在用壓力容器缺陷的檢測

在用壓力容器一般缺陷的檢驗楚雄州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心

（特種設(shè)備檢所）

李 繼

留摘要：壓力容器是廣泛使用的、具有爆炸危險的承壓設(shè)備， 在用壓力容器缺陷的產(chǎn)生是經(jīng)常發(fā)生的。了壓力容器安全可靠的使用，保證人民生命財產(chǎn)的安全， 促進國民經(jīng)濟的發(fā)展， 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》要求使用單位定期對在用壓力容器進行檢驗， 以便消除缺陷或控制使用。 檢驗前要對設(shè)備技術(shù)

為狀況和使用情況進行周密地了解，有針對性地制定出科學的、可行的檢驗方案。關(guān)鍵詞：壓力容器；檢驗方法；缺陷；由于壓力容器材質(zhì)、制造工藝、使用條件、使用環(huán)境的差異，不同的容器需有不同的檢驗方案。本文對我個人多年來對壓力容器檢驗的經(jīng)驗及粗淺的知識，討論一下在用壓力容器缺陷的種類、產(chǎn)生的原因、有效檢測方法、以及檢測方案的內(nèi)容、制定程序和制定依據(jù)。一、在用壓力容器檢驗檢測的方法設(shè)備檢驗方法通常可以分為兩大類：即破壞性檢驗和非破壞性檢驗。在此，我討論的檢驗方法主要是非破壞性檢驗。在用壓力容器非破壞性檢驗方法，大致上可分為：1、宏觀檢驗：目視檢查、厚度測量、硬度檢測、無損探傷；1）、目視檢查：檢查容器內(nèi)、外表面狀況，是了解壓力容器使用后的變化，確定深入檢驗范圍的重要方法和步驟。由于多數(shù)缺陷首先是從表面產(chǎn)生的，所以，相當一部分缺陷，可以首先用目視檢查發(fā)現(xiàn)，因此，檢修開始時，首先組織進行目視檢查。關(guān)于檢查的一般內(nèi)容，在《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中有明確規(guī)定，請查閱。2）、厚度測量：現(xiàn)在通常采用超聲波測厚儀來進行。一般厚度測量可采用精度為±0.1mm的測厚儀測量；要求較準確的腐蝕裕度測量，可采用±0.01mm的高精度測厚儀測量；對于點狀腐蝕的測量，可采用點腐蝕測深儀來測量。3）、硬度檢測：壓力容器的失效分析。4）、無損探傷：無損探傷方法很多，世界上最常用的是—射線探傷、超聲波探傷、電磁探傷、滲透探傷和渦流探傷五大探傷方法，在國內(nèi)壓力容器探傷中常采用的方法是前四種，尤其以 X射線探傷最普遍。實際上五大探傷方法各有各的用途，各有各的優(yōu)點，也各有各的不足，沒有一個方法是萬能的，只有根據(jù)不同的容器、不同的化工介質(zhì)、可能產(chǎn)生的，不同缺陷的特點和部位，采用多種探傷方法進行綜合檢驗，才能有效地檢驗出所存在的缺陷，以達到安全使用的目的。2、微觀檢驗：低倍金相檢驗、高倍光學顯微鏡檢驗、光譜分析和電子顯微鏡檢驗；低倍金相檢驗：主要是檢驗非金屬夾雜物，及偏析和裂紋檢驗，有不腐蝕的低倍顯微檢驗、冷蝕、熱蝕檢驗、硫偏析硫印檢驗等。高倍光學顯微鏡檢驗和電子顯微鏡檢驗：主要是檢驗微觀組織及分布，如晶粒度、帶狀組織；微觀組織變化，如脫碳、滲碳、硫化物析出及珠光球化等；以及微觀裂紋等。3、耐壓試驗、氣密性檢驗及強度校核。綜合檢驗：除了前面對無損探傷方法的論述外，宏觀檢驗、微觀檢驗及耐壓試驗、氣密性檢驗等綜合性檢驗是對宏觀缺陷、微觀缺陷和力學性能等進行全面檢驗，全面衡量評價容器所必需的，不可偏廢。那種只重視其中一種方法，如以無損探傷代替全面檢驗，甚至只使用X射線檢驗的作法是非常有害的。二、在用壓力容器常見缺陷及檢驗1、容器和材料常見缺陷各種材料和工件常見缺陷，見下表：各種材料和工件常見缺陷工件名稱 常 見 缺 陷焊接接頭 裂紋、未熔合、未焊透、夾渣、氣孔、咬邊、凹陷、偏析鍛 件 白點、裂紋（表面裂紋、皮下裂紋、十字裂紋） 、夾雜、折迭鑄 件 縮孔、疏松、氣泡、包砂、夾雜、冷隔、收縮裂紋、偏析板 材 夾層、夾灰、裂紋、重皮、帶狀組織復合鋼板 粘合不良管 材 內(nèi)壁裂紋、外壁裂紋、夾雜、翹皮、折迭棒 材 裂紋、發(fā)紋、夾雜、偏析壓力容器常見缺陷，見下表：壓力容器常見缺陷容器常出現(xiàn)的主要缺陷類型設(shè)備舉例種類均勻腐蝕、點狀腐蝕、縫隙腐蝕酸、堿、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐①晶間腐蝕不銹鋼壓力容器蝕②氫腐蝕氨合成系統(tǒng)、氨合成塔等性NaOH腐蝕（堿脆）蒸汽鍋爐等介應力腐蝕甲烷（CH4）腐蝕合成系統(tǒng)高溫設(shè)備質(zhì)2液化石油氣貯存、脫硫系統(tǒng)HS腐蝕容22脫碳系統(tǒng)、低變分離系統(tǒng)CO—CO—HO腐蝕器液氨腐蝕液氨貯罐、制冷系統(tǒng)鍋爐水中O2腐蝕鍋爐、廢鍋、鍋爐給水加熱器高強度低合金冷裂紋（延遲裂紋）氨合成系統(tǒng)鋼容器低溫冷裂紋、低溫脆裂、保溫層不良造低溫貯罐（乙烯球罐）、液態(tài)烴容器成外壁大氣脆裂貯罐、液氨貯罐高 溫容 器及易產(chǎn)生超溫的容器

