快开门式压力容器的安全监察

    ■文/郑小腾  王  军

   快开门式压力容器是指进出容器通道的端盖或者封头和主体间带有相互嵌套的快速密封锁紧装置的容器。快开门式压力容器广泛应用于化工、纺织、建材、医药等行业，其工艺主要利用蒸汽为产品加热。下面结合笔者多年检验经验，对快开门式压力容器主要结构形式、使用特点及常见使用安全问题进行梳理，并在回顾安全监察部门对该类设备的有关要求的基础上，提出快开门式压力容器的使用注意事项。

    主要结构形式

   快开门式压力容器的主要结构形式：有齿啮式、卡箍式、平移式和压紧式等四类，其中目前最常见的为齿啮式和卡箍式。

   齿啮式快开门压力容器结构为封头法兰的边缘为齿形啮合状，而筒体带有相同齿形啮合块的活套法兰。该类设备一般应用于蒸压釜、大中型硫化罐等，它开启方便、密封性好，可以承受较高的压力，且容易实现自动化联锁控制，但由于一般要求带有齿块的法兰为整体锻件，成本较高，一定程度上限制了应用。

   卡箍式快开门上下法兰无啮合齿，开启与闭合由法兰外侧的卡箍开、合来实现。该类设备常常应用于立式染色机，具有装置加工简单，开启速度快的优点，但其结构易损坏，密封性能不佳，可靠性较差，安全连锁实现较为困难。

   平移式快开门一般应用于小型硫化罐，采用气缸推动封头进行移动，通过封头和筒体法兰带有的卡环进行组合从而实现关闭。该类设备开启、关闭平稳且机械化程度较高，但占地面积较大，材料费用高。

   压紧式快开门应用一般限于灭菌器、消毒柜等设备，且有逐渐减少的趋势。它依靠封头外面的旋转支撑架将封头压紧，从而关闭密封，能承受的压力较低，开启速度慢，所使用的安全联锁装置可靠性差。

    使用特点

   一是快开门式压力容器使用便捷。快开门结构比标准的螺栓法兰结构能更快速地进出压力容器，不需要逐个拧紧或松开紧固螺栓，因而启闭时间较短，物料装卸相当方便，因此特别适宜于频繁间歇操作的场合。

   二是快开门式压力容器使用工况相对固定。如：浙江省绍兴地区94%的定型罐集中于诸暨的袜业制造基地，77%的硫化罐集中于橡胶加工发达的柯桥区，而蒸压釜则全部用于建材行业，灭菌器、消毒柜集中于食品、医疗行业。每类设备工作压力等参数也相对较为稳定。

   三是快开门式压力容器事故发生率较高。从2000年至今的15年间，快开门式压力容器发生的伤亡事故约占压力容器事故总数的1/4。2010年11月，上海市蒸压釜爆炸事故造成地铁9号线停运；2012年3月，武汉市一砖厂蒸压釜发生爆炸，釜盖炸飞击中1名工人致其当场身亡；2013年4月，安徽当涂一建材厂蒸压釜爆炸事故更是造成了四死八伤的严重后果。

   四是快开门式压力容器使用安全关键在快开门装置。从近年发生的多起事故通报来看，安全联锁功能失效是导致快开门式压力容器安全事故多发的根本原因。

    使用中常见问题

   第一，快开门连锁保护装置固有缺陷。一是无规范统一的设计制造标准，安全联锁功能参差不齐，电子器件质量无法保证。二是由于成本原因，部分小型快开门容器出厂时无配置。三是无法界定安全开启余压数值，导致工人操作时带压开启产生事故。

   第二，快开门连锁装置失效。一是锁死装置失效，如：传压管堵塞，导致有压时插销未伸出并锁死开门机构，离合器锁死装置齿块未啮合。二是锁死装置强度不够。如：插销被强力拧断，包括设计时由于插销安装位置不正确，插销受力状况差极易被拧断。三是压力传感器不够灵敏，容器仍有较高余压时锁死装置已脱离作用。四是锁死装置被恶意拆除。由于快开门连锁装置失效而导致的快开门事故占事故比例70%以上。

