一起不銹鋼反應釜滲漏事故的原因分析及處理發表時間：2022-03-04 21:40 一起不銹鋼反應釜滲漏事故的原因分析及處理
某單位使用用硅酸鋁纖維保溫棉對不銹鋼反應釜進行保溫，運行一段時間后，反應釜底部出現滲漏現象。通過現場檢查、水樣分析后進行了事故分析。事故原因是保溫層破損，大量水進入保溫層，保溫層中的氯離子超標，長此以往，夾套底部金屬被腐蝕并出現滲漏。廣州黑燈科技的關總為大家講解反應釜保溫層氯離子超標危害，以避免類似事故再次發生。
關鍵詞：不銹鋼反應釜，硅酸鋁纖維，保溫棉，滲漏事故分析建議措施
反應釜廣泛應用于各類食品的加工過程中，隨著食品行業快速發展，許多使用單位都大量采購了不銹鋼式反應釜，但考慮到節能和成本等因素，部分使用單位自行對不銹鋼式反應釜進行了保溫。在使用過程中，不銹鋼式反應釜在保溫后出現了一些問題，繼續使用會嚴重危害設備的使用安全，造成危害人民群眾生命和財產安全的特種設備事故。 1事故反應釜概況 某工廠一臺不銹鋼式夾套反應釜，型號為1000L反應釜，制造日期為2013年05月，投用日期為2013年10月。 2018年9月15日，在正常運行后，發現夾套不能維持正常壓力壓力下降且設備底部有水滴從保溫層中滲出。 2現場檢查 拆除底部保溫層后發現，該反應釜夾套底部已明顯出現滲漏現象。隨后查看該不銹鋼式反應釜設計圖紙及資料，安裝竣工資料及歷年的檢驗報告等資料。 該反應釜技術參數為：殼體設計壓力0.33MPa，設計溫度120℃，工作壓力0.30MPa，工作溫度100℃，材質S30408，厚度6mm；夾套設計壓力0.33MPa，設計溫度145℃，工作壓力0.30MPa，工作溫度143℃，材質S30408，厚度5mm；下封頭材質S30408，厚度6mm。查閱最近一次定期檢驗報告，最近一次定期檢驗報告為兩年前，檢驗情況為：金屬部位壁厚，均符合設計要求，夾套底部壁厚實測最小值為5.95mm。 詢問反應釜使用情況得知：該反應釜一天生產7小時左右，實際工作壓力為0.25MPa，主要是進行食品、食品添加劑的混合物加熱，每次使用完后，都清除釜體、釜蓋上殘留物，每半個月會對反應釜的內外部用清水進行一次大清洗。 了解情況后，拆除所有保溫層，對反應釜進行了檢查，重點檢查了滲漏位置、焊縫、金屬壁厚等情況。 （1）保溫層有破損，在保溫層上部、中部均有破損現象，底部保溫棉全浸泡在水里。 （2）滲漏位置確認及檢測。夾套底部有滲漏現象，位置位于夾套底部側面，距離底部中心150mm，滲漏部位呈棕褐色，光澤暗淡，有許多點蝕坑。按0.10MPa壓力進行水壓試驗，1分鐘后滲漏中心區域出現水滴，2分鐘后出現大量水滴。提高壓力到0.20MPa，20分鐘后檢查，邊緣部位也出現水滴。檢查發現，滲漏部位范圍長200mm，寬200mm，確認滲漏部位無焊縫穿過，在滲漏部位處用表面無損檢測進行檢測，未發現有裂紋。 （3）滲漏部位金屬壁厚測量。測量滲漏部位范圍內最小壁厚為2.20mm，滲漏部位邊緣處最小壁厚為3.20mm，夾套中部及底部其余部位大面積減薄，壁厚均有1mm左右減薄。 （4）檢查殼體內筒情況。打開釜蓋后檢查，殼體內筒中上部殼體均比較干凈，內壁仍為不銹鋼原本的顏色，對殼體中上部壁厚進行測量，均符合設計要求；內筒底部下封頭處有點蝕現象，點蝕數量不多且點蝕深度很淺，下封頭測量最小壁厚為5.78mm，符合檢測要求。 （5）取給水水樣、夾套內蒸汽冷凝水水樣、保溫棉內水樣進行委托檢測。
3水樣分析報告
