低溫絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)研究

徐海峰

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院揚(yáng)州分院，江蘇 揚(yáng)州 225000）

低溫絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)研究

徐海峰

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院揚(yáng)州分院，江蘇 揚(yáng)州 225000）

在日常的工作中，低溫絕熱壓力容器很容易出現(xiàn)由于一些因素的影響而造成的失效情況。一旦容器發(fā)生失效的情況，相關(guān)技術(shù)人員首先要對(duì)造成失效的原因進(jìn)行斷定，并要對(duì)容器進(jìn)行檢驗(yàn)與評(píng)定，從而確保相關(guān)人員能夠?qū)θ萜靼l(fā)生的問題進(jìn)行有效的控制與解決。本文將就低溫絕熱壓力容器的失效因素以及檢驗(yàn)評(píng)定方式開展研究和論述。

低溫絕熱壓力容器；失效因素；檢驗(yàn)評(píng)定；檢驗(yàn)結(jié)論

低溫絕熱壓力容器現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到了人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)之中，像燃?xì)夂吞烊粴獾阮I(lǐng)域都有所涉及，低溫絕熱壓力容器的發(fā)展步伐也在逐漸加快，但該容器在運(yùn)用時(shí)，會(huì)因?yàn)橐恍┮蛩囟鴮?dǎo)致失效的情況出現(xiàn)，想要對(duì)該容器進(jìn)行有效的管理，就需要對(duì)導(dǎo)致容器失效的原因進(jìn)行分析，從而找到正確的解決方案，對(duì)容器進(jìn)行合理的控制。

1　低溫絕熱壓力容器失效的原因

1.1容器封頭的直邊端存在開裂情況

目前我國(guó)制造的低溫絕熱壓力容器的內(nèi)膽基本都是由“奧氏不銹鋼”材料制作而成的，根據(jù)相關(guān)單位對(duì)容器失效的原因進(jìn)行深入調(diào)查的情況發(fā)現(xiàn)，多數(shù)不銹鋼容器失效的原因都是因?yàn)槿萜鞣忸^的直邊端出現(xiàn)了開裂。一般引起這一現(xiàn)象的原因主要有以下幾個(gè)方面的問題：

（1）直邊端的應(yīng)力力度發(fā)生變化。如果封頭在進(jìn)行制作時(shí)改變了應(yīng)力的力度，很多封頭并不適應(yīng)這種改變之后的應(yīng)力力度，進(jìn)而造成直邊端因承受力度不適而出現(xiàn)開裂的情況。

（2）封頭的冷卻時(shí)間過長(zhǎng)。在進(jìn)行容器內(nèi)膽的制作時(shí)，“奧氏不銹鋼”這一材料始終保持的是液體的狀態(tài)，而封頭在生產(chǎn)時(shí)需要對(duì)材料進(jìn)行加熱以及冷卻的處理操作，但不同的冷卻方法，冷卻的速度也截然不同。按照我國(guó)對(duì)該容器的相關(guān)規(guī)定中已經(jīng)明確指出，熱處理操作時(shí)的溫度要保持在140℃以上，并要及時(shí)對(duì)容器進(jìn)行冷卻處理。多數(shù)企業(yè)在進(jìn)行冷卻時(shí)都選擇了風(fēng)冷的形式，但對(duì)于封頭選擇的卻是自然冷卻的形式，這樣的處理方式時(shí)間過長(zhǎng)，很容易導(dǎo)致馬氏體組織出現(xiàn)。

（3）更換不銹鋼材料。一些生產(chǎn)廠家為了提升容器的強(qiáng)韌度，節(jié)約生產(chǎn)成本，會(huì)使用經(jīng)過強(qiáng)化的不銹鋼材料，雖然這種強(qiáng)化過的材料會(huì)在使用中帶來了諸多優(yōu)勢(shì)，但在性能方面與原有的材料存在一定的差距，也很容易導(dǎo)致封頭出現(xiàn)“馬氏體組織”，從而造成封頭開裂。

