【摘要】近年來,壓力容器得到了廣泛應用,研究其定期檢驗與缺陷處理得到了有關方面的廣泛關注。本文首先介紹了檢驗的范圍與項目,分析了在役壓力容器定期檢驗中常見的缺陷和處理方法,并結合相關實踐經驗,提出了個人的幾點思考。
【關鍵詞】在役壓力容器;定期檢驗;缺陷處理
一、前言
作為在役壓力容器應用中的重要內容,其定期檢驗與缺陷處理有著重要意義。該項課題的研究,將會更好地提升定期檢驗與缺陷處理的實踐水平,從而有效保障在役壓力容器在實際應用中的效果。
二、檢驗的范圍與項目
1.安裝檢驗
主要是檢查安裝是否符合設計及工藝要求,有關安裝記錄資料是否齊全。各單臺容器與系統中的連接是否符合設計要求,基礎與框架及塔器設備的垂直、傾斜度是否符合設計及安裝規范。各臺容器及系統的耐壓試驗和氣密性試驗是否按試壓要求進行,外保溫、防腐是否符合有關要求,各項安全操作規程建立與否等內容都是壓力容器開車前的必檢項目。
2.運行中的停車檢查
運行中的檢驗也是容器按計劃運行后的檢驗,分為定期檢驗和年度檢查兩種。
定期檢驗是根據使用單位提出的檢驗時間,如停車、停車檢修時或更換觸媒時進行內外部檢驗或全面檢驗,此項檢驗工作應由技術監督局檢驗所或技術監督局審查取證的檢驗檢測單位進行。
年度檢查,一般由企業主管部門與企業設備安全部門,在容器的運行中及檢修中檢查,技術監督部門可進行監督檢查,主要檢查設備運行中的安全附件是否靈敏可靠,執行有關上級安全部門與業務主管部門規定的有關操作規程及國家頒布的法規規程的情況,把一切不安全隱患消滅在萌芽狀態。
3.檢驗項目及合格標準
(一)設備技術資料審查。一是設備技術資料的審查,主要是了解容器技術性能及使用要求,容器的結構,制造質量以及在使用中的安全管理等情況。二是容器的材質是否清楚,沒有質量證明書的容器應補做主要受壓部件的化學成分分析,無強度計算書時還應做強度校核。三是檢查容器運行記錄,有無超溫、超壓及違章操作情況,查看檢修及有關運行安全管理資料是否齊全。
(二)內外部檢驗。內外部檢驗部位及要求見表2。
(三)耐壓試驗檢查和氣密性試驗。壓力容器在檢驗后或修理完工均應做耐壓試驗和氣密性試驗,檢查容器的密封性和耐壓情況。做耐壓試驗時應按升壓曲線圖進行,耐壓試驗應遵守《壓力容器安全監察規程》《液化石油氣汽車槽安全管理規定》《液化氣體鐵路罐車安全管理規程》的有關規定。
三、在役壓力容器定期檢驗中常見的缺陷和處理方法
1.表面缺陷及其具體的處理方法
表面缺陷,顧名思義,即指容器表面存在的一些缺陷,這些問題往往能夠通過肉眼觀察到,隱蔽性不強,檢驗人員很容易發現。常見的表面缺陷有:機械損傷、工卡具焊跡、電弧灼傷、咬邊、腐蝕、表面氣孔、表面裂紋等等。
機械損傷、工卡具焊跡、電弧灼傷是引發表面裂紋的最主要原因,由于機械損傷、工卡具焊跡、電弧灼傷等造成容器表面凹凸不平,使得在容器承受的壓力分布不平勻,進而使得容器的磨損加重,產生表面裂紋。《安全狀況等級評定》中明確指出,"內、外表面不允許有裂紋。如果有裂紋,應當打磨消除,打磨后形成的凹坑在允許范圍內不需要補焊的,不影響定級;否則,可以補焊或者進行應力分析,經過補焊合格或者應力分析結果表明不影響安全使用的,可以定為2級或者3級。"
咬邊是指由于焊接參數選擇不當,或操作方法不正確,沿焊趾的母材部位產生的溝槽或凹陷。咬邊不僅減少了母材的有效截面積,而且在咬邊處可能引起應力集中,從而使得咬邊的邊緣組織被淬硬,引起裂紋。在《鋼制壓力容器》中對咬邊標準做出了具體的要求,檢驗人員可以根據要求判斷是否出現咬邊的情況。咬邊程度不同,處理方法也各異。一般容器發現咬邊現象,首先要判斷安全狀況劃分等級,在根據等級中的具體要求進行處理。對一般壓力容器不影響定級,超過時應當予以修復,進行打磨處理;但需要注意的是,低溫壓力容器不允許有焊縫咬邊。
