首先,压力容器失效因素越来越多,应全面识别失效的相关因素。根据历年对压力容器事故的统计和分析,有一个最为重要的特点就是每起事故的原因各不相同,每一起事故都因新的情况而发生。比如前几年,快开门容器总是发生事故,于是对快开门容器进行了大力的整改,这有效遏制了快开门容器发生事故,但是最近快开门容器却又以令人难以想象的原因发生了事故。从这些事故中可以看出,影响容器失效的因素非常多,一不小心就会忽视这些危险因素,酿成事故,这就要求我们在检验中,务必全面识别各种危险因素。以往的检验只是关注主要受压元件失效所导致的容器的失效,然而,压力容器非受压元件的失效同样也会引起人员的伤亡,这不得不引起足够的重视。在新形势下,我们必须全面识别容器失效的所有相关因素。
其次,压力容器失效因素越来越复杂,应准确识别失效的相关因素。压力容器的结构、介质、材质越来越复杂,导致失效模式、损伤模式的识别也越来越困难。压力容器结构的大型化、复杂化,使得我们很难去识别容器的危险区域;新介质、多种介质的共存都使得损伤模式不再清晰可辨;新材质、新型复合板、新型衬里材质的运用,使得损伤模式的识别更加困难。在这种新形势下,我们必须结合容器的结构特点、材质、介质及工况环境,细致判断压力容器的失效和损伤模式,准确识别失效的相关因素。
压力容器的定期检验,目前面临的最为突出也是最难解决的问题就是检验的针对性问题,具体体现在宏观检查存在盲目性、测厚部位的选取不具代表性、无损检测方法和部位的选取存在随意性等方面。
宏观检查存在盲目性。对容器进行宏观检查时,不知道该看哪里,也不知道哪里最容易出问题,于是就随便看看完事,这使得很多缺陷被漏检,给压力容器的安全使用留下较大的安全隐患。
测厚部位的选取不具代表性。测厚的目的,一是判断容器是否存在腐蚀,二是判断容器的强度是否满足要求,所以测厚位置的选取必须有代表性,要选择容易减薄的位置,比如加工减薄位置、气液交界处、接管周围部位,等等。但在实际的检验工作中,由于各种各样的情况,很难判断出到底应该选取哪些部位进行测厚,有时候也可能很难发现容器最薄弱的位置。
无损检测方法和部位的选取存在随意性。主要体现在不能结合容器的失效模式、损伤模式选择合适的检测方法和合理的检测位置。不知道到底是该做超声检测,还是该做表面检测,也搞不清到底是该做对接焊缝,还是该做角焊缝。导致在检验的时候,随便选,随便做,一切凭感觉,使无损检测失去针对性。《固定式压力容器安全技术监察规程》关于无损检测只是给出了指导性的意见,并没有指出每一台容器到底该选用什么检测方法,也没指出到底该做哪一个焊缝、哪一个接管。在无损检测方法和位置的选择上,要求我们应结合容器的失效模式、损伤特点、工况环境,选择合适的检测手段和合理的检测位置。比如,对于一台介质有毒的氟化氢容器来说,应该优先选择表面检测,因为氟化氢容器的压力太低了,不太可能导致强度失效,应该更多考虑泄漏失效,所以要优先选择表面检测。对于无损检测的位置来说,是选择对接焊缝,还是选择角焊缝呢?应该优先选择角焊缝,因为角焊缝强度更低,且应力集中,更容易发生泄漏。
其实在实际的检验工作中,即使在停车开罐的情况下,也很难对容器内、外部进行无死角、全方位的宏观检查和无损检测。即使能做到,也不能保证每一名检验员都能发现容器可能存在的各种缺陷,特别是无损检测位置的选择全靠检验员的经验。有经验的检验员能在关键的部位发现压力容器存在的缺陷,而有的检验员在选择无损检测部位时,基本就是随意的、随机的,即使有缺陷,也很难被发现,这样就很难保证检验质量。由此可见,容器缺陷的检出在很大程度上受制于检验员的经验和责任心,这使得检验具有很大的主观性。
正是基于以上原因,压力容器定检必须创新检测手段,引入整体性检测手段,这种检测手段不受检验员能力和水平的影响,可客观、高效地对容器进行整体性的检测,可大致帮我们筛选出可能出现缺陷的位置,然后我们可以对这些可疑位置再进行精细化的宏观检查或者无损检测,从而避免缺陷的漏检,提高检验的客观性、针对性和安全性。
控制风险的主要手段有两个:一个是通过检验手段降低压力容器的失效概率;另一个是通过加强使用管理来降低压力容器的失效概率和减轻后果。以往的压力容器定期检验,只是注重通过检验手段来降低或者消除压力容器的失效风险,这种单一手段有时候往往很难有效降低压力容器的失效风险。从以往的特种设备事故统计中可以看出,造成压力容器失效的因素很多,既有压力容器本质安全所造成的失效,也有使用管理方面的因素。因此我们应该引入多种手段,从多个维度来切实降低压力容器的失效风险,确保企业的正常生产。在最极端的情况下,哪怕通过检验手段不能完全避免压力容器的失效风险,但是能够通过应急救援手段,来避免容器失效后造成大的人员伤亡和财产损失,在这种情况,即使压力容器失效了,风险也是可以被降低的。
在检验方面,可以通过新的检验理念、检测方法,来提高检验的针对性,避免缺陷的漏检。要不断更新检验理念,引入风险意识,以先进的理念来指导检验。要不断更新检测方法,引入整体性检测手段,比如磁记忆检测、声发射检测、应力测试(包括应力分析)、缺陷预判等检测新技术,来提高检验的针对性。
在使用管理方面,一是使用单位应做好应急预案,并定期进行演练,压力容器一旦发生失效,使用单位可以从容应对,确保能将压力容器失效所造成的后果降到最低。二是使用单位应根据压力容器的失效特点,可在现场设置应急救援设备。对于介质易燃、易爆的压力容器,现场设置高灵敏度的泄漏检测设备,确保能把失效容器内及泄漏的介质引导到安全区域。使用单位应定期对应急救援设施进行检查,确保其有效性。三是使用单位应该根据容器的失效特点,对容器进行有针对性的定期检查和维护。比如,对于以强度失效为主的容器,应对容器进行壁厚监测、腐蚀监测;对于以泄漏失效为主的容器,应定期对密封紧固件进行更换、对接管角焊缝及应力集中部位的焊缝进行检测,防止容器发生泄漏失效。