，杜绝恶性事故发生是行之有效的办法。意见建议1、易燃有毒介质的安全阀结构应该改进石化装置目前普遍使用的各种全启闭式安全阀，是不符合《容规》的相关规定：要在线校验。现在的一些流行结构在线不能校验，成为安全隐患。还有强制性国标GB50231-98《机械设备安装工程施工级验收通用规范》规定：安全阀的动作，应在线进行数次试验达到正确、灵敏和可靠。有的安全事故媒体报道说工人操作不当引起，实际上部分原因是安全阀不起作用或开启后压力继续升高超压而引起爆炸的。我在几个炼油装置国家重点工程压缩机性能的调试中看到，安装建设公司的技术人员对安全阀的在线校验有偏见，而在采用N2定压。这实际上是掩耳盗铃，因为安全阀的灵敏度及排放能力得不到验证，应该是安全阀一开启管道压力马上就降低，而且起跳三次以上都可靠，才会确保压力容器及工艺管道安全。具体在线校验《容规》第156条有规定。其实在改革开放前，锡压由我设计的安全阀结构是可以在线调节的，出厂前我们都在线调节，有时北京石油设计院资深工艺师刘虹及吴凯敏一起帮我们调试，有时少量炼油工艺上需要的安全阀也向锡压订购，这种结构华中工学院实习带队老实在72年9月总结过“安全阀设计资料”，低、中、高压都可以的。2、工艺管道及管件需增加16Mn品种工艺管道是与压力容器和压缩机紧密相连的，工业管道也是特种设备。现在石化企业厂房土建工程量不大，机组式设备的安装工程量也不大，最大且较复杂的是工艺管道，有些易燃易爆介质的须100%拍片，每道焊口须打焊工钢印，还要分段做气密性试验。20号石油裂化用无缝钢管是好材料，但比起16Mn材料质因含C量高0.04%而焊接性能低，焊接应力稍大，而σbσs较低更主要是因含Mn量较低而腐蚀性差，16Mn的含Mn1.2~1.6，而铁路钢轨材料U-Mn（共有10个钢号）含Mn量1.35~1.65，大家都承认耐腐蚀性较好，能用50年不换。这里顺便举二个例子：（