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浅谈检验在用压力容器常见缺陷与处理

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【摘要】:在用压力容器定期检验过程中,经常会遇到各种需要处理的缺陷,本文就一些常见缺陷的处理和注意事项进行了探讨,分别分析了宏观缺陷,表面裂纹,埋藏缺陷等,最后给出了具体的实例.

【关键词】:压力容器; 定期检验;缺陷处理

【中图分类号】TH49

压力容器,英文:pressure vessel,是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。在化工、能源、机械等行业应用非常广泛,国家为了确保它的安全运行制订了一系列的法规标准,本文结合自身检验工作的实际经验、根据相关法规对压力容器检验中常见缺陷的检验和处理进行探讨。

一、在用压力容器定期检验

压力容器是一种广泛使用且具有爆炸危险的特种设备。它承受着一定的压力、温度,且盛装的多是易燃、易爆、有毒的介质。在使用中虽然没有运转机械那样的剧烈磨损、震动或高周次疲劳,但其工作条件十分恶劣,在使用中损坏的可能性非常大。这是因为:

(1)容器使用温度、压力的波动或频繁加载、卸压、使器壁受到较大的交变应力,因此在结构不连续部位(如焊接缺陷部位等应力集中处)会引起疲劳裂纹;

(2)腐蚀介质使器壁减薄,造成受压时容器薄膜应力加大,或由于晶间腐蚀使材料的塑性、韧性变差;

(3)部分容器的器壁长期在高温下承受压力载荷的作用,材料会发生蠕变;

(4)用碳素钢、普通低合金钢等制造低温容器时,因这类钢材的韧性在低温下会大大降低,有脆性破裂的可能;

(5)由于容器的支座、管道等安装不当或受震动造成容器附加应力增大;

(6)压力容器停用时维护保养不当,器壁内外部都将受到腐蚀,而且腐蚀速度又往往比使用时更快;

(7)压力容器由于结构不合理或制造原因存在着一些缺陷,这些缺陷有可能在使用中不断发展。

由于上述种种因素,即使是一台设计、制造质量符合规范的容器,投用以后随着时间的延长,也会不断产生这样或那样的缺陷。因此,必须对每台容器进行定期检验,以便通过检验,及早发现缺陷,及时消除,确保压力容器安全运行,防止事故发生。 二、压力容器的定期检验分类

容器的定期检验分为外部检验、内外部检验和耐压试验。

1.压力容器的定期检验期限

(1)外部检查:是指在压力容器运行中的定期在线检查,每年至少一次;外部检查可由检验单位的资格的压力容器检验员进行,也可由特种设备安全监督管理部门认可的使用单位压力容器专业人员进行。

(2)内外部检验:是指在压力容器停机时的检验。其期限分为:安全状况等级为1~2级的,每隔6年至少1次;安全状况等级为3级的,每隔3年至少1次。内外部检验应由检验单位有检验资格的压力容器检验员进行。

(3)耐压试验:指压力容器停机检验时所进行的超过最高工作压力的液压试验或气压试验。对固定式压力容器每两次内外部检验期间内至少进行一次耐压试验,对移动式压力容器每6年进行1次耐压试验。

2.投用后首次内外部检验周期一般为3年,以后的内外部检验周期,由检验单位根据前次内外部检验情况与使用单位协商确定,并报当地特种设备安全监督管理部门备案。

3.安全状况等级1~2的压力容器,有下列情况之一时内外部检验期限可适当延长

(1)非金属衬里完好的,其检验周期可延长,但不超过9年;

(2)介质对材料腐蚀速率低于0.1mm/a(实测数据)、有可靠的耐腐蚀金属衬里(复合钢板)或热喷涂金属(铝粉或不锈钢粉)涂层的压力容器,并通过一至二次内外部检验,确认腐蚀轻微或衬里完好的,检验周期可延长,但不超过12年。

(3)装有触媒的反应容器及装有充填特的大型压力容器,其检验周期根据设计图样和实际使用情况,由使用单位和检验单位协商确定,报当地安全监察机构备案。

4.有下列情况之一的压力容器,内外部检验合格后必须进行耐压试验

(1)用焊接方法维修或更换主要受压元件的;

(2)改变使用条件且超过原设计参数并经强度校核合格的;

(3)需更换衬里的(重新更换衬里前);

(4)停止使用两年重新使用的;

(5)使用单位从外单位拆来新安装的或本单位内部移装的;

(6)使用单位对压力容器的安全性能有怀疑的。

三、检验的常见缺陷处理

1、凹陷、鼓包、沟槽、机械损伤、工夹具焊迹、电弧灼烧等缺陷,该类型的缺陷可以通过肉眼扫视设备外表面检查出来,对肉眼检查有怀疑的部位,可用5-10倍放大镜进一步观察。器壁表面鼓包、凹陷、腐蚀凹坑等表面凹凸变形缺陷可用手电筒贴着设备表面平行照射的方法清楚的检测出来,对于无法进入或无法直接观察的狭窄部位,可利用反光镜或内窥镜进行检查。容器表面的机械损伤、工卡具焊迹、电弧灼伤依据《压力容器定期检验规则》第四十一条将损伤部位平滑打磨后,测量凹坑的长度、深度然后依据《压力容器定期检验规则》第四十条对凹坑进行无量纲计算和设备安全等级评定。对于使用过程中产生的鼓包,应当查明原因,不能满足强度和安全要求应降压使用或降低安全状况等级。

5.2埋藏缺陷:如裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔等。该类型的缺陷主要通过射线和超声俩种无损检测方法进行检验。压力容器不允许有裂纹存在,一旦发现必须清除干净,其他埋藏缺陷在制造标准范围内的可以不进行处理,超出制造标准允许的埋藏缺陷依据压力容器定期检验规则》第四十条进行处理。

【参考文献】

1] GB150 钢制压力容器[S].[2] TSGR7001-2004,压力容器定期检验规则[S].[3] SHS 01004-2004 压力容器维护检修规程[4] 邵东亮在用压力容器定期检验中常见缺陷的处理《科技创新导报》2008年 第16期