壓力容器鉚焊檢驗(yàn)優(yōu)化方案的分析

南京麥馳鈦業(yè)有限公司 芮嵐森

1 引言

由于經(jīng)濟(jì)全球化和人工成本的不斷增加，世界制造業(yè)已逐漸轉(zhuǎn)移到亞太地區(qū)。目前，大多數(shù)的國(guó)家對(duì)壓力容器的制造標(biāo)準(zhǔn)都以美國(guó)的ASME認(rèn)證為準(zhǔn)。我國(guó)制造業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，已具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模和實(shí)力基礎(chǔ)，為國(guó)外向我國(guó)轉(zhuǎn)移裝備制造業(yè)提供了現(xiàn)實(shí)的可能。因此壓力容器的鉚焊檢驗(yàn)技術(shù)也越來越成為一個(gè)國(guó)家壓力容器鉚焊工藝的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

2 壓力容器的制作標(biāo)準(zhǔn)

壓力容器規(guī)范的目的是確保壓力容器在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)能夠安全運(yùn)行。從壓力容器的選材、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等工藝進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求。美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）是目前大多數(shù)國(guó)家對(duì)壓力容器的制造標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)成立于1880年，1914年首先提出了固定式鍋爐結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則及其許用工作壓力。目前，ASME壓力容器制造標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為各國(guó)壓力器件的參考準(zhǔn)則。我國(guó)的壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要可分為兩大類，第一類是GB系列標(biāo)準(zhǔn)，作為我國(guó)壓力容器建造的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，GB系列標(biāo)準(zhǔn)在其構(gòu)成形式上可分為四個(gè)部分：通用要求、材料、設(shè)計(jì)、制造檢驗(yàn)與驗(yàn)收。除此之外，還增加了“以驗(yàn)證性爆破試驗(yàn)確定容器設(shè)計(jì)壓力”、“對(duì)比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法”、“局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析和評(píng)定”等附錄。第二類是JB系列標(biāo)準(zhǔn)，JB系列是一個(gè)比較先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，它所涉及的壓力容器的面比較寬,適用于使用壓力大于10MPa，殼體大于5000Kg的大型金屬容器，對(duì)于一些容器并不需要用JB系列進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)時(shí)采用GB系列還是JB系列應(yīng)考慮所設(shè)計(jì)的壓力容器安全、合理和經(jīng)濟(jì)。我國(guó)的這兩大標(biāo)準(zhǔn)基本上都是參照ASME規(guī)范制定的。

3 壓力容器的設(shè)計(jì)流程

目前,壓力容器的設(shè)計(jì)方法有很多種，最常見的就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，CAPP系統(tǒng)在很多壓力容器企業(yè)都有使用,使用方法也不盡相同。

3.1 確定容器類別

容器類別的劃分是依據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局所頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，要是根據(jù)工作壓力的大小、介質(zhì)的危害性和容器破壞時(shí)的危害性來劃分的。

3.2 確定設(shè)計(jì)壓力

在進(jìn)行壓力容器的壓力設(shè)計(jì)時(shí)，一般取工作時(shí)的最高壓力的1.05～1.10倍，具體選擇取決于介質(zhì)的危害性和容器所附帶的安全裝置。如果所選介質(zhì)是無害的并且裝有安全閥等就可以取下限，否則取上限。

3.3 確定設(shè)計(jì)溫度和容積

對(duì)于溫度的選取，一般根據(jù)用戶提供的溫度，再考慮容器所處的環(huán)境因素進(jìn)行溫度的評(píng)估與選取，而容積則直接根據(jù)所需容積設(shè)計(jì)。

3.4 確定腐蝕裕量

由所選定受壓元件的材質(zhì)、工作介質(zhì)對(duì)受壓元件的腐蝕率、容器使用環(huán)境和用戶期待的使用壽命來確定，實(shí)際上應(yīng)先選定受壓元件的材質(zhì)，再確定腐蝕裕量。

3.5 確定焊接工藝

根據(jù)壓力容器的工作環(huán)境按照我國(guó)壓力容器的制作標(biāo)準(zhǔn)，選擇確定適用于哪一類標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)焊縫系數(shù)進(jìn)行選取。

4 壓力容器的檢驗(yàn)方案優(yōu)化

4.1 檢驗(yàn)前應(yīng)當(dāng)審查以下資料

（1）設(shè)計(jì)單位資格設(shè)計(jì)說明書。

（2）制造單位資格與制造詳情。

（3）歷次全面檢驗(yàn)報(bào)告。

（4）運(yùn)行記錄以及運(yùn)行中異常情況的記錄。

（5）維修或改造的記錄及其檢驗(yàn)證書。

4.2 采用危險(xiǎn)性缺陷為檢測(cè)目標(biāo)

根據(jù)檢驗(yàn)報(bào)告顯示，在眾多的缺陷中，危險(xiǎn)性缺陷是壓力容器在使用過程中最危險(xiǎn)的缺陷。采用危險(xiǎn)性缺陷檢驗(yàn)主要是對(duì)表面裂紋以及鉚接接口進(jìn)行檢驗(yàn)。

4.3 表面缺陷檢測(cè)的優(yōu)化

常規(guī)的無損檢測(cè)技術(shù)無法確定某些超標(biāo)的缺陷是穩(wěn)定的還是活動(dòng)的，而運(yùn)用超聲波技術(shù)進(jìn)行則可以檢測(cè)活動(dòng)性缺陷。根據(jù)超聲波的頻譜分析可以確定缺陷的嚴(yán)重性與精確位置。另外，超聲波檢驗(yàn)方法可以時(shí)刻對(duì)運(yùn)行中的壓力容器進(jìn)行定期檢測(cè)。對(duì)于大型容器，如球罐、大型臥式容器、塔器等均可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

為了對(duì)受檢容器有更多的了解，可根據(jù)需要，利用超聲波進(jìn)行深埋缺陷檢測(cè)。

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