摘要：随着《固定式压力容器安全技术监察规程》（ＴＳＧ２１２０１６）的执行和集快开门压力容器的研发、制造及技术服务于一体的专业化生产企业的迅速发展，快开门式压力容器安全联锁装置的功能发生重大的变化，我国快开门式压力容器得到了更为广泛的应用。同时也意味着在实际的使用过程对快开门式压力容器的安全使用管理以及全面检验提出了更高的要求，通过检验判定快开门安全联锁装置安全性和可靠性，能有效的预防和减少因快开门式压力容器安全联锁装置失效而可能引起的事故隐患，保证企业安全生产。
关键词：快开门式压力容器；安全联锁装置
1快开门式压力容器概述
1.1快开门式压力容器的特点
快开门式压力容器大多属于中、低压容器，其最明显的特征就是采用快速开关盖装置。
（1）特殊性我国的快开门式压力容器至今没有设计规范标准，快开端盖套用国外结构，型式多且乱，问题较多。
（2）承受交变载荷随着操作过程中升温升压、降温降压的周期性循环，快开门式压力容器承受着交变载荷的作用，有可能在局部结构不连续处产生疲劳裂纹，甚至造成疲劳破坏。
（3）设置安全联锁装置快开门式压力容器开关盖频繁，
在容器泄压未尽前打开端盖以及端盖未完全闭合就升压，是快开门式压力容器爆炸的主要原因之一。因此必须做到快开门达到预定关闭部位方可升压运行及压力容器内部压力完全释放，安全联锁脱开后方可打开快开门。
1.2安全联锁装置的结构类型
快开门式压力容器具有开启灵活、快速的特点，快开门式压力容器广泛的应用于化工、建材、视频、纺织、航天、医疗、造纸的工业领域。目前，市场上比较常见的快开门式压力容器主要有以下几类：
（1）卡箍连接结构卡箍内面有两个锥面分别与顶盖和筒体端部法兰的锥面相接触，承担由顶盖传递过来的轴向力。通过逐个拧紧和松开连接螺栓实现容器的开关，但容器启闭时间较长，难以达到快开的要求，主要用于染色机等；
（2）齿啮式快开装置顶盖法兰和端部法兰在圆周方向加工出均布的齿，通过将顶盖法兰旋转某一角度，可实现顶盖法兰齿和端部法兰齿之间的啮合和错开，从而达到快速开关盖的目的，在大型蒸压釜得到广泛应用；
（3）压紧式快开装置压紧式结构主要是利用活节螺栓、旋柄、手轮、凸轮等快速拧紧或松开门盖来达到快开的目的，一般采用强制式密封结构，即通过活节螺栓、旋柄的拧紧或凸轮的压紧来达到预密封，主要应用于灭菌器；
（4）剖分环式快开装置剖分式快开结构的特点是由剖分环承受内压产生的轴向力，采用全自动紧式密封结构，通过张开和收拢剖分环实现快开，该结构可用于压力很高的场合。
1.3安全联锁装置的型式类型
根据引起安全联锁装置动作的动力源可分为直接作用式安全联锁装置、间接式安全联锁装置、组合式安全联锁装置。
2 安全联锁装置的可靠性分析
2.1快开门式压力容器失效原因
结合全国快开门式压力容器的发展现状及日常快开门式压力容器的检验检测技术，通过对全国范围内快开门式压力容器的事故案例进行研究汇总，自2005年到2013年间全国共发生快开门式压力容器爆炸事故26起，汇总研究这些事故案例，可以总结发现快开门式压力容器失效原因主要有以下几点：
（1）安全联锁装置失效。安全联锁装置作用不灵敏或不起作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆安全联锁装置除安全销以外，均由电子元件控制，而电子元件多为廉价产品，加上工作环境温度高导致电子元件易失效。当快开门式压力容器使用单位在安全联锁装置相关电子元件失效时，个别使用单位不能实现及时维修更换，为保证生产效益，在安全联锁装置失效的情况下仍然继续生产，更甚者个别使用单位擅自拆除安全联锁装置采用人工操作的方法继续使用快开门式压力容器，而此时容器在使用中的安全隐患大大升高，很容易产生爆炸事故。
