蒸压釜的定期检验

蒸压釜的定期检验
1.蒸压釜应用场合及工艺参数
蒸压釜是对加气混凝土、灰砂、粉煤灰等压制的承压砖或标砖进行蒸养的大型压力容器，砖体在釜内完成CaO-SiO2-H2O的化学反应。

同时也广泛用于其它需压力蒸养生产工艺过程的建筑材料制品的制造。

设计压力：0.8MPa～1.6MPa；
工作压力：0.6MPa～1.5MPa；
工作温度：200℃左右；
内径：1.6米～3.2米，长度：10米～30米；
容积：15立方～300立方；
介质：饱和蒸汽、冷凝水和硅酸盐制品；筒体材质一般为Q345R、Q245R。

2.蒸压釜的结构和特点
蒸压釜设计图
蒸压釜实物
型式：钢制卧式筒型
材料：碳钢
门盖：活动快开门结构
结构主体：由釜体装置、釜盖装置、摆动装置、手摇减速器、安全联锁装置、支座、保温层、密封装置、管道阀门仪表等组成。

附属部分包括排污装置和电控装置等。

釜体装置：主要由筒体和釜体法兰焊接而成。

沿法兰圆周均布的齿与相应的釜盖法兰均布的齿相啮合。

釜内底部铺设轨道，可行走或停放蒸养小车；釜体外侧布置各种管座和接管，供进、排蒸汽，排放冷凝水和安装各种仪表、阀门，蒸汽从进汽口进入后沿分配管分配到釜内。

釜盖装置：主要由釜盖法兰、伞齿板、封头焊接而成，通过吊柄和短轴将釜盖悬吊于釜体端部，并能自由回转。

通过沿法兰周围均布的齿与釜体法兰的齿相啮合，起关闭蒸压釜的作用。

支座：用作支承釜体，由中间支座、活动支座和端部支座等组成。

除中间支座固定外，其余支座借助滚柱，均可沿釜体轴向移动，适应釜体热胀冷缩的需要。

安全联锁装置：由控制柜、压力控制器或电接点压力表、釜门锁紧装置等组成，有的还配有压力报警装置。

具体详见快开门式压力容器及安全联锁功能专题分析。

主要特点：
1）快开端盖结构的特殊性；
2）承受交变载荷；
3）设置有安全联锁装置；
4）饱和蒸汽环境影响
1）快开端盖结构的特殊性
●套用国外结构，型式多且乱；
●早期存在的问题：
a：釜体法兰与筒体的连接以及釜盖法兰与封头连接采用不合理的角接甚至搭接结构；
b：釜齿采用焊接方法制作；
c：釜盖法兰与封头材质含碳量过高
2）承受交变载荷
●操作过程中周期性循环：升温升压、降温降压；
●有可能在结构不连续部位产生疲劳破坏。

3）设置有安全联锁装置
作用：控制端盖开闭动作
a：使之在端盖未完全闭合前，容器不能升压，
b：在容器内压力未完全泄放时，端盖不能打开（锁紧装置不能松开）。

4）饱和蒸汽环境影响
蒸压釜工作介质为饱和蒸汽，在内部蒸汽排管的蒸汽冲蚀下会造成筒体气蚀减薄，同时蒸压釜内介质多含碱性，在拉应力下内壁可能产生应力腐蚀裂纹。

此外在操作过程中，由于釜体顶部和底部之间存在一定的温度差（特别是升压升温阶段有时可达100℃）而产生温差应力。

3.损伤模式及易发生部位
3.1裂纹
（1）釜体法兰与釜体、釜盖法兰与釜盖的连接焊缝较易产生裂纹（异种钢焊接+低应力疲劳）；
（2）固定支座护板与釜体连接部位易产生裂纹；
（3）活动支座与釜体连接部位易产生裂纹；
（4）蒸压釜现场组焊的环焊缝易产生疲劳裂纹；
（5）蒸压釜内蒸养车用钢轨与釜体的连接部位易产生裂纹；
（6）蒸压釜筒体焊缝部位在介质和拉应力作用下可能产生应力腐蚀裂纹。

