锅炉、压力容器是承载压力的密闭设备，发生事故的后果严重，往往产生爆炸，造成人身伤亡与设备损坏。因此，《特种设备安全监察条例》规定，把锅炉、压力容器列入特种设备监察范围。

　　1 锅炉的基本构成与分类

　　锅炉是利用燃料释放的热能将工质（水或其他流体）加热到一定参数的机构设备。

　　锅炉包括“锅”和“炉”两部分。现代工业上使用的锅炉，已不是简单的“锅”和“炉”，而是具备复杂的汽水系统和炉内系统；汽水系统是使水受热变成水蒸气的管道和容器，通常也叫汽水系统；炉内系统是进行燃烧和热交换的系统，通常也叫燃烧系统或风煤烟系统。锅炉就是汽水系统和燃烧系统的统一体。

　　锅炉的种类很多，分类和命名方法也各式各样，通常可按其容量和压力来分类。

　　按容器分类有：大型锅炉（≥100t/h）、中型锅炉（20t/h～100t/h）和小型锅炉（≤20t/h）；

　　按锅炉出口蒸汽压力分类有：低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉和超临界压力锅炉。

　　2 锅炉事故的原因与种类

　　造成锅炉发生事故的原因是多方面的，归纳起来主要有以下4个方面：

　　（1） 设计制造方面：结构不合理，材质不符合要求，焊接质量不好，受压元件强度不够，以及其他设计制造不良方面的原因。

　　（2） 运行管理方面：违反劳动纪律，违章作业；设备失修、超过检验周期，没有进行定期检验；操作人员不懂技术；无水质处理设施，或水质处理不好，其他运行管理不善方面的原因。

　　（3） 安全附件：不全或失效、不灵。

　　（4） 安装、改造、检修质量不好，以及其他方面的原因

　　2.2 锅炉事故的种类

　　2.2.1 锅炉爆炸事故

　　锅炉爆炸总是在受压元件最薄弱的失效部位，然后由汽、水剧烈膨胀引起锅内大量的水发生水锤冲击使裂口扩大。

　　立式锅炉破裂，多数在下脚圈处，大量蒸汽从裂口喷出，就象火箭腾空飞起，可能飞离几十到几百米远。

　　卧式锅炉的爆炸，易发生在锅筒下腹高温辐射区或者内燃炉膛上方高温辐射区，由于在炉膛内部，锅炉本体最可能是前后平行飞动。

　　锅炉爆炸的原因：

　　（1） 先天性缺陷 设计失误：结构受力、热补偿、水循环、用材、强度计算、安全设施等方面出现严重错误。制造失误：用错材料、不按图施工、焊接质量低劣、热处理、水压试验等工艺规范错误等。

　　（2） 超压破裂 锅炉运行压力超过最高许可工作压力，使元件应力超过材料的极限应力。超压工况常因安全泄放装置失灵、压力表失准、超压报警装置失灵、严重缺水事故而处理不当引起。

　　（3） 过热失效 钢板过热烧坏，强度降低而致元件破坏。通常因锅炉缺水干烧，结垢太厚，锅水中有油脂或锅筒内掉入石棉橡胶板等异物原因引起。

　　（4） 爆纹和起槽 元件受交变应力作用，产生疲劳裂纹，又由腐蚀综合作用，造成槽状减薄。

　　（5） 水击破坏 因操作不当引起汽水系统水锤冲击，使受元件受到强大的附加应力作用而失效。

　　2.2.2 缺水事故

　　当锅炉水位低于水位表最低安全水位刻度线时，即形成了锅炉缺水事故。锅炉缺水时，水位表往往看不到水位，表内发白发亮；低水位报警器动作并发出警报；过热蒸汽温度升高。

　　锅炉缺水是锅炉运行中最常见的事故之一，常常造成严重后果。严重的缺水会使锅炉蒸发受热而使管子过热变形甚至烧塌；胀口渗漏以致胀管脱落；受热面钢材过热或过烧，降低以致丧失承载能力，管子爆破；炉壁损坏。处理不当时，甚至导致锅炉爆炸事故。

