论文部分内容阅读
摘要:当前，压力容器被广泛应用到生活中，作为特种设备的关键组成部分，具有一定的高压承压装置，其本身就有着一定的危险性，极易引发生命财产安全。本文以锅炉为例对压力容器检测过程中存在的问题进行了科学分析，并提出相应的应对措施。
关键词：压力容器；检验；处理
Abstract: At present, the pressure vessel is widely applied to life, as the key component of the special equipment, has a high pressure device, which itself has a certain risk, easily lead to safety of life and property. Based on the example of boiler pressure vessel detection problems which exist in the process of scientific analysis, and puts forward the corresponding measures.
Key words: pressure vessel; inspection; processing
中图分类号：TH49 文献标识码：A 文章编号：
压力容器（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。比较广泛地应用于化工、能源、機械等行业和领域。本文根据从事检验工作的经历和经验、依据相关操作技术及法规对压力容器检验工作中出现的缺陷及应对措施进行探讨。
一、关于压力容器的定期检验
压力容器是特种设备的一种，现在被广泛地使用而且有着一定的爆炸危险，因为它本身是用来盛装易燃、易爆、有毒的物质的，而且本身承受着一定压力和温度，在使用过程中自然达不到剧烈磨损、震动和高频次疲劳，但是由于工作条件的限制，在运用过程中仍然有着较大的被损坏性的可能性非常大。主要是因为以下原因：1、由于容器内温度、压力的多次交差以及反复的加载、压迫等，在结构不连续的地方，会引发裂纹。2、由于具有腐蚀性的物质接触壁体，引起容器壁材料被腐蚀，造成韧性越来越差。3、有的容器壁长期置于高温高压下，容器本身材料发生变化。4、用碳素钢、低合金钢扬制造成的容器，若长期放于低温环境，会造成材料韧性变差。5、因为容器支座或管道安装不规范，导致容器附加应力逐渐变大。6、对停用的压力容器采取不规范的维护保养措施，造成器壁内外受到腐蚀，并且被腐蚀速度比使用时要快。7、容器本身因结构原因自带的缺陷，容易在使用中逐步扩大。
对于以上各种原因，在使用过程中都会造成容器本身缺陷随着使用频次的增加而不断发展扩大。所以对容器进行科学检测，及时及早地发展存在的缺陷并确保采取措施消除，避免更大事故的发生。
二、压力容器检验与分类
对容器实施定期检验，可以分成外部检验、内外部检验以及耐压试验。
1.压力容器的定期检验期限
（1）外部检查：对正在正常使用运行的压力容器定期在线检测，至少一年一次；外部检查可以让具备检测资格的固定检验单位的检验员具体操作进行，同样可以让特种设备监督管理部门批准的使用单位专业人员具体进行。
（2）内外部检验：对停止使用的压力容器进行的检测。检测的期限一般分成2种情况。一是安全状况等级为1～2级的，至少6年1次；安全状况等级3级的，至少3年1次。该检验要由检验单位有资格的检验员具体操作进行。
（3）耐压试验：压力容器检验所进行停止超过最大工作压力的液压或气压试验。每两个固定式压力容器内部和外部检查期间至少一次耐压测试，移动式压力容器每6年1次电压耐压试验。
2. 投产后的第一个内部和外部检查周期一般是3年，在内部和外部检查检验单位根据上一周期与内部和外部测试单位咨询，并报告当地特种设备安全监督管理部门备案。
3.对于安全状况等级为1～2的压力容器，出现以下情况之一的，可以适当延长内外部检验期限。
（1）非金属衬里没有缺陷的可以延长，最多不过9年；