3.2 腐蚀
原因：受到冷凝水、污泥、从混凝土制品中逸出的有害气体混合物的联合作用，极易因腐蚀和磨损减薄而造成强度削弱；
部位：釜体底部60°范围内，导轨处严重。

3.3 变形
原因：工作过程中产生的温差应力造成；
部位：
a.釜体法兰失圆和釜体法兰密封面变形；
b.釜体中部向上拱曲。

3.4 安全联锁装置失效
在设计制造、安装、使用等各环节均可能发生，详见专题分析。

4.检验方法和重点检验部位
检验方案制订原则：可能发生的损伤模式及易发生部位。

4.1检验前的准备
检验前应切断蒸气进气管路（关闭气阀，加盲板），待釜内温度降至室温后，清除釜内积水和异物。

打开釜盖，釜内布置好照明装置。

外部保温根据检验需要拆除。

4.2 资料审查
审查内容包括：设计、制造文件，安装、运行记录，检验记录等。

重点审查釜的结构特点，釜盖、釜端法兰与主体材质、设计技术条件，使用和定期检验情况。

应注意选材不当的情况，如釜体采用35#铸钢或者釜端、釜盖法兰采用35#锻件等。

4.3 宏观检验
（1）结构检查，重点检查釜齿的结构是否存在钢板拼焊；检查釜盖法兰与封头，釜体法兰与筒体的连接形式。

合理结构
不合理结构
（2）逐个检查釜齿是否存在挤伤与根部裂纹（必要时进行表面探伤）。

（3）内表面宏观检验。

重点检查部位包括釜盖法兰与封头，釜体法兰与筒体连接的环焊缝，筒体对接焊缝及角焊缝部位。

应注意检查釜内下部60°范围的焊缝尤其是釜底两轨间的环缝，釜底的积液或杂物需要清理干净。

（是否存在裂纹、腐蚀、鼓包）
（4）检查吊装吊卡是否去除，与釜体母材焊接处有无损伤。

检查釜内是否存在因进釜撞击、釜车导轨、模板不正而造成的釜体碰伤、刮伤等缺陷。

（5）变形检查，重点检查釜体法兰失圆和釜体法兰密封面变形及釜体中部变形。

可拉线检查釜体是否有“香蕉变形”。

（6）支座部位检查，检查基础有无下沉；活动支座有无卡住，支座与腹板间隙是否过大。

检查活动、固定支座护板部位是否存在撕裂等情况。

（7）检查釜内轨道托座与釜体母材焊接是否出现撕裂现象。

（8）检查冷凝水排放装置是否正常，检查排水阀及排水管线是否正常。

（9）检查釜外壁保温层有否脱落，有否蒸气泄漏痕迹。

（10）检查釜盖悬挂装置、手摇减速器是否动作灵活；检查所有紧固件有无松动等。

4.4 壁厚测定
对组成筒体和封头的每张钢板应进行定点测厚，数量应尽可能满足检验要求；
重点检验：底部介质浸没部分、物料进出口、流动转向等易受腐蚀、冲蚀的部位。

对发现腐蚀、磨损等缺陷部位应仔细测定壁厚，最小厚度如小于设计允许的最小壁厚时，应重新进行强度校核并提出是否能继续使用及允许的最高工作压力。

4.5 无损检测
重点对内壁焊缝部位进行无损检测，必要时可进行外表面焊缝无损检测抽查，采用的无损检测方法主要有磁粉检测、渗透检测（一般对接管角焊缝或返修时采用）、超声波或射线检测。

