氧气瓶制造监督检验常见问题与监管

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1、氧气瓶制造监督检验常见问题与监管　　摘要：本文列出了氧气瓶制造监督检验过程中发现的一些常见质量问题，分析了其产生原因，提出了一些有效的改进建议和监管措施。　　关键词：氧气瓶制造；监督检验；问题　　中图分类号：TG435文献标识码：A　　0.引言　　氧气瓶作为无缝气瓶的一种，其有着承受压力较大、风险性较高、在工业和民用等方面使用广泛、发生事故后造成的社会危害性大等特点。《特种设备安全法》、《特种设备安全监察条例》都对此类气瓶提出了明确的监管要求。根据多年来氧气瓶爆炸事故的调查分析数据表明气瓶制造过程中存在的一些问题和隐藏的缺陷是引起事故发生的一个重要因素。本文结合笔

2、者多年气瓶监检工作实践经验，列出了氧气瓶制造监督检验过程中发现的一些常见问题，提出了相应的改进建议和监管措施。　　1.瓶体原材料化学成分含量方面存在的问题4　　氧气瓶瓶体材料根据气瓶使用的洁净度、美观度等要求，可采用钢坯或钢管等不同形式。我国的GB5099-1994标准和美国运输部的DOT-3AA标准都要求瓶体材料必须采用平炉、电炉、吹氧碱性转炉冶炼的镇静钢。欧洲标准化协会的EN1964-1标准也规定了所使用钢材的等级。以上3个气瓶标准都对瓶体材料化学成分提出了限制性要求。化学成分中尤其以硫、磷含量对气瓶的安全使用影响较大。硫含量超标时，易使气瓶瓶体在制造加热时，

3、沿晶界开裂，形成“热脆”。磷含量超标时，易使气瓶在低温时韧性大幅度降低，形成“冷脆”。　　对于气瓶瓶体材料，我们在严格审核其质量证明书标示冶炼方式、化学成分的同时，还需抽查质量证明书炉批号和实际材料炉批号的一致性；要求制造厂保证其原材料复验（按原材料炉罐号进行）的真实性和准确性，不定期现场抽取原材料试块进行平行监督复验。　　在气瓶的生产过程中，不同炉批号材料组成同一批产品的情况还是时有发生。这就要求气瓶制造厂从原材料下料开始，到半成品、成品整个生产过程都做好标记移植工作，监检员加强对生产现场的监督检查。　　2.气瓶收底、收口等成形加工方面存在的问题　　导致气瓶事故

4、的很多不良缺陷如缩孔、未熔合、裂纹等都是在气瓶的收底、收口阶段产生的。由于气瓶的生产具有连续性、大批量性等特点，此类缺陷具有很强的隐蔽性（如收底产生的内部未熔合开裂等缺陷，等气瓶收口后就很难发现和处理了），气瓶制造监督检验规则（TSGR7003-2011）对此过程的监检工作也没有具体的规定。　　图1是笔者在监督检查时发现的气瓶底部内表面开裂缺陷的放大图，图2为成形优良的瓶底内表面。因为气瓶底部厚度为壁厚的两倍以上，气瓶可能不会马上出问题；但在气瓶以后的使用中，经过反复的气体充装、运输颠簸和可能存在的野蛮装卸，开口可能会不断扩大，并产生严重的应力集中，最终导致气瓶泄

5、漏、破裂甚至发生爆炸。4　　对此，应先进行瓶体收底、收口工艺评定试验，确定合适的工艺和对应的参数。一旦工艺评定合格后，以后的生产过程中必须要严格按照评定合格的工艺及参数进行。同时在瓶体收底完成后，必须逐只对瓶底内表面进行铣底、检查，确保消除所有不良缺陷。　　3.气瓶热处理与金相检验方面存在的问题　　氧气瓶加工成形后一般需要进行调质热处理。热处理炉内加热区温度场分布不均匀、加热温度不够、加热时间不够、淬火时间不够、回火温度不够、回火时间不够等情况都会造成瓶体热处理不良，导致气瓶机械性能变差。　　图3为热处理不良瓶体试样的500倍金相图（从炸裂的氧气瓶上取得的），图4

6、为相同材料热处理优良瓶体试样500倍金相图。两者对比，很明显图3金相组织具有板条状和块状特征，晶粒也更加粗大，从而导致瓶体的各项性能都较差。　　我们日常监管的重点是查看实际生产过程中有没有按照评定合格的工艺在操作；另外需要通过取样进行瓶体的金相检验来确定瓶体热处理后的金相组织和热处理效果。注意取样时最好取瓶体的凹形底部解剖部分，因为底部的调质热处理效果最差。　　工厂有时会对有些批次的产品不做金相检验或者做了实际结果不合格，却将以前批次做过合格的金相图拷贝过来黏贴在这个批次的检验报告上。对此除有意识地对不同批次气瓶试验报告的金相图进行保存、比对外，还需要不定期对金相

7、检验试样进行平行监督抽查。　　4.气瓶性能试验方面存在的问题4　　气瓶的爆破试验是气瓶监督检验的重要环节，监检员必须到现场随机抽取试验瓶，并全程现场见证试验的进行，记录试验相关数据。需要重点关注：爆破口是否为韧性破裂（如图5所示），破裂后检查瓶底内表面是否经过铣底，有无明显可见缺陷（如图6所示）。　　在检查瓶体力学性能试样时，重点需检查冲击试样V型缺口角度与尺寸的准确性。　　5.气瓶安全附件方面存在的问题　　国内已经发生了很多起氧气瓶由于内部有油脂而导致的爆炸事故，虽然其中大部分是充装和使用过程中导入的油脂，但我们在生产过程中对此也必须引起高度的重视。生产过程中如

8、钻孔、车螺