（2）介质上的腐蚀速率小于0.1mm /a（实际数据），压力容器内有牢固的耐腐蚀覆层金属板（钢）或热喷涂金属涂层的，并通过一个或两个内部和外部检查，确认腐蚀轻微或衬里是完整的，检验周期可以延长，但不得超过12年。
（3）一种催化反应容器和大型压力容器的填充特性，根据设计图纸和实际使用的检验周期，由使用单位和检验单位协商确定，报当地安全监督组织。
4.有以下情况之一出现的压力容器，必须在内外部检验合格之后进行耐压试验
（1）用焊接的方法维修或者换掉主要的受压元件；
（2）变换运用工作条件，超过原来设计的参数并且经强度检测合格；
（3）有更换衬里需要；
（4）已经停止使用两年以上，要重新运用；
（5）使用单位从别的单位拆来，刚安装上新的或个人单位内部移装；
（6）使用单位不相信压力容器安全性能。
三、检验中常见缺陷与处理措施
1、凹陷、鼓包、沟槽、机械性损伤、焊迹、电弧灼烧等可以用肉眼发现的，如果对肉眼检查的部位有所怀疑，可以借助5-10倍的放大镜细致观察。对容器壁表面鼓包、凹陷、腐蚀凹坑等表面凹凸变形的缺陷，可以借助手电筒平行照射设备表面进行检测，对于不方便检测或者不能直接观察的部位，可借助反光镜或者内窥镜检测。对于容器壁上的机械性损伤、焊迹、电弧灼伤等缺陷，可以根据《压力容器定期检验规则》第41条规定，把损伤部位进行平滑打磨，灵活测量凹坑的长度和深度，再根据第40条规定，对凹坑实施科学的无量纲计算与设备安全等级评定。对在使用中间出现的鼓包，要认真查出缘由，对无法达到强度要求与安全标准的，要降压或者降低安全状况等级程度。
2、结构缺陷像厚度不一样的板接头，没有按照要求削薄或堆焊处理的、采取“十”字焊缝、焊缝间的距离不能大于指定值，没有按照要求进行角接焊缝或接管角焊缝的，可以用肉眼对开孔位置不当等缺陷检测。这种类型的缺陷检测关键是不合理结构是不是引起新的缺陷，之后再依据《压力容器定期检验规则》第39条的规定对装置设备进行安全等级降低处理。
3 、腐蚀。主要分为全面腐蚀和局部腐蚀，对于全面腐蚀，全面腐蚀主要分布在材料的表面，使得材料自身的壁厚变薄。这种类型的缺陷能够通过肉眼检测出来，对于这种全面腐蚀可以采取以下方式，用超声波测厚仪对容器壁厚进行科学检测，算出设备腐蚀量以及年腐蚀速率，对容器的剩余壁厚实施强度检测合格的，可以确保设备安全运行；对于强度检测不合格的，采用腐蚀速率来缩短检验周期、降压运行或者补焊处理，补焊后合格的能确保安全运行。对于局部腐蚀，具体是指金属表面局部地方腐蚀破坏面比容器表面大，造成坑洼、沟槽、穿孔、破裂等现象。部分腐蚀部位小、腐蚀速率较快、很难预测腐蚀事故中80%以上是由部分腐蚀造成的，在具体的检测中对检查该类型的缺陷。借助放大镜以及超声波测厚仪对局部部位的腐蚀地方科学检测，并详细标注；依据《压力容器定期检验规则》第40条及第43条规定，对腐蚀部位的小于壁厚1 / 3 不防碍本身的定级。除此之外，要采取焊补措施进行补救。
4、母材缺陷：爪裂、夹层、表面气孔；可以借助肉眼对表面气孔进行检测，对夹层的检测要采用超声波测厚仪或者超声波探伤仪等专业器材进行检验，关键是对夹层和设备表面的夹角进行检测，看它们是不是在规定允许的范围之内，其中和自由表面平行的夹层不用采取相应措施处理；对于和自由表面夹角不超过10°的夹层，要根据《压力容器定期检验规则》第46条和第47条的规定，科学分析设备缺陷的安全情况。
5、焊接缺陷。因为焊接就是一个冶金过程，这个过程主要是在固态金属结构中实施的，焊缝及周围受到不均匀的加热或冷却，再加上材料、技工、技术等本身的影响，焊接接头易于出现缺陷，它是容器中最容易出现问题的地方。这种焊接的缺陷一般是在制造的时候产生的，但是主要是通过设备的运行，小的缺陷逐渐变大并扩展为大的缺陷和新的缺陷，进而对设备的良好运行产生影响。
参考文献
[1]包贵林.锅炉及压力容器焊接接头外观质量检验浅析[J].装备制造技术.2010.
[2]张春雷.电站锅炉高温压力管道对接焊缝裂纹分析及处理[J].焊接.2010.
[3]邱燕，刘志超等.电站煤粉锅炉炉内压力波动的非线性特性分析[J].2010.
[4]杨昭.工业蒸汽锅炉监督检验中射线检测比例探讨[J].石油化工设备.2011.
[5]游韬.单面焊双面成形技术应用在压力管道焊接上[J].品牌与标准化.2010.
