繆 瑋* 李 陳 王 維
(江蘇省特種設備安全監(jiān)督檢驗研究院)
爆破片裝置是常用于化工企業(yè)內(nèi)壓力容器、壓力管道的超壓泄放裝置。其主要作用是當承壓設備超壓時迅速泄壓,避免承壓設備內(nèi)壓力過高。在使用過程中,爆破片的性能會因溫度、壓力等因素發(fā)生改變,因此需要定期對爆破片進行檢查和更換。如果使用單位對爆破片的檢查和更換周期判定不當,會給設備運行帶來安全隱患。本文結(jié)合相關法規(guī)和標準,對爆破片的檢查和更換周期進行了簡要闡述。
根據(jù)TSG ZF003—2018《爆破片裝置安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[1]中B4.1.1 條,爆破片裝置適用于如下場合:(1)壓力容器或管道內(nèi)的工作介質(zhì)具有黏性或易于結(jié)晶、聚合,容易將安全閥閥瓣和底座黏住或堵塞安全閥的場所(2)設備操作異常時,壓力增加速度過快,安全閥不能適用的;(3)設備運行中不允許介質(zhì)有任何微量泄漏的(主要是壓力容器或管道內(nèi)的工作介質(zhì)為劇毒氣體或昂貴氣體,用安全可能會存在泄漏導致環(huán)境污染和浪費的場所);(4)介質(zhì)腐蝕性較強的。
爆破片主要的失效形式包括:(1)在低于設定的爆破壓力下,爆破片提前爆破;(2)在超過設定的爆破壓力時,爆破片未能爆破;(3)在設定的爆破壓力下,爆破片爆破,但爆破片開裂形態(tài)未能達到要求[2]。
在壓力波動、溫度波動、振動或者大氣腐蝕等因素的作用下,爆破片的性能會發(fā)生變化,運行一段時間后,甚至可能會失效。因此,爆破片需要定期更換,確保其在標定的爆破壓力值范圍內(nèi)爆破,避免因爆破片失效導致介質(zhì)泄漏或者容器超壓。
為了避免爆破片裝置失效,使用單位應當嚴格執(zhí)行爆破片裝置定期檢查制度。TSG ZF003—2018 規(guī)程規(guī)定,爆破片的定期檢查周期可由使用單位視情況而定,但定期檢查的周期最長不能超過一年。
TSG ZF003—2018 規(guī)程中B6.2 條對定期檢查的項目進行了明確規(guī)定:(1)檢查爆破片裝置安裝方向是否正確,核實銘牌上的爆破壓力和爆破溫度是否符合運行要求;(2)檢查爆破片外表面有無損傷和腐蝕情況,是否有明顯變形,有無異物黏附,有無泄漏等;(3)爆破片裝置與安全閥串聯(lián)使用時,檢查爆破片裝置與安全閥之間的壓力指示裝置,確認爆破片裝置、安全閥是否泄漏;(4)檢查排放接管是否暢通,是否有嚴重腐蝕,支撐是否牢固;(5)帶刀架的夾持器,檢查其刀片(如有可能)是否有損傷缺口或者刀口變鈍;(6)如果在爆破片裝置與設備之間安裝有截止閥,檢查截止閥是否處于全開狀態(tài)鉛封是否完好。
根據(jù)以上6 個檢驗項目,提出了如下建議。
(1)安裝方向檢查
GB 567.1—2012《爆破片安全裝置》標準規(guī)定,爆破片采用金屬銘牌時,其銘牌正面應朝向泄壓側(cè)。因此,定期檢查時,可以此為依據(jù),判斷檢查爆破片裝置的安裝方向是否正確。
(2)爆破片外表面情況檢查
部分爆破片后接的排放管較長,拆卸排放管也較繁瑣,建議使用內(nèi)窺鏡進行檢查,減少工作量。部分爆破片的泄壓方向向下,可以使用內(nèi)窺鏡或者鏡子進行檢查,這樣可以避免檢查死角,并提高檢查效率。
(3)爆破片裝置與安全閥串聯(lián)使用時壓力指示裝置的檢查
正常情況下壓力指示裝置數(shù)值應為0,若壓力指示裝置的數(shù)值不為0,應檢查爆破片裝置或者安全閥是否有泄漏。
(4)排放管及支撐的檢查
某些爆破片后接的排放管較長,可使用內(nèi)窺鏡對排放管進行檢查,確認管內(nèi)暢通情況及腐蝕情況,閥門支撐是否牢靠,是否出現(xiàn)了腐蝕、傾斜等狀況。若閥門不滿足要求,應立即處理。
(5)帶刀架夾持器刀片的檢查
帶刀架的夾持器主要用于反拱型爆破片,該類型的爆破片是靠爆破片與刀片的沖撞被切開的,因此刀片的鋒利程度決定了該類型的爆破片是否有效。
(6)爆破片與設備間的截止閥檢查
若爆破片與截止閥之間的閥門不是是全開狀態(tài),勢必導致爆破片流通面積變小,影響爆破片正常排放。若其處于關閉狀態(tài),爆破片更不能正常工作,因此,爆破片與設備間截止閥的檢查必不可少。
