王軍

（紹興市特種設(shè)備檢測(cè)院，浙江 紹興 312071）

2020年9月24日,濟(jì)南三合建園建筑材料有限公司發(fā)生蒸壓釜爆炸事故,造成5人受傷,其中2人經(jīng)搶救無(wú)效死亡；同年9月28日，新疆巴州庫(kù)爾勒市新疆昆侖工程輪胎有限公司發(fā)生一起快開門壓力容器爆炸事故，造成7人死亡、4人輕傷；2020年9月30日，市場(chǎng)監(jiān)管總局印發(fā)《關(guān)于開展快開門式壓力容器專項(xiàng)隱患排查治理的通知》，各地區(qū)結(jié)合實(shí)際開展了快開門壓力容器的“回頭看”專項(xiàng)檢查回訪。2021年6月1日，市場(chǎng)監(jiān)管總局特種設(shè)備局向各地發(fā)出《關(guān)于印發(fā)快開門式壓力容器“安全聯(lián)鎖裝置隱患典型案例”的函》，對(duì)快開門聯(lián)鎖保護(hù)裝置的整治要求再次提高。作為一類事故不斷的壓力容器，快開門式壓力容器的安全再次成為安全工作的焦點(diǎn)。通過對(duì)事故原因的梳理，安全聯(lián)鎖保護(hù)裝置的失效無(wú)一例外地成為事故的主要原因，如何確認(rèn)關(guān)鍵功能的有效性成為一個(gè)不可忽視的問題。

1 聯(lián)鎖保護(hù)功能的定義分析

參考GB 4943.1-2011《信息技術(shù)設(shè)備安全第1部分 通用要求》中的術(shù)語(yǔ)與定義，安全聯(lián)鎖裝置是在危險(xiǎn)排除前能阻止接觸危險(xiǎn)區(qū)，或者一旦接觸時(shí)能自動(dòng)排除危險(xiǎn)狀態(tài)的一種裝置。顧名思義，這種裝置的存在是為了避免潛在危險(xiǎn)的發(fā)生，或者消除危險(xiǎn)的發(fā)生。從相互關(guān)系上講，安全是裝置設(shè)置的目的；裝置是實(shí)現(xiàn)這種安全的機(jī)構(gòu)，它可以是一個(gè)組合體，也可以是一系列相互關(guān)聯(lián)的設(shè)備設(shè)施；聯(lián)鎖則是工作方式，聯(lián)動(dòng)控制鎖的開合，這也是作為這個(gè)裝置符不符合要求的基本判定標(biāo)準(zhǔn)。

2 快開門式壓力容器的現(xiàn)狀

從定義上講，快開門式壓力容器，從專業(yè)屬于上講是端蓋或者封頭的快速開合，為物料提供了快速整體進(jìn)出的通道，通俗講，即帶活動(dòng)門的壓力容器，節(jié)省其他打開方式的煩瑣，大大提高效率小型的如消毒柜、大型的如蒸壓釜以及醫(yī)用氧艙。但是作為壓力容器，危險(xiǎn)性本身就存在，快開門的設(shè)置實(shí)際上形成了一個(gè)潛在的固定的壓力泄放口，絕大多數(shù)事故的發(fā)生的位置和產(chǎn)生的后果，都與此“門”的開關(guān)過程相關(guān)，因此快開門開合的安全是保證此類設(shè)備的關(guān)鍵所在。