[6]彭小兰，李丁等.生物质锅炉的制造监督检验实践[J].节能与环保.2011.
[7]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》2011.
关键词：压力容器；检验；处理
Abstract: At present, the pressure vessel is widely applied to life, as the key component of the special equipment, has a high pressure device, which itself has a certain risk, easily lead to safety of life and property. Based on the example of boiler pressure vessel detection problems which exist in the process of scientific analysis, and puts forward the corresponding measures.
Key words: pressure vessel; inspection; processing
中图分类号：TH49 文献标识码：A 文章编号：
压力容器（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。比较广泛地应用于化工、能源、機械等行业和领域。本文根据从事检验工作的经历和经验、依据相关操作技术及法规对压力容器检验工作中出现的缺陷及应对措施进行探讨。
一、关于压力容器的定期检验
压力容器是特种设备的一种，现在被广泛地使用而且有着一定的爆炸危险，因为它本身是用来盛装易燃、易爆、有毒的物质的，而且本身承受着一定压力和温度，在使用过程中自然达不到剧烈磨损、震动和高频次疲劳，但是由于工作条件的限制，在运用过程中仍然有着较大的被损坏性的可能性非常大。主要是因为以下原因：1、由于容器内温度、压力的多次交差以及反复的加载、压迫等，在结构不连续的地方，会引发裂纹。2、由于具有腐蚀性的物质接触壁体，引起容器壁材料被腐蚀，造成韧性越来越差。3、有的容器壁长期置于高温高压下，容器本身材料发生变化。4、用碳素钢、低合金钢扬制造成的容器，若长期放于低温环境，会造成材料韧性变差。5、因为容器支座或管道安装不规范，导致容器附加应力逐渐变大。6、对停用的压力容器采取不规范的维护保养措施，造成器壁内外受到腐蚀，并且被腐蚀速度比使用时要快。7、容器本身因结构原因自带的缺陷，容易在使用中逐步扩大。
对于以上各种原因，在使用过程中都会造成容器本身缺陷随着使用频次的增加而不断发展扩大。所以对容器进行科学检测，及时及早地发展存在的缺陷并确保采取措施消除，避免更大事故的发生。
二、压力容器检验与分类
对容器实施定期检验，可以分成外部检验、内外部检验以及耐压试验。
1.压力容器的定期检验期限
（1）外部检查：对正在正常使用运行的压力容器定期在线检测，至少一年一次；外部检查可以让具备检测资格的固定检验单位的检验员具体操作进行，同样可以让特种设备监督管理部门批准的使用单位专业人员具体进行。
（2）内外部检验：对停止使用的压力容器进行的检测。检测的期限一般分成2种情况。一是安全状况等级为1～2级的，至少6年1次；安全状况等级3级的，至少3年1次。该检验要由检验单位有资格的检验员具体操作进行。
（3）耐压试验：压力容器检验所进行停止超过最大工作压力的液压或气压试验。每两个固定式压力容器内部和外部检查期间至少一次耐压测试，移动式压力容器每6年1次电压耐压试验。
2. 投产后的第一个内部和外部检查周期一般是3年，在内部和外部检查检验单位根据上一周期与内部和外部测试单位咨询，并报告当地特种设备安全监督管理部门备案。
3.对于安全状况等级为1～2的压力容器，出现以下情况之一的，可以适当延长内外部检验期限。
（1）非金属衬里没有缺陷的可以延长，最多不过9年；
（2）介质上的腐蚀速率小于0.1mm /a（实际数据），压力容器内有牢固的耐腐蚀覆层金属板（钢）或热喷涂金属涂层的，并通过一个或两个内部和外部检查，确认腐蚀轻微或衬里是完整的，检验周期可以延长，但不得超过12年。