　　常见的缺水原因：

　　①运行人员疏忽大意，对水位监视不严或误操作；②水位表故障造成假水位面运行人员未及时发现；③水位报警器或给水自动调节器失灵；④给水设备或给水管路故障，无法给水或水量不足；⑤运行人员排污后忘记关排污阀，或者排污阀泄漏等。

　　2.2.3 满水事故

　　锅炉满水是由于锅炉水位高于水位表最高水位刻度线，致使水位表内看不到水位，但表内发暗，这是满水与缺水的重要区别。满水时，高水位报警器发出警报；过热蒸汽温度降低；给水流量不正常的大于蒸汽流量；严重时，锅水进入蒸汽管道及过热器，造成水击及过热器结垢。满水的主要危害是降低蒸汽品质、损害、破坏过热器。

　　常见的满水原因：

　　①运行人员疏忽大意，对水位监视不严或误操作；运行人员擅离职守，放弃了对水位及其他仪表的监视；②水位表故障造成假水位面而运行人员未及时发生；③水位报警器或给水自动调节器失灵且又未及时发现。

　　3 锅炉事故的预防

　　锅炉是一种承受压力和高温的特种设备，往往由于设计、制造、安装不合理或者使用管理不当而造成爆炸事故。为了预防锅炉事故，必须从锅炉的设计、制造、安装、使用、维修、保养等环节着手，切实贯彻执行国家的法律、规程和标准。

　　3.1 把好锅炉设计关

　　锅炉设计要做到结构合理，受压元件强度计算精确，选材得当，设计单位及设计人员应对其设计的锅炉的安全性能负责。设计图纸上应有设计、校对、审核和设计负责人签字。锅炉总图上应有批准、备案等说明。锅炉元件的强度计算，必须按规定的要求进行。

　　3.2 锅炉制造要保证质量

　　由于锅炉工作条件比较恶劣，尤其是受热面，外部受强烈的热辐射和高温气流的冲刷，内部受高压水和蒸汽的作用，锅炉元件同时处于高温、高压和易于腐蚀的条件下。因此，锅炉能否保证安全运行，制造质量至关重要。制造单位必须从制造设备、工艺等方面保证质量要求；对材料质量、工艺技术、焊接质量和检验等都要严格要求。焊接工人必须经过考试，取得特种设备安全监察机构颁发的证书，才准许焊接受压元件。锅炉出厂时必须附有安全技术资料。各种安全附件（如安全阀、压力表、水位计、排污阀等）应质量合格。

　　3.3 锅炉的安装须符合要求

　　锅炉的安装质量好坏与安全运行有直接关系。安装单位须取得资质，锅炉安装前，应对锅炉各个部件的质量进行逐个检查，发现质量不合格，有权拒绝安装。立式锅炉、快装锅炉，经审查同意后使用单位可以自行安装。

　　3.4 加强锅炉使用中的安全管理和维修

　　为了预防锅炉事故，必须加强对锅炉安全管理工作。使用单位应按照《蒸汽锅炉安全监察规程》的要求，搞好锅炉的运行管理、维修保养、定期检修等工作。应有专人负责锅炉设备的技术管理，要建立以岗位责任制为主的各项规章制度，对用煤粉、油、气体燃烧的锅炉，还应建立巡回监视检查和对自动仪表定期进行校验检修的制度。司炉工人应经过考核取得《特种设备作业人员证书》，方准操作。锅炉运行值班人员应不间断地观察锅炉给水、燃烧等情况，如发现异常危险征兆，要立即报告领导，采取措施，防止爆炸。[page]

　　锅炉除加强运行管理外，还要坚持定期停炉检修、检验制度。要每年进行一次内外部检验，及时发现缺陷，及时修理。

　　4 压力容器的定义与分类

　　所谓容器，通常指承装固体、液体及气体等物料的器皿构件。而压力容器是承受压力载荷的密闭容器。通常压力容器是指易发生事故，特别是事故的破坏性较大的特殊设备。根据《特种设备安全监察条例》规定，对压力容器实行安全监察的范围是：“最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于0.1MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶、氧舱等。 ”