TSG ZF003—2018 規(guī)程B6.3.1 條中規(guī)定,爆破片出現(xiàn)以下幾種情況時應當立即更換:(1)存在B6.2條中(1)~(3)所述問題;(2)設備運行中出現(xiàn)超過最小爆破壓力而未爆破;(3)設備運行中出現(xiàn)使用溫度超過爆破片裝置材料允許使用溫度范圍;(4)設備檢修中拆卸;(5)設備長時間停工后(超過6 個月),再次投入使用。
使用單位平時檢查時對規(guī)定中(1)~(2)項的檢查較重視,而對(3)~(5)項的檢查較容易忽視,下面就(3)~(5)項的更換原因進行說明。
2.3.1 超溫更換原因
許多企業(yè)較重視對容器壓力的檢查,而忽視了超溫情況對爆破片的影響,超溫也會導致爆破片的形狀發(fā)生變化甚至材料的金相組織發(fā)生變化,進而導致爆破片失效。因此,在對爆破片進行定期檢查時,不僅要確認安裝爆破片的容器是否有超壓的情況,還要確認該容器是否有超溫情況。
2.3.2 拆卸更換原因
化工企業(yè)常采用連續(xù)性生產(chǎn),往往一年甚至是幾年才進行一次大檢修,檢修的工期也較為緊迫。由于檢修人員疏忽等原因,檢修拆卸時很有可能造成爆破片被磕碰或者損傷,而安裝時可能仍將原來的爆破片安裝到容器上。因此,在定期檢查時應確認檢修時爆破片是否被拆卸過,如果拆卸過則應進行更換。
2.3.3 長時間停工更換原因
化工企業(yè)常會根據(jù)市場行情來確定生產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)量,若產(chǎn)品行情不好,可能會停用某一生產(chǎn)線;而產(chǎn)品行情好轉(zhuǎn)時,企業(yè)急于生產(chǎn),可能會忽略對停工超過6 個月的爆破片進行更換。這類爆破片可能由于腐蝕或泄壓側(cè)未能有效防護等原因而失效。因此,停工超過6 個月設備上的爆破片復工前應進行更換。
TSG ZF003—2018 規(guī)程中B6.3.2 條規(guī)定,爆破片更換時,應當對夾持器進行相應的清洗和檢查,如果存在以下情況,應當將夾持器送交原制造單位進行維修或者報廢處理:(1)夾持器出現(xiàn)變形、裂紋或者有較大面積腐蝕;(2)夾持器密封面損壞;(3)帶刀架夾持器的刀片損傷或者變鈍;(4)存在其他影響爆破片正常安裝或者正常工作的問題。
爆破片裝置包括爆破片和夾持器,規(guī)程中對二者的更換情況分別進行了闡述。TSG ZF003—2018 規(guī)程中B6.3.1 條規(guī)定:爆破片更換周期應當根據(jù)設備使用條件、介質(zhì)性質(zhì)等具體影響因素,或者設計預期使用年限合理確定,一般情況下爆破片裝置的更換周期為2~3 年。在腐蝕性、毒性介質(zhì)以及苛刻條件下使用的爆破片裝置應當適應縮短更換周期。夾持器的更換要求可見本文第2.4 章節(jié)。
TSG ZF003—2018 規(guī)程規(guī)定,設備正常使用時,爆破片的更換周期為2~3 年。使用單位常將更換周期定為3 年,從而降低成本。但爆破片的更換周期應從爆破片實際使用情況出發(fā)。例如多次在日常檢查或者定期檢查中發(fā)現(xiàn)問題,并且為TSG ZF003—2018規(guī)程B6.3.1 條中應當立即更換的情況,則應在統(tǒng)計更換原因后,排除不正確安裝 、錯誤扭矩和機械損傷等偶然因素,以歷次更換的最短周期為基準,結(jié)合定期檢查的情況來確定爆破片的更換周期,從而降低事故風險。
GB 567.2—2012 附錄D 中明確了爆破片裝置更換周期的目的、影響爆破片更換周期的因素以及確定爆破片更換周期的方法,其中D2.2 條為“爆破片投入使用之前應確定其適當?shù)母鼡Q周期。這一周期可基于可靠的工作經(jīng)驗而加以延長或在經(jīng)驗證明不可靠的場合而加以縮短?!边@也給了企業(yè)一定的自主性,但筆者認為爆破片的更換周期不宜大于3 年,因為爆破片多用于壓力快速增大的場合,一旦因為延長更換周期而引起不必要的爆破,勢必會對企業(yè)的生產(chǎn)造成巨大影響,甚至帶來不必要的損失。
TSG ZF003—2018 規(guī)程中對更換周期確定的影響因素敘述較為概括,而GB 567.2—2012 標準對其敘述較為明確。因此,企業(yè)應在充分了解爆破片使用狀況的條件下,綜合參考規(guī)程和標準,合理確定爆破片的更換周期和定期檢查周期。但也必須明確,規(guī)程中要求爆破片裝置的定期檢查周期最長不超過1 年,一般爆破片裝置的更換周期為2~3 年。如需延長更換周期,必須有可靠的工程經(jīng)驗和制造單位的檢查和測試作為技術(shù)支持,從而保證承壓設備安全運行。