（3）一种催化反应容器和大型压力容器的填充特性，根据设计图纸和实际使用的检验周期，由使用单位和检验单位协商确定，报当地安全监督组织。
4.有以下情况之一出现的压力容器，必须在内外部检验合格之后进行耐压试验
（1）用焊接的方法维修或者换掉主要的受压元件；
（2）变换运用工作条件，超过原来设计的参数并且经强度检测合格；
（3）有更换衬里需要；
（4）已经停止使用两年以上，要重新运用；
（5）使用单位从别的单位拆来，刚安装上新的或个人单位内部移装；
（6）使用单位不相信压力容器安全性能。
三、检验中常见缺陷与处理措施
1、凹陷、鼓包、沟槽、机械性损伤、焊迹、电弧灼烧等可以用肉眼发现的，如果对肉眼检查的部位有所怀疑，可以借助5-10倍的放大镜细致观察。对容器壁表面鼓包、凹陷、腐蚀凹坑等表面凹凸变形的缺陷，可以借助手电筒平行照射设备表面进行检测，对于不方便检测或者不能直接观察的部位，可借助反光镜或者内窥镜检测。对于容器壁上的机械性损伤、焊迹、电弧灼伤等缺陷，可以根据《压力容器定期检验规则》第41条规定，把损伤部位进行平滑打磨，灵活测量凹坑的长度和深度，再根据第40条规定，对凹坑实施科学的无量纲计算与设备安全等级评定。对在使用中间出现的鼓包，要认真查出缘由，对无法达到强度要求与安全标准的，要降压或者降低安全状况等级程度。
2、结构缺陷像厚度不一样的板接头，没有按照要求削薄或堆焊处理的、采取“十”字焊缝、焊缝间的距离不能大于指定值，没有按照要求进行角接焊缝或接管角焊缝的，可以用肉眼对开孔位置不当等缺陷检测。这种类型的缺陷检测关键是不合理结构是不是引起新的缺陷，之后再依据《压力容器定期检验规则》第39条的规定对装置设备进行安全等级降低处理。
3 、腐蚀。主要分为全面腐蚀和局部腐蚀，对于全面腐蚀，全面腐蚀主要分布在材料的表面，使得材料自身的壁厚变薄。这种类型的缺陷能够通过肉眼检测出来，对于这种全面腐蚀可以采取以下方式，用超声波测厚仪对容器壁厚进行科学检测，算出设备腐蚀量以及年腐蚀速率，对容器的剩余壁厚实施强度检测合格的，可以确保设备安全运行；对于强度检测不合格的，采用腐蚀速率来缩短检验周期、降压运行或者补焊处理，补焊后合格的能确保安全运行。对于局部腐蚀，具体是指金属表面局部地方腐蚀破坏面比容器表面大，造成坑洼、沟槽、穿孔、破裂等现象。部分腐蚀部位小、腐蚀速率较快、很难预测腐蚀事故中80%以上是由部分腐蚀造成的，在具体的检测中对检查该类型的缺陷。借助放大镜以及超声波测厚仪对局部部位的腐蚀地方科学检测，并详细标注；依据《压力容器定期检验规则》第40条及第43条规定，对腐蚀部位的小于壁厚1 / 3 不防碍本身的定级。除此之外，要采取焊补措施进行补救。
4、母材缺陷：爪裂、夹层、表面气孔；可以借助肉眼对表面气孔进行检测，对夹层的检测要采用超声波测厚仪或者超声波探伤仪等专业器材进行检验，关键是对夹层和设备表面的夹角进行检测，看它们是不是在规定允许的范围之内，其中和自由表面平行的夹层不用采取相应措施处理；对于和自由表面夹角不超过10°的夹层，要根据《压力容器定期检验规则》第46条和第47条的规定，科学分析设备缺陷的安全情况。
5、焊接缺陷。因为焊接就是一个冶金过程，这个过程主要是在固态金属结构中实施的，焊缝及周围受到不均匀的加热或冷却，再加上材料、技工、技术等本身的影响，焊接接头易于出现缺陷，它是容器中最容易出现问题的地方。这种焊接的缺陷一般是在制造的时候产生的，但是主要是通过设备的运行，小的缺陷逐渐变大并扩展为大的缺陷和新的缺陷，进而对设备的良好运行产生影响。
参考文献
[1]包贵林.锅炉及压力容器焊接接头外观质量检验浅析[J].装备制造技术.2010.
[2]张春雷.电站锅炉高温压力管道对接焊缝裂纹分析及处理[J].焊接.2010.
[3]邱燕，刘志超等.电站煤粉锅炉炉内压力波动的非线性特性分析[J].2010.
[4]杨昭.工业蒸汽锅炉监督检验中射线检测比例探讨[J].石油化工设备.2011.
[5]游韬.单面焊双面成形技术应用在压力管道焊接上[J].品牌与标准化.2010.
[6]彭小兰，李丁等.生物质锅炉的制造监督检验实践[J].节能与环保.2011.
[7]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》2011.