   第三，机械、疲劳损伤。一是在釜盖频繁开闭中，操作粗暴野蛮，导致端盖和釜体产生裂纹，损坏快开门装置。二是轨道设置合理或者物料重量分布不均，导致进出容器时，物料或者运料平台反复撞击容器端部，造成机械损伤。三是快开门压力容器承受压力温度循环变化的交变载荷，在应力比较集中的部位容易出现裂纹等，进而发生破坏。

   第四，操作工无证上岗。一是部分使用单位忽视操作人员的取证培训，使部分人员无证上岗操作。二是操作人员流动，导致有证人员流失，无证人员顶替。三是部分单位没有专门的操作人员，由电工或者管理人员担任，日常的操作人员反而无证。四是个别地方操作人员学历较低，取证难度大，干脆不取。

   第五，厂房布置设计不合理。车间通风采光条件差，反应釜间距小，操作位置狭窄，这在小化工厂中情况尤为突出；快开门式压力容器正前方设置人员密集的加工场所等。

    相关技术要求

   1992年，原劳动部颁发《关于加强快开门式压力容器安全监察与管理工作的通知》，明确要求:对在用快开门式压力容器限期进行改造，尽快装设符合要求的安全联锁装置，否则不得使用；同时，对新设计、新制造和新使用的快开门式压力容器，必须装设符合要求的安全联锁装置。1999年颁布的《压力容器安全技术监察规程》第49条规定：快开门式压力容器的快开门必须设置安全联锁装置，并且安全联锁装置应具备以下功能:(1)快开门达到预定关闭部位方能升压运行的联锁控制功能。(2)当压力容器内部压力完全释放，安全联锁脱开后，方能打开快开门的联锁联动功能。(3)具有与上述动作同步的报警功能。2009年，国家质检总局颁布的《固定式压力容器安全技术监察规程》，其中针对快开门式压力容器做出了一定修订，将报警功能的要求删除。2013年，《压力容器使用管理规则》颁布实施，明确了快开门联锁保护装置在使用管理中予以功能确认的重要性，督促企业在年度检查中做好安全联锁装置的完整性和可靠性验证，切实落实主体责任。尽管国家特种设备安全监察部门对快开门式压力容器较为重视，对关键问题也提出了明确的要求，但由于该类设备的特殊性，其安全形势依然严峻。

    使用安全注意事项

   一是落实企业主体责任。使用单位作为安全责任的第一责任人，要求其做到设备档案齐全、人员持证上岗、检验检测规范、应急预案完善，达到高危设备登记、人员证件、隐患整治、检验检测四个100%。

   二是规范设备管理制度。（1）制定高危容器维护保养制度，减少设备的损坏率，延长设备的使用寿命；（2）完善运行记录制度，及时了解设备运行的情况，及早发现问题，及早采取措施；（3）建立专管人员制度。由技术熟练、经验丰富的操作管理人员对高危设备进行专管或定时巡查，指导运行操作。

   三是加强检验技术保障。（1）快开门容器的安全联锁装置，如有损坏，不得投入使用，实行一票否决；（2）对安全附件不齐全的高危容器，无配备、超期、损坏的，一律实行一票否决。

   四是加大宣传教育力度。通过近些年来事故的一些图片资料，事故分析等等，向企业和操作管理人员进行宣传，了解事故的惨痛教训，提高他们对高危设备使用中的警觉度，提高他们对高危设备的重视程度。目前的压力容器培训并未对两类设备进行专门性、针对性强的培训，应当逐步结合案例，结合实践，制定这类高危设备的专题教育，通过理论培训，提高对这类设备的操作技能。

    （作者单位：浙江省绍兴市特种设备检测院）

    《中国质量技术监督》2015年7月刊