壓力容器檢驗中存在問題及對策研究

屈松濤

摘 要：壓力容器屬于承壓類特種設備，由于承受壓力且在特種環境下工作，存在巨大安全隱患，所以加強壓力容器的定期檢查和安全管理尤其重要，以確保容器安全穩定工作。該文從壓力容器的定期檢驗、壓力容器的安全管理進行探討，分析了容器安全管理中存在的問題，并針對問題提出對策，以期能給壓力容器的使用者提供參考，提高壓力容器使用安全性。

關鍵詞：壓力容器 定期檢驗 問題 對策

中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（b）-0104-03

壓力容器是一種能夠承受壓力的密封性容器，隨著工業化進程的加快，其使用越來越普遍，在使用過程中，各種因素作用下極易發生介質泄漏及爆炸，引發安全事故，直接威脅著工作人員的人身和企業的財產安全。雖然隨著人們安全意識的提高、科技的進步和社會的發展，社會各界對壓力容器的質量提出了越來越高的要求，但在實際使用時，還存在很多單位和個人對壓力容器的危險性認識不到位，壓力容器的檢驗規范不能得到很好的實施。壓力容器屬于耐耗設備，在使用過程中做好檢驗工作非常重要，通過檢驗及時發現使用過程中的問題，并采取切實可行的措施加以處理，確保壓力容器使用的安全。要想正確安全地使用壓力容器，必須要深入了解壓力容器的性能，重視壓力容器的安全管理和定期檢驗，增強壓力容器的檢驗檢測技術水平。

1 壓力容器的定期檢驗

1.1 壓力容器的概念

壓力容器一般是指盛裝氣體或者液體，能夠實現反應、分離和儲藏等承受壓力的封閉性容器，被廣泛應用于石化行業、鋼鐵行業等企業中，并且現在一般企業也會用到。

依據使用功能和容器性能的不同，常常把容器依據使用壓力分為低壓容器、中壓容器、高壓容器、特高壓容器；依據加工工藝的不同可以分為反應容器、換熱容器、儲存容器、分離容器。由于壓力容器使用比較復雜，容器的安全管理對于安全使用壓力容器尤為重要。

1.2 定期檢查的內容

國家為了防止壓力容器發生安全事故，制定專門規章、條例，《特種設備安全法》及《壓力容器安全技術監察規程》等對設備強制性檢驗[1]。

為了保證壓力容器運行中安全，規定容器每年最少進行一次在線檢查，適當延長檢驗周期可以給一些企業節約客觀的成本，尤其是一些大型的鋼鐵企業、石油化工企業，這些企業的檢驗周期應根據企業的實際情況進行適當延長。對于一些小型企業，應嚴格按照相關規定要求，定期進行檢查，加強管理，采用先進生產方法和生產設備，減少設備故障頻率，保證設備的安全運行。安全檢查的目的是保證設備在一定的工作條件（可能是高溫、高壓、嚴重腐蝕）下能夠正常工作，這就要求對全部構件進行全面檢查。主要包括設備腐蝕檢查，這是運行過程中最常出現的問題，容器不可避免地會與接觸的介質發生一定程度的反應。設備最致命的問題是破裂，常常是首先出現裂紋，在疲勞和腐蝕的情況下，裂紋不斷擴大，后致使設備破裂。操作人員的職業素養在運行中起決定作用，較高職業素養的員工可以在設備損壞之前發現問題，并及時采取措施，防止設備損傷擴大，減少事故發生，在檢查過程中，能及時發現可能出現的問題，并及時排除。

1.3 定期檢驗的方法

1.3.1 一般檢驗方法

壓力容器在加工過程中，可能焊接、冷卷等工藝產生殘余應變，使用過程中產生裂縫等缺陷，從而影響產品的使用性能。對壓力容器進行性能檢驗，主要是進行設備缺陷檢驗，例如：焊縫、裂紋等內容。

（1）耐壓性檢驗。

使用耐壓性檢驗一方面可以檢驗容器的宏觀強度，另一方面可以檢驗容器焊接密封和嚴密性，可能會使用超壓[2]。在實際檢驗中，經常會發生焊接接頭或密封元件泄漏，更有甚者發生容器體開裂，由此可見耐壓試驗是不可缺少的，耐壓檢測也是檢驗壓力容器嚴密性和強度的重要方法。

