受火壓力容器的檢驗(yàn)與安全評(píng)定

綦麗

摘? 要：壓力容器受火檢驗(yàn)措施與安全評(píng)定工作的有效落實(shí)，一方面需要根據(jù)火場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行分析，確保準(zhǔn)確劃分壓力容器受熱帶層次，才能確保安全評(píng)定工作能有效落實(shí);另一方面需要構(gòu)建完善的安全評(píng)定條例，判定受火壓力容器的損傷狀況，才能為后續(xù)維護(hù)工作的開展奠定基礎(chǔ)。本文基于受火壓力容器受損因素展開分析，在明確檢驗(yàn)措施與評(píng)定原則同時(shí)，期望能夠?yàn)楹罄m(xù)工業(yè)設(shè)備安全體系的構(gòu)建提供參照。

關(guān)鍵詞：受火材料;壓力容器;檢測(cè)措施;安全評(píng)定

一、受火壓力容器受損因素分析

受火壓力容器在火災(zāi)等環(huán)境中因承受周圍不均勻的加熱及冷卻施加的應(yīng)力，通常壓力容器的材料形變量與損耗速率會(huì)受到極為嚴(yán)重的影響，在未做完善的保護(hù)措施情況下，壓力容器材料會(huì)承受不同程度損傷，為降低整體工業(yè)運(yùn)作的經(jīng)濟(jì)損耗，通常需要對(duì)受火壓力容器進(jìn)行綜合評(píng)判，并確定安全等級(jí)，才能確定容器是否具備持續(xù)應(yīng)用的條件。從常見的受火壓力容器狀況來看，容器可分為以下幾種損傷類型：

（1）壓力容器材料在使用環(huán)境中，因表層碳鋼等合金材料會(huì)受到淬火等作用影響，使材料始終在冷熱環(huán)境中徘徊，時(shí)間一長(zhǎng)自然會(huì)對(duì)壓力容器的韌性與剛性造成影響。

（2）在壓力容器淬火作用期間，碳鋼與合金材料會(huì)受環(huán)境影響出現(xiàn)內(nèi)部晶?；那闆r，使金屬材料出現(xiàn)膨脹，軟化、變形與韌性喪失的情況，如此便極難滿足壓力容器金相系數(shù)的要求，同時(shí)也會(huì)對(duì)壓力容器本身使用的質(zhì)量帶來極為嚴(yán)重的影響，甚至可能對(duì)操作職工的生命財(cái)產(chǎn)安全埋下隱患。

（3）在火場(chǎng)環(huán)境中，壓力容器因?yàn)椴痪鶆蚴軣岬挠绊懀ǔＵw材料熱能環(huán)境會(huì)受到蠕變反應(yīng)的影響，使材料的韌性難以滿足材料形變量的系數(shù)，便會(huì)導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)裂縫與孔洞，甚至直接導(dǎo)致壓力容器的材料整體性受到影響，使壓力容器后續(xù)使用隱患不斷。

（4）在火場(chǎng)環(huán)境中，因?yàn)榛馂?zāi)受熱區(qū)的狀況無法被有效掌控，通常便會(huì)導(dǎo)致熔點(diǎn)較低的材料融化，滴落在容器內(nèi)表面后，便極易造成金屬腐蝕，甚至冷凝環(huán)境中，介于不同的形變參數(shù)，會(huì)使壓力容器金屬應(yīng)力不均勻。

（5）在火場(chǎng)等高溫環(huán)境中，部分金屬的氧化速率會(huì)被迅速提高，若無法對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查，則勢(shì)必會(huì)影響容器內(nèi)壁厚度，為后續(xù)設(shè)備的使用埋下風(fēng)險(xiǎn)因素。

二、受火壓力容器損傷檢驗(yàn)措施

1. 檢驗(yàn)受火帶狀況

在受火壓力容器評(píng)定與檢驗(yàn)工作開展之前，必須明確壓力容器受火帶位置，并且在火災(zāi)環(huán)境中，更需要根據(jù)火場(chǎng)狀況，判定區(qū)域內(nèi)相鄰設(shè)備的損傷狀況，從中找尋出相同處與差異處，以便為整體受火壓力容器的檢驗(yàn)奠定資料基礎(chǔ)。由此可見，在對(duì)受火壓力容器中受熱帶劃分期間，必須確?；饒?chǎng)勘察質(zhì)量與壓力容器損傷機(jī)理有較完善的認(rèn)知，并具備完善的審核校對(duì)基礎(chǔ)，判定受火壓力容器實(shí)際狀況，確定火災(zāi)期間壓力容器的受熱溫度范圍，才能為后續(xù)安全評(píng)估工作的落實(shí)提供幫助，并賦予檢驗(yàn)工作開展的意義。

在檢驗(yàn)工作開展期間，能夠在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中判定火源點(diǎn)，并通過大范圍的溫變跡象劃分壓力容器受火帶的層次，以便判定受火壓力容器使用的風(fēng)險(xiǎn)與材料損耗狀況，特別是常用的聚合物金屬氧化與剝落的問題，更需要被著重關(guān)注，由此判定是夠?yàn)楦邷鼗饒?chǎng)造成，以便更細(xì)致的把控受熱壓力容器的損傷狀況。

根據(jù)以往火場(chǎng)壓力容器受熱狀況可知，一個(gè)受熱壓力容器通常存在多個(gè)受熱帶，在損傷檢驗(yàn)期間，必須著重對(duì)受熱最集中的部位進(jìn)行分析，并將此部位的數(shù)據(jù)帶入安全評(píng)價(jià)體系內(nèi)，由此判定火源對(duì)壓力容器的實(shí)際影響，并判定壓力容器可持續(xù)利用與修補(bǔ)的可能性。