（2）操作失误。个别使用单位对设备缺乏有效的管理、不重视快开门式压力容器安全连锁装置的作用，对特种设备作业人员的培训管理不到位，操作人员缺乏专业知识，技术生疏，安全意识淡薄，未严格执行操作规程、操作失误。
（3）结构原因。由于快开门式压力容器在使用过程中上下部存在温度差，易引起温差应力，另外快开门式压力容器承受着交变载荷的作用，有可能在局部结构不连续处产生疲劳裂纹，甚至造成疲劳破坏。
（4）检验原因。制造过程监督检验不到位或控制不严，使安全联锁功能不合格或不全的快开门式压力容器出厂。定期检验时，检验人员把关不严或不能及时发现不合格等。
（5）安全附件失灵。快开门式压力容器本体上的安全阀、压力表、测温仪表等未按照规定进行定期的校核。当与本体相连的蒸汽管道上的减压阀失灵，进口压力偏高，若安全阀未按照规定进行校核而失效，可能导致本体超压发生爆炸。
2.2安全联锁装置失效原因型式类型分析
通过对快开门式压力容器事故的案例汇总进行分析发现快开门式压力容器事故频发的主要原因是安全联锁装置的作用，其中硫化罐、蒸压釜的事故占快开门式压力容器爆炸事故的多数。究其特点，其采用安全联锁装置均有这两种特点：
（1）主要依靠容器内部压力实现联锁动作的直接作用式安全联锁装置，虽然其具有整体灵活可靠、成本低、寿命长和可靠性好的特点，但较难实现《固容规》中所要求达到的联锁功能，难以反映很低的残余应力，即有可能在容器内存在低的参与压力时，就进行开门操作而酿成事故。并且直接作用式安全联锁装置在压力、温度升高降低等交变载荷作用下，经过一定循环次数后易产生裂纹和突然发生断裂失效。
（2）利用外来能量实现联锁动作的间接作用式安全联锁装置，这种型式的安全联锁装置常采用自动控制仪表、计算机来控制，具有精度高、反应灵敏、易于实现自动化控制的优点，但由于生产企业对快开门式压力容器成本的控制，电子元件多采用低价产品，受电子元件失效等的影响，寿命较短、成本较高。
从快开门式压力容器爆炸事故案例汇总中可以发现灭菌器的安全性能最高。在实际的工作中分析可以发现灭菌器多采用以机械控制为主、电器控制为辅的组合式安全联锁装置。这种安全联锁装置主要由机械插销驱动器、行程开关、电磁铁、接触器等零部件组成，主要由机械插销驱动器来实现安全联锁动作，由电器插销驱动器来补偿机械控制的不足。而且灭菌器的应用往往在制药行业和医院，这些使用单位对其使用具有严格的制度，操作人员稳定、文化素质水平较高。综合分析这三种不同类型的安全联锁装置，组合式安全联锁装置克服了直接作用式和间接作用式安全联锁装置的缺点，综合保留了它们的优点，使安全联锁装置的安全性、可靠性得到了大大的提升。随着技术水平的提高，这一型式的安全联锁装置正在逐步推广。
3 结束语
快开门式压力容器开启闭合快捷轻便，便于机电一体的自动化操作，可以提高劳动效率，降低劳动强度。但近年来快开门式压力容器爆炸事故频繁发生，据统计，快开门式压
力容器的事故率占我国压力容器爆炸事故的三分之一。目前，快开门式压力容器事故得到了一定遏制，然而由于各行业操作人员素质高低不等、工艺用途不同、开关次数频繁以及结构复杂多样等种种原因，快开门式压力容器的安全问题并没有得到根本好转，在某些行业和部门该类设备的爆炸事故仍然频繁发生。
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论文作者:李昌盛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/20
标签：联锁论文; 压力容器论文; 装置论文; 结构论文; 作用论文; 顶盖论文; 法兰论文; 《电力设备》2018年第32期论文;