（2）外觀檢驗。

在一般檢驗和生產中，相關人員常常通過容器的外觀檢測，可以發現容器的明顯缺陷。壓力容器的外觀尺寸、容器壁厚、容器表面缺陷、容器焊縫、容器安全控件和容器附件的檢查，可以發現容器比較大的形變、判斷焊縫是否合格、判斷容器是否容易發生形變，在檢查的過程中要對有缺陷的部件進行更換，對緊固件進行沖洗。

1.3.2 無損檢測

容器的常規檢測主要是通過肉眼觀察和簡單工具，使得一些微小缺陷無法及時發現，這就需要進行無損檢驗來探測容器損傷。常規的無損檢測主要包括超聲波探測、射線探測及表面探測等方法。在實際生產中，經常用到的是超聲波檢測，可以發現設備的內部缺陷。通過發射人耳聽不到的、頻率高于20 kHz的聲波對設備進行檢測，通過使用檢測儀器對不同脈沖檢測信號的分析，找到容器的內部缺陷[3]。最近隨著科技的進步，容器無損檢測也出現了很多新的檢測方法，主要有超聲波檢測、聲發射檢驗及紅外檢驗等方法，比較廣泛使用的是聲發射檢驗，也是使用前景最好的檢驗方法。

2 壓力容器定期檢驗中常見問題

壓力容器在生產過程中需要承受著巨大的壓力，同時還會受到強腐蝕性介質及高溫流體的沖刷磨損，而且操作壓力、溫度波動等都會對壓力容器的安全生產帶來較大的影響。再加之壓力容器在設計、制造和使用過程中也會存在一些缺陷，這些缺陷在壓力容器使用過程中會不斷地突顯出來，從而給容器使用的安全性帶來較大的隱患。因此對于使用中的壓力容器，需要檢驗人員定期進行檢驗，從而對存在的一些常見問題進行解決，確保壓力容器保持良好的運行狀態。

2.1 表面缺陷

表面缺陷主要是指壓力容器表面上存在的一些問題，這些問題通過肉眼即能夠觀察到，在檢驗過程中，檢驗人員很容易就能發現，主要以機械損傷、工卡具焊跡、電弧灼傷、咬邊、腐蝕、表面氣孔及裂紋等為主。

（1）機械損傷、工卡具焊跡、電弧灼傷引發的表面裂紋。在壓力容器制造過程中，由于機械、工卡具及焊接等操作過程中會對容器表面產生一定的損傷，從而導致壓力容器所承受的壓力分布不均勻，加重壓力容器的磨損程度，使壓力容器表面出現裂紋。

（2）腐蝕。壓力容器在使用過程中，由于受到介質、溫度和壓力等的共同作用，會導致腐蝕問題發生。壓力容器腐蝕問題主要以均勻腐蝕、點狀腐蝕及局部腐蝕為主，一旦腐蝕問題發生，則會使壓力容器使用壽命縮短，出現早期失效或是突然損壞，由此導致停產，帶來嚴重的經濟損失。

2.2 內部埋藏缺陷

壓力容器內部缺陷，由于隱藏于材料內部，具有較強的隱蔽性，輕易不會被發現。在內部隱藏缺陷中，主要以未熔合、未焊透、夾渣、鋼板分層以及材料本身的雜質缺陷等為主[4]。當這些缺陷問題存在時，不僅會導致焊縫截面積減少，而且壓力容器的承載能力也會出現較大程度的降低，會出現應力集中問題，從而引發裂紋。而且這些內部埋藏的缺陷，會導致壓力容器疲勞強度降低，從而出現焊件破裂問題，引發安全事故。