從檢驗(yàn)上講，聯(lián)鎖保護(hù)功能的校驗(yàn)驗(yàn)證責(zé)任單位經(jīng)過了兩次變動(dòng)，由檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)到使用單位、到再次由檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)與企業(yè)自檢相結(jié)合，責(zé)任的變遷仍然無(wú)法杜絕事故的發(fā)生，快開門聯(lián)鎖功能失效成為一個(gè)頑疾，同時(shí)也凸顯了聯(lián)鎖保護(hù)功能檢驗(yàn)的困境。目前，根據(jù)TSG 21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的檢驗(yàn)要求，作為安全附件檢驗(yàn)的項(xiàng)目之一，需要檢驗(yàn)員確認(rèn)判斷其與設(shè)計(jì)文件規(guī)定的使用技術(shù)要求是否相符，這個(gè)要求的執(zhí)行存在一定的難度，容易造成設(shè)計(jì)存在缺陷的快開門聯(lián)鎖裝置誤判合格。

從使用管理上講，聯(lián)鎖保護(hù)裝置型式多樣，很多新申請(qǐng)專利的結(jié)構(gòu)型式得到了應(yīng)用，但是，容器安裝維護(hù)調(diào)試中，使用單位往往僅關(guān)注容器的正常使用，對(duì)快開門聯(lián)鎖裝置的操作一知半解，維護(hù)保養(yǎng)工作不到位，甚至很多出于對(duì)保護(hù)裝置對(duì)生產(chǎn)效率的影響，人為改造，造成快開門聯(lián)鎖裝置帶病運(yùn)行乃至形同虛設(shè)，埋下事故隱患。同時(shí)，制造出廠資料中未明確裝置的檢驗(yàn)要求，也造成使用單位無(wú)法執(zhí)行，造成維護(hù)保養(yǎng)形同虛設(shè)。

3 聯(lián)鎖保護(hù)功能的過程分析

快開門式壓力容器廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、衛(wèi)生、建筑材料、紗線染色等行業(yè)，典型的設(shè)備有蒸壓釜、染紗鍋、消毒滅菌鍋，硫化罐等。常見快開門容器基本情況如表1。

表1 常見快開門容器基本情況

快開門式壓力容器應(yīng)當(dāng)具有滿足以下要求的安全聯(lián)鎖功能：（1）當(dāng)快開門達(dá)到預(yù)定關(guān)閉部位，方能升壓運(yùn)行；（2）當(dāng)壓力容器內(nèi)部壓力內(nèi)部壓力完全釋放，方能打開快開門。結(jié)合這個(gè)要求，以蒸壓釜為例，我們分析整個(gè)聯(lián)鎖保護(hù)裝置的工作過程。蒸壓釜部分重要部件示意圖如圖1。

3.1 關(guān)門進(jìn)氣過程分析

圖1 蒸壓釜部分重要部件示意圖

釜蓋閉合，減速器啟動(dòng)，嚙合齒關(guān)閉至相互重合位置，控制系統(tǒng)判定為關(guān)閉到位，處于未鎖緊狀態(tài)；手柄搖起，嚙合板嚙合，連桿上的凸輪裝置壓緊行程開關(guān)，同時(shí)，連桿帶動(dòng)球閥關(guān)閉排氣球閥，在這個(gè)狀態(tài)下，控制面板顯示鎖緊狀態(tài)，減速器鎖死，可以啟動(dòng)進(jìn)氣程序。

這個(gè)過程的關(guān)鍵就是連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)影響4個(gè)動(dòng)作：

（1）擋板與釜蓋上的限位板嚙合，作為直觀判定關(guān)閉到位的依據(jù)。

（2）行程開關(guān)受到了釜蓋關(guān)閉到位的信號(hào)，作為控制系統(tǒng)自動(dòng)判定釜蓋關(guān)閉到位的依據(jù)。

（3）蒸汽控制閥可以開啟，也就是“解鎖”了進(jìn)氣通道，這個(gè)閥門應(yīng)當(dāng)是不受人為控制的，作為聯(lián)鎖的依據(jù)。

（4）排氣閥關(guān)閉，蒸汽不會(huì)泄漏出去，作為判定進(jìn)入工作狀態(tài)的依據(jù)。這個(gè)過程中，關(guān)鍵的聯(lián)動(dòng)發(fā)生在凸輪連桿系統(tǒng)，直接鎖死減速器，門被間接鎖死；同時(shí)，關(guān)閉信號(hào)回到控制箱，激活了蒸汽進(jìn)氣信號(hào)。從信號(hào)上講，就是位置信號(hào)激活開關(guān)信號(hào)，門不可開，蒸汽可進(jìn)。