4產生滲漏的原因分析 通過檢查和水樣分析，下封頭點蝕數量不多，實測壁厚在允許范圍內，給水及夾套內蒸汽冷凝水檢測合格，可以排除內筒和夾套內的腐蝕。保溫棉內氯離子超標，滲漏部位呈棕褐色，光澤暗淡，有許多點蝕坑，這是典型的氯離子腐蝕。推斷滲漏的主要原因是保溫棉內氯離子超標，腐蝕不銹鋼金屬。分析產生滲漏的原因主要有三點。 （1）根據調查，該反應釜出廠時并無保溫層，使用單位使用一段時間后，在2017年對釜體表面進行了保溫，采用硅酸鋁纖維保溫棉。硅酸鋁纖維是一種具有低導熱率、優良的熱穩定性及化學穩定性的物質。該材料具有容重輕、耐高溫、熱穩定性好，熱傳導率低、熱容小、隔熱性能好等優點，廣泛用于熱能設備上的保溫。但在該硅酸鋁纖維保溫棉產品數據中可查閱到，硅酸鋁纖維保溫棉中含有氯離子，氯離子對不銹鋼具有很強的腐蝕性。 （2）反應釜保溫層破損，清洗時大量水進入保溫層，在保溫層底部形成積水。從保溫層滲出的雜質，如氯化物，氯離子融入水中，對金屬產生腐蝕。正常情況下，不銹鋼設備用水含氯離子濃度應小于25mg/L，而該水樣報告中 顯示，保溫棉水氯離子達到了6500mg/L，嚴重超標。當介質中含有氯離子時，不銹鋼鈍化膜平衡便受到破壞，氯離子能優先地有選擇地吸附在鈍化膜上，把氧原子排擠掉，然后和鈍化膜中的陽離子結合成可溶性氯化物，金屬表面與積水中氯離子接觸形成腐蝕的起始點，即形成初始點腐蝕坑，隨著時間的推延，逐漸形成大面積腐蝕狀況。 （3）夾套實際工作壓力為0.25MPa，對應的飽和蒸汽溫度為138℃，夾套外表面金屬溫度約為120℃左右。當金屬溫度在水的沸點100℃～121℃之間時，這時水很難蒸發，保溫層會長時間處于潮濕狀態，加速了腐蝕速率。該反應釜設備每天使用7小時，設備冷熱循環運行也會加速腐蝕。
根據GB/T30579-2014《承壓設備損傷模式識別》，敷設隔熱層等覆蓋層的金屬在覆蓋層下發生的腐蝕，又稱為層下腐蝕。隔熱層和油漆或涂層明顯發生了破損的部位經常伴有隔熱層下腐蝕。300系列不銹鋼會產生點蝕和局部腐蝕，對于300系列不銹鋼，尤其隔熱材料為老舊硅酸鹽（含氯化物），還可能發生氯化物應力腐蝕開裂，在一些局部腐蝕的情況中，腐蝕呈現為癰狀點蝕。綜合分析，該鍋爐設備運行后，由于保溫層破損，大量水進入保溫層，保溫層中的氯離子超標，腐蝕不銹鋼金屬。長期積累下，夾套底部金屬腐蝕出現滲漏。而且，該廠另一臺同型號且同時使用的不銹鋼式夾套反應釜未保溫，結果沒出現滲漏現象，各項檢測結果均符合要求，這也從側面證明了此次事故的調查結論。 5建議措施及處理 （1）進行挖補或者更換。 判定其范圍，并且進行挖補或者更換。根據TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術監察規定》中規定，壓力容器的重大修理是指主要受壓元件的更換、矯形、挖補；壓力容器的重大修理應當經過原設計單位或者具備相應能力的設計單位書面同意；重大修理可以采用原產品標準，經過重大修理后，應當保證其結構和強度滿足安全使用要求。修理單位應當是取得相應資質的單位，辦理告知，經無損檢測，水壓試驗等監督檢驗合格后方可投入使用。 （2）防腐涂層。 改變或增加防腐涂層，可使用有機、無機涂層和金屬鍍層等，該設備是300系列不銹鋼材料，已經發生隔熱層下大氣腐蝕，增加涂層防護，防止再次出現類似事故。 （3）控制保溫層質量。 大部分使用單位就是忽視了這一點，不了解保溫材料中也含有氯離子。應該更換保溫材料，300系列不銹鋼應采用低氯或無氯保溫材料用作保溫層，降低氯離子腐蝕的可能性；同時對保溫破損處及時進行修復。 （4）控制水中氯離子含量。 不銹鋼反應釜用水含氯離子濃度應小于25mg／L。使用單位采納以上建議后，對不銹鋼反應釜進行了修理、重新增加涂層，更換了無氯保溫棉，加強了水質管理，設備恢復正常運行。 |
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