2.3 對部分國外進口材料的檢驗缺乏明確標準

由于存在一定的技術瓶頸，加之對于壓力容器的資金投入不是很多，使得我們國家在壓力容器零部件的應用上過于依賴西方的發達國家，由于不是自主研發的技術和部件，所以提升了壓力容器檢驗的難度系數。如果使用的是我們國家自己研發的壓力容器材料和零部件，那么在進行檢驗的時候就相對容易開展，而由于壓力容器材料和零部件大都是進口技術所得，所以管道檢驗標準和材料的更新之間就出現了一個明顯的時間差，尤其是在科學技術不斷發展和進步的今天，各種機械設備的更新速度相比于以前實現了質的飛躍，所以我們在進口國外先進的壓力容器材料標準的時候，不能制定一個統一而規范的檢驗標準，阻礙了管道檢驗工作的順利開展，使得壓力管道的安全性和穩定性得不到應有的保證，因此，當前對壓力容器壓力管道開展檢驗的主要的一個問題就是不能對國外的進口材料制定一個明確的檢驗標準。

2.4 檢驗人員檢驗工作有待完善

對于壓力容器的檢驗工作來說，檢驗人員是其中最為活躍的因素，同時也是最具決定性的因素，檢驗人員的一舉一動都關乎整個壓力容器檢驗工作的質量，所以要求壓力容器的檢驗人員具備較高的素質。但是目前的壓力容器檢驗檢測人員，其素質和工作都有待完善。第一，檢驗人員對于國家在壓力容器的檢驗工作方面的規范和標準缺乏細致的把握和了解，開展管道檢驗的時候不按照規范展開，經常自作主張；第二，檢驗人員未能發揮主觀能動性，不去主動對壓力容器的檢驗方法和技術進行研究與分析，缺乏適應性和創新精神，不能滿足壓力容器的檢驗工作以及整個行業對自己提出的要求；第三，某些檢驗人員不在自己的工作崗位上做好上級規定的檢驗工作，反而去越級檢驗，一部分檢驗人員為了尋求刺激經常到別的領域開展檢驗，由于專業知識的匱乏，其并不能做好越級檢驗，更嚴重的是由于自己的不規范操作導致壓力容器在使用的過程中存在安全隱患。

2.5 企業年度定期檢驗計劃編制不嚴密，導致定期檢驗工作不能有序開展

大部分企業根本不重視壓力容器的檢驗工作，許多企業只是出于應付心理才開展檢驗工作，沒有編制嚴格的壓力容器檢驗計劃，由于檢驗計劃的缺乏，使得正式的檢驗工作在開展的時候無章可循，擾亂了檢驗秩序，減緩了檢驗進度，同時降低了檢驗水平和質量。

2.6 設備情況特殊，不能按期實施開罐檢驗

有一些壓力容器是較為特殊的，例如：裝有催化劑的反應容器，對這種類型的容器開展檢驗的時候，不可能在每次檢修期間都開罐檢查，因此檢驗具有不全面的缺點，但是在這種特殊的情形之下使用單位往往不按規定辦理延期檢驗手續，使得設備違規使用，違背了相關法律法規。

2.7 設備日常維護保養、定期安全檢查、運行情況及事故記錄不完善

僅僅進行壓力容器的檢驗工作是遠遠不夠的，如果不能基于檢測結果和設備的實際情況進行實際的書面記錄，將會影響對檢驗結果的后期使用，不能在后期發現檢驗的缺陷。

3 壓力容器檢測中存在問題的解決對策

3.1 表面缺陷的處理

（1）機械損傷、工卡具焊跡、電弧灼傷引發表面裂紋的處理在壓力容器安全狀況等級評定中對壓力容器有明確的規定，不允許其內表面及外表面存在裂紋，對于存在裂紋的情況，需要及時打磨將其消除掉，而且打磨后所形成的凹坑，如果在允許范圍內，則不需要對其進行補焊，也不會對其定級帶來影響。對于凹坑超出允許范圍的，需要對其進行補焊及應力分析，補焊及應力分析完成后，而且結果表明不會對安全使用造成影響時，則可以將壓力容器的安全狀況定為2級或是3級[5]。

（2）腐蝕的處理。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200 mm直徑的范圍內，點腐蝕的面積之和不超過4 500 mm，或者沿任一直徑點腐蝕長度之和不超過50 mm，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[6]。