1.2真空失效方面的問題

就低溫絕熱壓力容器的夾層真空度的檢測(cè)而言，根據(jù)相關(guān)規(guī)定的明文規(guī)定，夾層的真空度以及日蒸發(fā)率都是對(duì)容器使用時(shí)間以及使用性能進(jìn)行評(píng)定的主要標(biāo)準(zhǔn)，但在進(jìn)行真空度的評(píng)定時(shí)，會(huì)因?yàn)檎婵找?guī)管管型的不同以及夾層內(nèi)部介質(zhì)的操作方式失誤而導(dǎo)致檢測(cè)的數(shù)值出現(xiàn)偏差，進(jìn)而無法對(duì)容器的進(jìn)行正確的評(píng)定，造成真空失效。

2　檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)

2.1檢驗(yàn)、評(píng)定時(shí)的相關(guān)問題

（1）真空規(guī)管出現(xiàn)損壞。根據(jù)大量的實(shí)踐調(diào)查證明，如果將低溫絕熱壓力容器放置在室外的環(huán)境中，設(shè)備就會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中受到外界因素的影響，而真空規(guī)管的內(nèi)部也會(huì)有水蒸氣的情況出現(xiàn)，若未能及時(shí)對(duì)水蒸氣進(jìn)行處理，就很有可能會(huì)引起更加嚴(yán)重的情況發(fā)生，對(duì)真空規(guī)管的性能造成了一定的影響，從而導(dǎo)致容器無法正常進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。而且一些不良廠家，在進(jìn)行容器生產(chǎn)時(shí)并沒有安裝相關(guān)的保護(hù)設(shè)施，導(dǎo)致真空規(guī)管很容易就會(huì)受到損壞。

（2）真空度判定方面的問題。真空規(guī)管的結(jié)構(gòu)以及管式與以往相比更加多樣、豐富，雖然存在一定的優(yōu)勢(shì)，但接口的一致性以及匹配性較為欠缺，增加了檢驗(yàn)的難度，除此之外，容器內(nèi)部不同的介質(zhì)與不同的測(cè)量環(huán)境都有可能對(duì)真空度的檢測(cè)結(jié)果造成直接的影響。就絕熱性能與夾層真空度的影響方面而言，如果夾層材料的泄露、夾層中的氣體含量上升以及熱導(dǎo)率的增加都有可能造成真空度的降低。除此之外，技術(shù)人員要對(duì)容器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要對(duì)容器運(yùn)行的記錄進(jìn)行詳細(xì)的閱讀，進(jìn)而判斷容器的壓力是否正常，是否有結(jié)露以及結(jié)霜的情況出現(xiàn)，并要對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行確認(rèn)，確保容器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）檢驗(yàn)項(xiàng)目判定方面的問題。就對(duì)低溫絕熱壓力容器的檢驗(yàn)方面而言，相關(guān)人員主要進(jìn)行檢驗(yàn)項(xiàng)目有：隔熱層檢測(cè)、相關(guān)資料的審查以及罐體油漆涂層檢驗(yàn)等方面，而這些項(xiàng)目的檢驗(yàn)都存在一定的不足之處，像在進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)、核準(zhǔn)的操作時(shí)，因?yàn)闊o法對(duì)容器的壁厚進(jìn)行測(cè)量，無法得到實(shí)測(cè)的數(shù)值；而在對(duì)氣密性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，技術(shù)人員只能對(duì)裸露在外的管線進(jìn)行檢驗(yàn)，卻無法對(duì)內(nèi)部位置的管線進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)；如果內(nèi)膽出現(xiàn)泄露的情況，就會(huì)對(duì)真空度的檢測(cè)結(jié)果造成直接的影響，同時(shí)還會(huì)增加氣密性的檢驗(yàn)成本。

