淺析壓力容器檢驗的質量控制

摘要：由于壓力容器檢驗的實質是預測及預防壓力容器的失效，而失效的主要形式是強度失效，文章著重闡述了壓力容器強度最薄弱的焊縫致密性檢驗，壓力容器整體強度的檢驗-水壓試驗。

關鍵詞：壓力容器 質量控制 焊縫致密性檢驗 承壓能力檢驗

1、前言

壓力容器是具有爆炸危險性的承壓類特種設備，它承受著高壓、高溫、低溫，易燃、劇毒或腐蝕介質，一旦發生爆炸或泄漏往往并發生火災，中毒等災難性事故，造成嚴重的環境污染，給社會經濟、企業生產和人民生活帶來損失和危害，直接影響社會安定。

壓力容器廣泛地應用于石油、化工、機械、冶金、輕工、航空、航天、國防等工業部門的生產以及人民的生活，在化肥、煉油、化工、農藥、醫藥、有機合成等行業，壓力容器是主要的生產設備，例如在年產30萬噸的乙烯裝置中，壓力容器約占設備總量的35%。據國家質檢總局統計：我國現有壓力容器約147萬臺，其中固定式壓力容器約145萬臺，移動式壓力容器約2萬臺，另有氣瓶約1億只。壓力容器每年增加25萬臺，氣瓶每年增加2000萬只。隨著我國國民經濟的發展，我國壓力容器的數量將日益增多。

壓力容器承受各種靜、動載荷或交變載荷，有些還有附加的機械或溫度載荷。其運行溫度和壓力變化范圍相當寬廣：從-100℃以下的低溫到1000℃以上的高溫；從真空到100MPa以上的超高壓，有時運行條件甚至達到苛刻的地步，如合成氨的器的操作壓力10~100MPa，高壓聚乙烯裝置的操作壓力為100~200MPa。內部介質為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于或等于標準沸點的液體，多達數千種，有些易燃、易爆、有毒、腐蝕等有害介質。上述因素使壓力容器從設計、制造、到使用、維修都不同于一般機械設備、所以壓力容器比一般機械設備有更高的要求。

檢驗是壓力容器安全管理的重要環節。按工作性質，壓力容器檢驗可分為產品安全性能監督檢驗和在用壓力容器定期檢驗兩大類。安全性能監督檢驗的任務保證壓力容器產品質量。在用壓力容器定期檢驗是指壓力容器使用期間的定期檢驗，它是保證設備長期運行生產的有力措施。通過定期檢驗及時發現使用中壓力容器的新生缺陷的制造安裝過程中漏檢的缺陷，根據檢驗結果重新確定其安全狀況等級，以決定繼續使用，監控使用，修復后使用或判廢。壓力空器檢驗的基本目的就是防止壓力容器失效事故，特別是危害嚴重的破裂事故發生，因此，在某種程度上可以說，壓力容器檢驗的實質就是失效的預測和預防。

壓力容器失效大致可分為強度失效，剛度失效，失穩失效和泄漏失效四大類，其中強度失效是壓力容器最主要失效形式。因強度失效是容器失效的主要形式，故對壓力容器的檢驗需對其強度格外關心。目前壓力容器的制造方式絕大數數是焊制品，而焊縫由于其特殊的鑄造組織特點，是整個容器的薄弱環節。下面著重闡述如何進行壓力容器焊接成品的焊縫致密性檢驗和承壓能力檢驗。

2、焊縫致密性檢驗

焊縫致密性檢驗方法常用的有煤油試驗法、載水試驗法、沖水試驗法、沉水試驗法、沉水試驗法、吹起試驗法、氨氣試驗法等，下面介紹其中幾種常用的方法。

2.1煤油試驗

煤油試驗適用于敞開的容器和儲存液體的儲器以及同類其他產品的密封性檢驗。試驗時在便于觀察和焊補的一面涂白堊粉，待干燥后在焊縫另一面涂煤油，試驗過程中涂2～3次，持續15min～3h。涂油后立即開始觀察白堊粉一側，如在規定時間內，焊縫表面未出現油斑和油帶，即判定為合格。

2.2載水試驗

適用于不受壓的容器或敞口焊接儲器的密封性試驗。試驗時，仔細清理容器焊縫表面，并用壓縮空氣吹凈、吹干。氣溫不低于0℃的條件下，在容器內灌入溫度不低于5℃的凈水，然后觀察焊縫，持續時間不得少于lh。在試驗時間內，焊縫不出現水流、水滴狀滲出，焊縫及熱影響區表面無“出汗”現象，即為合格。

2.3沖水試驗

適用于難以進行水壓試驗和載水試驗的大型容器。試驗時，用出口直徑不小于15 mm的消防水帶往焊縫上沖水。水射流方向與焊縫所在表面夾角不小于700。試驗水壓應不小于0．1 MPa，以造成水在被噴射面上的反射水環直徑不小于400mm。試驗時的氣溫應高于0℃、水溫高于5℃。對垂直焊縫應自上而下進行檢查，沖水同時對焊縫另一面進行觀察。

3、壓力容器承壓能力檢驗

3.1常用檢驗方法簡介

壓力容器的承壓能力檢驗有水壓試驗和氣壓試驗。水壓試驗，即以水為介質進行的超壓水壓試驗。是通過向設備或系統充水加壓，在加壓中及加壓后，觀察設備或系統有無滲漏破裂，或明顯變形的一種檢驗方式，主要是檢查壓力容器承壓部件的強度和嚴密性。其目的是檢查設備的完善程度，暴露缺陷，避免帶有嚴重缺陷的壓力容器承壓部件投入運行或繼續運行。氣壓試驗一般用于低壓容器和管道的檢驗，氣壓試驗比水壓試驗更為靈敏和迅速。氣壓試驗的危險性比水壓試驗大。

3.2水壓試驗具體試驗方法

在壓力容器承壓能力檢驗中，實際運用較多的是水壓試驗，下面就水壓試驗的具體試驗方法做一簡介。

3.2.1水壓試驗過程

水壓試驗前，被試設備各連接部位的緊固螺栓必須裝配齊全，緊固妥當。應配置兩個經過校驗準確可靠的壓力表，其量程應為2倍的試驗壓力，安裝于被試設備頂部便于觀察的位置。被試設備內部應充滿水，滯留在器內的氣體必須排除干凈。被試設備的外表面應保持干燥。水壓試驗時，壓力升降應緩慢進行，當壓力升至工作壓力時，應停止升壓檢查有無異常情況，無異常時方可升壓至試驗壓力。對焊制鍋爐和壓力容器，在試驗壓力下保持20min(鍋爐)或30min(容器)，然后降至工作壓力進行全面檢查。檢查期間壓力應保持不變，不得采用連續加壓方式來維持壓力不變。

3.2.2水壓試驗合格標準

水壓試驗檢查合格的標準是：在承壓部件金屬壁和焊縫上沒有水珠；水壓試驗后，用肉眼觀察不到殘余變形。對設計要求測定水壓試驗殘余變形的容器，徑向殘余變形不超過0．03％，或容積殘余變形不超過容積全變形的10％。

4、結語

壓力容器由于密封、承壓及介質等原因，容易發生爆炸、燃燒起火而危及人員、設備和財產的安全及污染環境的事故，做好壓力容器檢驗工作保證其安全尤為關鍵和重要。

參考文獻：

[1]強天鵬.壓力容器檢驗[M].2008

[2]劉巧平.張廷晉關于過濾壓力容器檢驗措施的探討[J].科技創新導報 2011(1)