3.2 內部缺陷的處理

由于內部埋藏的缺陷具有較強的隱蔽性，利用肉眼及簡單的工具無法發現，在具體檢驗過程中通常需要通過超聲波及射線探傷來對這些內部缺陷進行查找，對于檢驗出來的缺陷，需要根據安全等級評定的具體要求和標準及時對壓力容器進行評定，以便于對壓力容器的使用情況進行確定，有效地保證生產安全。由于內部缺陷多是由材料質量問題導致的，這也使其在處理上具有較高的難度。因此在實際處理時，對于安全生產不會造成影響，而且修復價值不高時，可以不予處理，但當存在的缺陷有動態發展趨勢或是具有一定的修復價值時，則需要及時進行返修，確保問題能夠得到有效解決。多種形式督促企業健全壓力容器技術檔案應該通過書信、座談會等各種方式敦促企業健全和完善壓力容器技術檔案。這樣做的好處是多方面的，不僅可以方便檢驗員查閱檢驗資料，也可以對設備有更加全面和細致的了解，以便于抓住設備檢驗的重點和關鍵。

3.3 督促使用單位安排年度檢查

為了保證壓力容器保持正常的工作狀態，應該安排專職的人員對容器進行年度檢查，以排除容器的安全隱患和質量問題。

3.4 建立通知函制度

我們經常遇到壓力容器用戶進行報檢的問題，而對于這一問題，檢驗單位不應該視而不見，而是要耐心地予以解決和處理。建立通知函制度是解決這一問題的重要舉措。通知函的內容主要包括，某使用企業的哪些壓力容器需要被實施檢驗。嚴格敦促企業進行容器檢驗，不可拖延和推遲。與此同時，應該做好壓力容器的統計工作。

3.5 重視年度檢查報告的查閱

年度檢查是對壓力容器運行狀態的在線檢查，包括壓力容器安全管理情況檢查、壓力容器本體和運行狀況檢查及壓力容器安全附件檢查等內容。許多年度檢查項目，如，本體泄漏、異常振動、響聲、摩擦、結露、結霜、設備運行穩定情況、疏水、排污、安全附件檢查等，是制定定期檢驗方案的重要參考項目。因此，定期檢驗前要特別重視年度檢查報告內容的查閱。

3.6 完善檢驗方案制度

一套完善和健全的容器檢驗方案制度可以促進壓力容器壓力管道檢驗工作的順利實施。檢驗機構通常情況下會在質量管理體系文件的《作業指導書》中制定通用的檢驗方案，但是事實表明這一檢驗方案的效果和可操作性是不盡人意的，沒有達到人們預期的效果。因此，應根據受檢設備的功能、結構、所在工段的工藝特點及受檢設備的使用情況，判斷受檢設備的損傷模式、失效模式，將設備可能存在的缺陷進行分析預測，并根據缺陷制定具有可行性的檢驗方案，對關鍵檢驗項目進行明確和規定。例如：一套尿素裝置，對凈化工段和尿素工段的設備，要重點檢驗介質腐蝕情況；對氨合成塔、變換爐等高溫反應設備，要重點檢查材質是否劣化；對煤氣爐水夾套應重點檢查內筒鼓包和腐蝕情況。

4 結語

該文對壓力容器的檢驗檢測、檢驗中存在的問題以及對于這些問題的解決方案進行了全面的研究，壓力容器進行安全管理和定期檢驗可以有效提高壓力容器的安全性，是保證容器穩定正常運行的基礎，因此使用壓力容器的單位應高度重視壓力容器的規范化管理。具體檢驗過程中，檢驗人員需要努力提高自身的觀察能力，及時發現問題并消除隱患，確保壓力容器運行的穩定性。只有更好地做好壓力容器的檢驗工作，才能更好地發揮和實現壓力容器的生產作用，保證生產人員的個人安全，為生產單位創造更多的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 張瑋.壓力容器的安全管理及定期檢驗分析[J].化工管理，2014（9）：22.

[2] 滕興林.談談鍋爐壓力容器的安全檢驗與質量監督[J].中國新技術新產品，2011（39）：41.

[3] 常國富.在用壓力容器定期檢驗過程中的常見問題[J].中國高新技術企業，2012（6）：102-104.

[4] 陸詩濤.壓力容器安全管理與定期檢驗的探討[J].科技傳播，2013（19）：110-111.

[5] 劉振洋.壓力試驗在壓力容器檢驗中的質量控制[J].科技資訊，2011（11）：40.

[6] 趙海瑞.試論壓力容器的安全管理與定期檢驗[J].科技風，2015（2）：72.