　　根据《压力容器安全监察规程》规定，按容器的压力高低、介质的危害程度以及在生产过程中的作用，将容器划分为三类：

　　一类容器：①非易燃或无毒介质的低压容器；②易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器。

　　二类容器：①中压容器；②剧毒介质的低压容器；③易燃或有毒介质的低压容器和储运容器；④内径小于1m的低压余热锅炉。

　　三类容器：①高压、超高压容器；②剧毒介质，且PwV≥200LMPa的低压容器或剧毒介质的中压容器；③有毒介质，且PwV≥500LMPa的中压容器；④中压余热锅炉或内径大于1m的低压余热锅炉。

　　压力容器应用比较广泛，在石油、化工企业中多数设备均属压力容器。

　　5 压力容器事故的原因与分类

　　5.1 压力容器事故的原因

　　造成压力容器发生事故的原因是多方面的，归纳起来有以下几个方面：

　　（1） 设计方面 压力容器设计不符合标准、规范的要求、采用一些不合理的设计结构。如简体与封头连接采用搭接或角接，支座选型不当，材质不符合要求，受压元件强度不够等。

　　（2） 制造方面 粗制滥造，焊接质量差。存在气孔、夹渣、未焊透、未融合等焊接缺陷。焊缝布置不当。

　　（3） 安装方面 一些大型设备需要现场安装，由于现场条件较差，焊条未烘干就施焊或强力组装等。

　　（4） 使用方面 不按工艺要求的程序开停车。操作人员不懂专业技术等。

　　（5） 检验、修理方面 不按《压力容器安全技术监察规程》的要求进行定期检验，容器超期服役、擅自修理、改造容器结构和用途等。

　　（6） 安全附件方面 安全附件不完善或失去灵、准、稳。

　　（7） 安全管理方面 不重视安全生产，无视国家法规、规程和标准，无严格的规章制度以及违章指挥等。

　　5.2 压力容器事故分类

　　根据压力容器的损坏程度，分为爆炸事故、重大事故和一般事故3种：

　　（1） 爆炸事故 压力容器在使用中或试压时发生破裂，使压力瞬间时降至等于外界大气压力的事故，称为爆炸事故。

　　（2） 重大事故 压力容器由于受压部件严重损坏、附件损坏等，被迫停止运行，必须进行修理的事故，称为重大事故。

　　（3） 一般事故 损坏程度不严重，不需要停止运行修理的事故，称为一般事故。

　　6 压力容器破坏的形式分析

　　6.1 延性破坏的形式

　　延性破坏是材料经受过高的应力作用，以致超过了他的屈服极限和强度极限，使它产生较大的塑性变形，最后发生破断的形式。延性破坏时，一般都具有较大的塑性变形，即容器破裂后的壳体周长都具有较大的塑性变形，即容器破裂后的壳体周长要比原来的周长有较大的增加。通常可达10％～20％。对破裂的壳体进行断口分析，即宏观检查可见断口大部分是属于塑性断口，有剪切唇，一般没有或很少有碎片。从使用条件上看，有超压的可能或使用中受到严重的均匀性腐蚀致使壁厚大为减薄。

　　6.2 脆性破坏的形式

　　脆性破坏是在低应力的情况下，即在材料的屈服极限之内，没有什么大的塑性变形，而突然发生破裂，这种破坏和脆性材料破坏现象差不多，故称为脆性破坏。脆性破裂时，一般没有明显的塑性变形，通常都裂成较多的碎片（块）。断口齐平并与主应力方向垂直，有时有晶粒状的光亮，断口粗糙。在较厚的断面中常可看到“人字”形纹路，尖端指向起爆点（裂源）。脆性破坏常在较低的使用压力下发生，而且多数是用高强钢制造的容器。这种破裂事先很少有前兆，断裂速度极快。

　　6.3 疲劳破坏的形式

　　疲劳破坏是材料经过长时间或多次的反复载荷作用以后，由于疲劳而在比较低的应力状态下没有明显的塑性变形，而突然发生的损坏，称为疲劳破坏。疲劳破裂时，没有产生明显的整体塑性变形，也很少断裂成碎块，仅是一般的撕开，突然发生泄漏、损坏而失效。断裂的断面常可见到两个不同的断面区，一个是裂纹的形成和逐步扩展区，另一个是脆断区。裂开的部位，往往是在局部应力较高的地方。只有那些在使用上间歇操作较频繁或操作压力大幅度波动的容器才有条件产生。