3.2 釜蓋開啟分析

壓力傳感系統(tǒng)測(cè)的余壓信號(hào)顯示為零（近似為零），系統(tǒng)判定為可開鎖狀態(tài)，連桿上的凸輪裝置嚙合脫離，行程開關(guān)松開，球閥打開排余汽，減速器解鎖，釜蓋可開啟。

這個(gè)過程的關(guān)鍵就是壓力信號(hào)對(duì)兩個(gè)動(dòng)作的影響：（1）余壓信號(hào)作為控制系統(tǒng)判定減速器可以解鎖的依據(jù)。（2）轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，行程開關(guān)判定是否示警的判定依據(jù)，這個(gè)示警作用對(duì)大型快開門容器的安全還是一定的作用。（3）解鎖的連桿帶動(dòng)排氣閥門開啟，進(jìn)一步排放微小余壓，作為釜門安全開啟前的直觀依據(jù)。這個(gè)過程的關(guān)鍵就是余壓信號(hào)的測(cè)定和傳遞，必須保證開門前壓力的泄放到位。開關(guān)操作過程，從信號(hào)上講，就是壓力信號(hào)激活開關(guān)信號(hào)，蒸汽已卸，門可開啟。

4 功能檢驗(yàn)

對(duì)其功能實(shí)現(xiàn)的分析，可以更好地協(xié)助我們?cè)跈z驗(yàn)中對(duì)安全聯(lián)鎖功能進(jìn)行分析，主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

4.1 資料審查

快開門式壓力容器尤其是大型快開門式容器，應(yīng)當(dāng)附帶完整的裝置使用說(shuō)明書，對(duì)聯(lián)鎖裝置的維護(hù)保養(yǎng)，尤其是裝置中所含傳感器、儀表的計(jì)量等作出一個(gè)規(guī)定。

4.2 完整性檢驗(yàn)

根據(jù)出廠資料，查看部件系統(tǒng)圖及配件圖，重點(diǎn)查看信號(hào)系統(tǒng)連線的完好性，控制箱的投用，行程開關(guān)、傳感器、凸輪連桿結(jié)構(gòu)部件齊全，減速箱的電磁鐵，測(cè)量?jī)x表檢驗(yàn)合格可用。

4.3 可用性檢驗(yàn)

主要通過試驗(yàn)和對(duì)比查看常壓下的壓力傳感信號(hào)，對(duì)比壓力狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，凸輪連桿與行程開關(guān)、蒸汽球閥之間的同步轉(zhuǎn)動(dòng)，減速器的常壓鎖緊試驗(yàn)。重點(diǎn)測(cè)試聯(lián)鎖性能，特別是凸輪與行程開關(guān)壓緊狀態(tài)下對(duì)減速器行程的鎖緊聯(lián)動(dòng)、未關(guān)門狀態(tài)下的蒸汽進(jìn)氣試驗(yàn)、開門前的解鎖試驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

無(wú)論哪種快開門式壓力容器，符合《固容規(guī)》的要求都是必須的?？扉_門式壓力容器的聯(lián)鎖保護(hù)功能，都應(yīng)當(dāng)能夠從工作過程中得到切實(shí)的執(zhí)行，在檢查和檢驗(yàn)中得到驗(yàn)證和確認(rèn)。從聯(lián)鎖保護(hù)功能的本義出發(fā)，在設(shè)計(jì)、使用、檢驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)做好裝置的維護(hù)、保養(yǎng)、測(cè)試、檢驗(yàn)，才能在保證安全的前提下，更好地發(fā)揮快開門式壓力容器的作用。