蠕變破壞原料器脫硫系統(tǒng)、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、脫碳高中低溫變換系統(tǒng)、甲烷化爐、珠光體球化對流段換熱系統(tǒng)碳化物聚集熱應力、熱沖擊疲勞裂紋 異種材料奧氏體焊接接頭壓力容器常見缺陷可分為兩部分，一部分是壓力容器使用前產(chǎn)生的缺陷，稱為“先天缺陷” ，是加工、制造、安裝過程中產(chǎn)生的。另一部分是容器使用后產(chǎn)生的缺陷，稱為“后天缺陷”，是壓力容器在使用條件下，必然（設(shè)計范圍內(nèi)的、長期的）或偶然（操作、維修事故、自然災害等）產(chǎn)生的。在用壓力容器檢驗，需要檢驗那些遺留下來的“先天缺陷”，但最主要的是檢驗使用中產(chǎn)生的“后天缺陷”，以防止壓力容器失效和突然事故的發(fā)生。根據(jù)斷裂學的觀點，“后天缺陷”是物理、化學和力學等，多種條件的復雜作用下產(chǎn)生的。在實際檢驗中，要根據(jù)壓力容器的具體情況，從結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、使用溫度、應力、工作介質(zhì)等方面綜合分析研究，有效地進行檢驗。說明：①、晶間腐蝕：沿著金屬晶粒間的分界面向內(nèi)部擴展的腐蝕。主要由于晶粒表面和內(nèi)部間化學成分的差異以及晶界雜質(zhì)或內(nèi)應力的存在。 晶間腐蝕破壞晶粒間的結(jié)合， 大大降低金屬的機械強度。而且腐蝕發(fā)生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤，看不出被破壞的跡象，但晶粒間結(jié)合力顯著減弱，力學性能惡化 , 不能經(jīng)受敲擊，所以是一種很危險的腐蝕。通常出現(xiàn)于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼、鎳基合中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學工廠的一個重大問題。②、氫腐蝕：在高