2. 檢驗(yàn)需注意事項(xiàng)

根據(jù)劃定的受熱帶與受熱損傷形式對(duì)每一個(gè)遭受火災(zāi)的壓力容器（元件）制定相應(yīng)的檢驗(yàn)方案。檢驗(yàn)方案應(yīng)考慮收集下列數(shù)據(jù)：①筒式容器的半徑和周長(zhǎng)變化、立式和臥式容器的外形尺寸、殼體和管段的直線度接管方位及其垂直度測(cè)量等。②壁厚測(cè)定。③母材和焊縫的硬度測(cè)定。④表面裂紋檢測(cè)（采用磁粉、滲透等方法）。⑤現(xiàn)場(chǎng)金相組織檢驗(yàn)。⑥已拆除元件試樣的力學(xué)性能測(cè)定。如相鄰的同材質(zhì)的管道構(gòu)架或已決定更換的受火設(shè)備等。⑦設(shè)備產(chǎn)生的熔化涂裝破壞、保溫條件以及圍欄結(jié)構(gòu)等相關(guān)的表面條件。

應(yīng)對(duì)遭受火災(zāi)的所有設(shè)備進(jìn)行硬度測(cè)定，以評(píng)估其火災(zāi)后的材料強(qiáng)度。為保證現(xiàn)場(chǎng)硬度測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)對(duì)測(cè)量區(qū)域的金屬表面進(jìn)行打磨，去除約0.5 mm的氧化皮及表面滲碳層和脫碳層。

硬度測(cè)定在評(píng)價(jià)碳鋼和低合金鋼抗拉強(qiáng)度方面很有幫助，對(duì)于其它材料性能如韌性和延性等的小范圍改變?cè)u(píng)價(jià)也有幫助，例如可對(duì)處于I級(jí)到IV級(jí)受熱帶區(qū)域的碳鋼壓力容器進(jìn)行硬度測(cè)定，并與暴露于更高溫度V級(jí)和IV級(jí)帶的硬度測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較。硬度測(cè)定有時(shí)可給出韌性損失的指示，但是由于硬度和韌性之間沒有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系，有時(shí)并不可靠。由低于極限溫度下限的溫度造成的材料軟化，通常引起材料韌性的變化很小。因此，對(duì)低于該極限的溫度通常不予考慮。相反，高于下限溫度的加熱引起的相變可顯著影響材料韌性。

三、受火壓力容器安全評(píng)定分析

1.? 火災(zāi)過程調(diào)查工作

在火場(chǎng)被撲滅后，首先要對(duì)火災(zāi)引發(fā)過程進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的燃燒狀況分析火源位置與設(shè)備恢復(fù)使用的可能性，在調(diào)查期間還需要確定壓力容器各元件承受溫度的極限數(shù)額，并收集燃料性質(zhì)與冷卻速度數(shù)據(jù)，以便為后續(xù)安全評(píng)定工作提供可參考的資料。

期間，在調(diào)查火災(zāi)狀況時(shí)，可從以下幾個(gè)方面開展：（1）找尋火災(zāi)設(shè)備位置的平面安裝圖紙;（2）找尋火源位置及事故風(fēng)向環(huán)境;（3）控制事故的水源情況與流向;（4）火災(zāi)持續(xù)時(shí)間;（5）火焰反應(yīng)物與壓力容器的兼容性;（6）壓力容器在事故期間的溫度與安全閥管理數(shù)據(jù)，以便為壓力容器安全評(píng)定工作開展提供全面的數(shù)據(jù)參考。

2.? 評(píng)定方法及原則

在安全評(píng)定工作開展期間，可分為三級(jí)評(píng)定。從評(píng)定流程來看，1級(jí)評(píng)定是對(duì)評(píng)定數(shù)據(jù)的篩選，以此確定壓力容器事故是否取決于受熱帶環(huán)境，由此審核設(shè)備的適用性，并對(duì)后續(xù)環(huán)境運(yùn)用有大概的研究方向。2級(jí)評(píng)定工作是對(duì)受火材料元件的強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估，確定火災(zāi)可能導(dǎo)致的裂痕與變形問題，由此判定元件的形變量數(shù)據(jù)，以便為后續(xù)壓力容器元件與材料的選擇提供體系化的評(píng)定基礎(chǔ)。3級(jí)評(píng)定是通過容器應(yīng)力環(huán)境與金相組織分析火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)措施，可通過取樣分析鞏固評(píng)定數(shù)據(jù)，并篩選出評(píng)定方法內(nèi)的保守量。

四、結(jié)語

受火壓力容器檢驗(yàn)與安全評(píng)定措施的有效落實(shí)，不但能夠?yàn)閴毫θ萜鞯目沙掷m(xù)利用提供更加全面的數(shù)據(jù)化參照，從而降低火場(chǎng)等環(huán)境中壓力容器的損耗概率，同時(shí)更能夠?qū)⒉牧嫌行Ю茫瑸楣I(yè)體系的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也避免了進(jìn)一步經(jīng)濟(jì)損害。故而，在論述受火壓力容器的檢驗(yàn)與安全評(píng)定期間，必須明確壓力容器金屬材料可能遭受的損害與潛在風(fēng)險(xiǎn)，在明確應(yīng)對(duì)措施并將其實(shí)踐后，才能為后續(xù)壓力容器的可持續(xù)利用提供保障。

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