2.2檢驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)定和結(jié)論

（1）設(shè)定檢驗(yàn)項(xiàng)目。一般該容器的檢驗(yàn)項(xiàng)目主要有兩種，一種就是氣密性的檢驗(yàn)，另一種就是強(qiáng)度校核。當(dāng)要對(duì)容器各部件的連接緊密性和泄露情況進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，就應(yīng)當(dāng)使用氣密性檢驗(yàn)，使用這種檢驗(yàn)方式能夠檢查出內(nèi)膽以及夾層中是否有泄漏現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而確保容器的真空度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如果無法保證真空度，則容器外部很容易出現(xiàn)結(jié)露等問題，會(huì)對(duì)容器性能造成直接影響。如果容器發(fā)生泄漏，只是對(duì)外露管線實(shí)施檢測(cè)并不能了解容器內(nèi)部的狀況，一旦泄漏點(diǎn)在內(nèi)部，則很難對(duì)泄漏部位進(jìn)行及時(shí)的處理，此時(shí)使用氣密性的檢驗(yàn)方式并不能找到找泄漏點(diǎn)位置；但泄漏情況如果不是極為嚴(yán)重時(shí)，相關(guān)人員可以對(duì)真空計(jì)進(jìn)行測(cè)量，從而找到漏點(diǎn)。雖然氣密性的檢測(cè)方式具有一定的優(yōu)勢(shì)，但其檢測(cè)的成本過高，因此，如有其它檢驗(yàn)方式，并不建議使用氣密性檢驗(yàn)的方式。

如果容器的腐蝕深度過高，已經(jīng)高于腐蝕承受的標(biāo)準(zhǔn)或名義厚度不明確以及強(qiáng)度值存在疑慮時(shí)，都會(huì)使用強(qiáng)度校核對(duì)容器進(jìn)行檢驗(yàn)，使用這一檢驗(yàn)方式，就是為了判斷出容器存在的問題是否會(huì)對(duì)容器運(yùn)轉(zhuǎn)的安全造成直接的影響，值得注意的是，在對(duì)壁厚進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，無論是使用強(qiáng)度校核，還是使用應(yīng)力分析方式，都無法檢測(cè)出容器內(nèi)膽的壁厚。

（2）檢驗(yàn)結(jié)論。根據(jù)相關(guān)檢驗(yàn)條例的規(guī)定，對(duì)容器的安全狀況進(jìn)行判定時(shí)，要對(duì)材料、結(jié)構(gòu)以及原始焊接等情況進(jìn)行檢驗(yàn)。通過對(duì)檢驗(yàn)項(xiàng)目的研究不難發(fā)現(xiàn)，受壓元件是評(píng)定的主要對(duì)象，而低溫絕熱壓力容器會(huì)因?yàn)榉忸^直邊端開裂以及真空度失效是容器可能發(fā)生的主要問題。但由于現(xiàn)有檢驗(yàn)手段無法對(duì)容器內(nèi)膽封頭的情況進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)人員需要以容器年檢的結(jié)果作為參考對(duì)內(nèi)部情況進(jìn)行判定，并要對(duì)真空降低的速率進(jìn)行定期的檢驗(yàn)，保證容器運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。

3　結(jié)束語

通過本文對(duì)低溫絕熱壓力容器各方面的介紹使我們了解到，該容器的結(jié)構(gòu)較為特殊，無法像其他容器一樣進(jìn)行直接的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)工作難度較大，且容易因封頭以及真空方面的問題造成失效，對(duì)容器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)形成了直接的影響。而檢驗(yàn)工作是容器安全運(yùn)行的重要保障，相關(guān)技術(shù)人員要積極思考對(duì)策，對(duì)容器進(jìn)行檢驗(yàn)、評(píng)定，對(duì)容器可能存在的問題進(jìn)行預(yù)判，進(jìn)而找到合理的解決方案。

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1671-0711（2016）09（下）-0082-02