黑磁粉比例：内壁对接焊缝一般进行不少于20%的抽查，对可检部位接管角焊缝及怀疑部位进行100%检测。

必要时可采用荧光磁粉。

磁粉重点检测：釜盖法兰与封头，釜端法兰与筒体连接的环焊缝，支座与釜体连接部位的内外表面，釜盖封头拼缝，釜端两头环焊缝及与此焊缝相连的纵焊缝（T字区）；釜底两轨间以及各外延200mm的环焊缝；釜体内角焊缝及釜盖外角焊缝；以前发现过缺陷或经过堆焊等维修的部位；其它抽查部位（如吊装吊卡去除后，母材可能发生应力腐蚀部位）；硬度抽查偏高部位等。

超声波或射线重点检测部位：位于蒸压釜中部的现场组焊环焊缝、釜端法兰与筒体连接的环焊缝及与此焊缝相连的纵缝（T字区）、磁粉检测发现裂纹的部位以及可疑部位。

4.6 安全联锁装置及其它安全附件检查
a.安全连锁装置应满足《固容规》第3.2.16条规定；
b.检查压力表，安全阀的规格、型号是否符合要求，是否按期检定、校验。

4.7 不合格判定
如发现以下情况时，该蒸压釜评定为5级，应立即停止使用。

（1）釜齿采用钢板拼焊且难于保证安全使用的；
（2）釜体法兰与筒体，釜盖法兰与封头的连接焊缝有裂纹且无法修复的；
（3）筒体壁厚不能满足强度要求且无修复价值的；
（4）如铸钢法兰的齿部或密封平面因铸造缺陷（空洞、疏松）而无法保证强度要求和密封性能，且无法修复的。

（5）对安全联锁装置不符合要求的。

5.典型案例及处理意见
蒸压釜导轨垫板下部筒体腐蚀
（1）设备概况
筒体材质16MnR 筒体厚度16mm
封头材质16MnR 封头厚度16mm
设计压力 1.4MPa 设计温度198.3℃
工作压力 1.3MPa 工作温度195℃
腐蚀裕度 4.0mm 工作介质饱和水蒸汽/冷凝水（2）缺陷情况
宏观检查发现被轨道垫板覆盖的筒体内表面存在严重腐蚀。

后对该台蒸压釜所有导轨垫板进行拆除，发现所有垫板覆盖的筒体内表面均存在腐蚀凹坑，部分腐蚀凹坑深度达10mm。

（3）原因分析
a.氧浓差腐蚀：每次停釜时间较长，停釜后釜门处于开启状态，且垫板下部堆积着大量粉煤灰，加之腐蚀产物和积水、潮湿环境的存在，则为氧浓差腐蚀创造了条件。

导轨垫板下面的金属供氧困难，此处金属电位相应降低，电子向未被粉煤灰覆盖处转移而成为阳极，未被粉煤灰覆盖的金属表面氧浓度大，该区域夺得电子，发生还原反应，成为阴极。

因此，在沉积物下面的金属发生腐蚀，形成蚀坑。

b.砖坯是由Ca（OH）2 、SiO2 等物质搅拌后，在压力作用下成型，进入蒸压釜后，用蒸汽进行湿热处理。

在升温恒温期间，因砖坯吸收了蒸汽中的热量而产生冷凝水积存在釜内。

由于釜体导轨垫板结构原因，冷凝水无法排尽，部分积存在垫板下部。

在高温高压下，由于蒸压釜内冷凝水含有已溶解的Ca （OH）2和其他物质，加之蚀坑内由于高温导致碱浓缩，使得垫板下部的金属产生较强烈的电化学腐蚀—碱腐蚀。

c.釜底金属受腐蚀形成蚀坑后，运行时在釜底冷凝水排放不好的情况下，由于釜体上下部会产生很大的温差应力，使釜底材料受很大的内应力，釜底蚀坑缺陷产生缺口效应，导致局部应力集中。

而应力集中部位又是电化学腐蚀的阳极，此又成为腐蚀加剧的因素之一。

综上：根据凹坑形貌及产生部位分析，腐蚀的原因是由氧浓差腐蚀、碱腐蚀等因素的共同作用所致。

（4）处理
消除所有缺陷，并进行无损检测，因补焊深度超过1/2壁厚，还应进行耐压试验。