壓力容器在操作條件(介質、溫度和壓力)的作用下,將會產生各種各樣的腐蝕。腐蝕又分為均勻腐蝕、點狀腐蝕和局部腐蝕三種,其主要根據腐蝕的分布情況進行分類。其危害主要主要表現為:腐蝕往往是壓力容器發生早期失效或突然損壞,造成停產,浪費人力、物力。檢驗人員根據不同的腐蝕類型和腐蝕程度進行具體問題具體分析。分散的點腐蝕,如果腐蝕深度不超過壁厚(扣除腐蝕余量)的1/3;在任意200mm直徑的范圍內,點腐蝕的面積之和不超過4500mm2,或者沿任一直徑點腐蝕長度之和不超過50mm,不影響定級;均勻腐蝕,如果按照剩余壁厚(實測壁厚最小值減去至下次檢驗期的腐蝕量)強度校核合格的,不影響定級;經過補焊合格的,可以定為2級或者3級;局部腐蝕,腐蝕深度超過壁厚余量的,應當確定腐蝕坑形狀和尺寸,并且充分考慮檢驗周期內腐蝕坑尺寸的變化,可以補焊或者進行應力分析,經過補焊合格或者應力分析結果表明不影響安全使用的,可以定為2級或者3級。
2.內部埋藏缺陷及其處理方法
內部埋藏缺陷,即指隱藏在材料內部的、不易被發現的一些問題,隱蔽性強。內部埋藏缺陷主要有:未熔合、未焊透、夾渣、鋼板分層以及材料本身的雜質缺陷等等。這些缺欠減少焊縫截面積,降低承載能力,產生應力集中,引起裂紋;降低疲勞強度,易引起焊件破裂導致脆斷。
這些內部埋藏的缺陷很難通過肉眼和簡單的輔助工具發現,其往往經超聲波或射線探傷來發現容器可能存在的缺陷。在《安全狀況等級評定》中對這幾種缺陷的安全狀況都有著明確的規定和分類,檢驗人員要根據評定標準對容器的缺陷情況進行及時地評定,確定容器是否可以繼續使用或使用年限等等,確保生產的安全性。內部埋藏缺陷是材料"與生俱來"的,在處理上具有一定的困難。根據實際經驗,筆者認為當安全等級較高時,對生產影響不大時,或修復的價值不高時,就不必做處理;若缺陷有動態發展傾向的或壓力容器具有修復價值時,可采用動火返修來處理問題。
四、幾點思考
1.應用極大似然法原理,可對檢測對象歷年檢測數據建立起來的缺陷數據庫進行有效利用,從而建立其磁粉、超聲波和射線檢測等方法的缺陷檢出概率(POD)曲線。
2.對磁粉、超聲波和射線等檢測方法進行組合,可得到一組一定漏檢率下不同缺陷長度與最少獨立檢測次數的關系曲線。
3.將漏檢概率控制與安全狀況要求、預期壽命控制相結合,可對一定漏檢概率下確保不同壽命(不同缺陷長度)的最佳獨立檢測次數進行有效計算,從而編制針對不同罐群不同壽命的無損檢測組合方案。
4.通過最佳獨立檢測次數的確定和無損檢測組合方案運用,可有效提高無損檢測能力。在不增加檢測工作量的情況下,就能將罐群中裂紋的漏檢概率控制在一個足夠低的安全范圍內,確保壽命控制期內罐群的安全運行。
5.通過最佳獨立檢測次數的確定和無損檢測優化組合方案運用,可為罐群的檢測工藝編制和檢測技術改進提供科學依據和動力,為罐群的安全使用、管理和維修與更換,提供科學依據和指導,具有極高的社會效益和經濟效益。
五、結束語
綜上所述,加強對在役壓力容器的定期檢驗與缺陷處理,對于其實際應用有著十分重要的意義,因此在今后的實踐中,,應該加強對其檢驗與缺陷處理的重視程度,注重其整體效果,以實現在役壓力容器整體效果的最大化。
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