　　6.4 腐蚀破坏的形式

　　腐蚀破坏是材料在腐蚀性介质作用下，使厚度减薄或强度降低而产生的损坏。腐蚀一般可分为均匀腐蚀、局部腐蚀、晶间腐蚀和断裂腐蚀等4种类型。腐蚀破裂时，通过对断口及金属表面进行微观检查就可以鉴别，必要时通过金相检查更易鉴别。

　　6.5 蠕变破坏的形式

　　金属材料在高温条件下受力的作用，其变形随时间的增长而增加，在变形不断增大的情况下，材料会在较低的应力状态下发生破坏，这种破坏叫蠕变破坏。蠕变破裂多发生在高温操作的压力容器上，破裂部位有明显的残余变形，金相组织有明显的变化。这种破坏在压力容器事故中较少发生。

　　7 压力容器事故的预防

　　7.1 压力容器的设计要求

　　根据《特种设备安全监察条例》规定：“压力容器的设计单位应当经国务院特种设备安全监督管理部门许可，方可从事压力容器的设计活动。”“压力容器的设计单位应当具备的条件是：（1）有与压力容器设计相适应的设计人员、设计审核人员；（2）有与压力容器设计相适应的健全的管理制度和责任制度。”

　　压力容器的设计应符合《压力容器安全监察规程》要求，做到选材得当、计算精确、结构合理、考虑周密、安全可靠和经济合理。设计的图纸上报和备案时，要报送总图、装配图、压力元件图、新产品设计书、技术设计文件和强度计算书等图纸和资料。在总图上要注明容器名称、类别、容积、介质、设计温度、设计压力等，还需要有耐压试验和制造技术条件以外的特殊要求。[page]

　　7.2 压力容器的制造要求

　　根据《特咱设备安全监察条件》的规定，压力容器的制造单位，必须具备相应的条件，经国务院特种设备安全监督管理部门的许可，方可从事压力容器的制造。

　　压力容器的焊接，必须由经过培训，考试合格的焊工施焊，并经无损探伤检验合格。对焊接或制造中存在的其他缺陷，要及时处理，防止制造中的先天不足。

　　制造压力容器的材质及规格应符合有关标准和设计的要求，需有质量合格证明书。材料制造厂提供制造容器的材料应有标记。使用、保管单位要建立管理制度。当钢材割开时，必须作标记移植，保证使用者能识别。

　　7.3 压力容器的安全使用

　　压力容器的安全装置和附件需齐全、灵敏、安全、可靠。装截易燃介质的移动式槽车需装设可靠的静电接地装置。乙炔气瓶需装设专用的减压器、回火防止器（阻止器）、安全附件并定期检验，如发现失效，应及时更换。

　　压力容器及各类钢瓶充装时，任何情况下均不得超装超压。

　　氧气瓶的瓶体与瓶阀不得粘有油脂、易燃品和带有油污的物品。

　　所装介质相互接触后能引起燃烧、爆炸的气瓶，不得同车运输、同室储存。易起聚合反应的气体钢瓶，需规定贮存期限。

　　日常应加强对压力容器的使用保养。容器在运行使用中应处于完好状态，要不定期检验和进行安全检查，及时发现并处理容器存在的缺陷。要经常监视和记录容器的使用压力及温度、安全附件和指示仪表的工作情况，以及容器外部的腐蚀情况。对容器及气瓶壁严重腐蚀或因伤痕而变薄部位，应进行强度核算，以确定是否符合强度要求。

　　压力容器操作人员需经专业培训，考核合格取得《特种设备作业人员证书》后，方可上岗。操作中要严格遵守安全操作规程和岗位责任制。操作要平稳，杜绝压力频繁或大幅度波动以及温度梯度过大。

　　容器运行中严禁超载、超温、超压，其运行压力和温度如有异常，应立即按操作规程调整到正常参数。

　　如本文开头所述，锅炉压力容器是承压的特种设备，一旦发生事故，其后果极为严重。因此，必须认真贯彻《特种设备安全监察条例》，严格执行规程和标准，以保证锅炉压力容器的安全。