壓力容器檢驗(yàn)常見問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

牛草豐

摘要：在工業(yè)化時(shí)代，壓力容器與人們的生活越來(lái)越密切。在許多行業(yè)中壓力容器都得到廣泛的應(yīng)用，對(duì)制造并加工壓力容器的工序要進(jìn)行嚴(yán)格要求，在使用過(guò)程中要進(jìn)行定期或不定期的檢驗(yàn)，以確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，使壓力容器穩(wěn)定、長(zhǎng)時(shí)間地運(yùn)行。文章對(duì)壓力容器檢驗(yàn)常見問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：壓力容器；常見問(wèn)題；缺陷檢驗(yàn)；應(yīng)對(duì)措施；無(wú)損檢測(cè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH49 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.056

壓力容器這一特殊設(shè)備，在制造、加工和使用時(shí)會(huì)因?yàn)楦鞣N不同的原因?qū)е聣毫θ萜鲹p壞、介質(zhì)泄露，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生爆炸等安全事故，影響經(jīng)濟(jì)建設(shè)，降低工作效率，威脅人們的財(cái)產(chǎn)及生命安全。所以，在制造、加工和使用時(shí)需要針對(duì)不同的缺陷問(wèn)題，對(duì)壓力容器進(jìn)行全方面的檢驗(yàn)以及制定相對(duì)應(yīng)的處理措施，確保壓力容器使用安全、方便，使壓力容器得到更好的發(fā)揮及經(jīng)濟(jì)建設(shè)作用。

1 壓力容器常見問(wèn)題

1.1 壓力制造和使用過(guò)程的問(wèn)題

壓力容器需要經(jīng)過(guò)加工制造并且合格后才能投入使用，在制作過(guò)程中常因焊縫不合格，導(dǎo)致壓力容器表面或內(nèi)部有未融合的地方，或者因?yàn)橼s工期、偷工減料致使壓力容器有未焊透的現(xiàn)象。焊縫時(shí)出現(xiàn)共渣、裂紋等現(xiàn)象。對(duì)壓力容器的制作材料也要嚴(yán)格要求。母材存在的問(wèn)題有夾層、晶體粗大、球墨化等，所以對(duì)母材的選用起著至關(guān)重要的作用。壓力容器在不同溫度下工作，長(zhǎng)時(shí)間使用，壓力容器的形狀發(fā)生變化。制造壓力容器大都為金屬材料，使用過(guò)程中不慎將腐蝕材料泄露，且壓力容器長(zhǎng)期處于空氣環(huán)境中，隨著時(shí)間的推移，將對(duì)壓力容器造成腐蝕。壓力容器對(duì)焊縫技術(shù)有較高的要求，焊縫技術(shù)好，壓力容器的使用壽命將增加，所以說(shuō)焊縫技術(shù)直接影響壓力容器的使用壽命。壓力容器各個(gè)部位的溫度情況都不一樣，在熱壓力區(qū)，壓力容器的承受能力有所降低，出現(xiàn)裂紋或裂縫現(xiàn)象。壓力容器在長(zhǎng)期使用下，工作機(jī)械出現(xiàn)損傷，主要受壓元件泄露，安全附件損壞都屬于壓力容器制造和使用問(wèn)題。

1.2 容器表面缺陷問(wèn)題

壓力容器在制造、加工以及使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)裂紋、焊接未達(dá)標(biāo)、產(chǎn)生缺口的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象屬于容器表面缺陷問(wèn)題。壓力容器的焊縫技術(shù)分為角焊縫和對(duì)接焊縫，焊接接頭分為搭接接頭、T型接頭和角接接頭等5種不同形狀的焊接接頭。焊縫與焊接密不可分，由于人員疏忽或環(huán)境問(wèn)題，造成容器焊縫或焊接不均勻，以致容器存在隱性問(wèn)題。容器在加工時(shí)，因突然斷電發(fā)生而產(chǎn)生不必要的損耗，甚至無(wú)法再次進(jìn)行加工并投入使用。在使用過(guò)程中，容器的剛度、硬度、穩(wěn)定性會(huì)隨著時(shí)間的推移產(chǎn)生變化，而使容器不能正常使用，這是壓力容器可以直觀的看到的表面缺陷問(wèn)題。壓力容器經(jīng)常在高溫度下工作并長(zhǎng)期使用，隱藏于內(nèi)部的缺陷就不易被工作人員發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部缺陷常是因?yàn)椴牧蠐p失的質(zhì)量問(wèn)題引起以及沒有焊接完善、在鋼板與鋼板之間存在縫隙、雜質(zhì)或本身的不完整性，這是壓力容器非直觀性表面缺陷問(wèn)題。工作人員進(jìn)行操作時(shí)，不注意對(duì)容器的保護(hù)，使容器密封性、穩(wěn)定性欠缺。這些問(wèn)題都是容器表面的缺陷問(wèn)題。

1.3 壓力容器焊縫問(wèn)題

壓力容器在工作過(guò)程中，溫度和壓力一直在不斷變化著，因此連接容器不佳部位就會(huì)產(chǎn)生焊縫問(wèn)題。工作溫度是指壓力容器能工作的溫度范圍，壓力容器按設(shè)計(jì)溫度分為低溫容器、常溫容器和高溫容器三種。低溫壓力容器的設(shè)計(jì)溫度一般在20℃以下，常用來(lái)儲(chǔ)存和運(yùn)輸液化天然氣、液化乙烯、液氫和液氮等。鑄造壓力容器的材料在低溫時(shí)，材料的物理特性發(fā)生變化，剛度下降、柔韌性下降、發(fā)生塑料變形等都會(huì)發(fā)生焊縫問(wèn)題。常溫壓力容器的設(shè)計(jì)溫度一般大于20℃小于200℃。而容器器壁一直處于高溫狀態(tài)下的容器叫高溫壓力容器。高溫壓力容器因在高溫下長(zhǎng)期工作，其鑄造材料產(chǎn)生變化表現(xiàn)為尺寸變小或變大、形狀扭曲、變形等現(xiàn)象，這時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題就是容器部位的焊縫問(wèn)題。另外，壓力的變化會(huì)使壓力容器在反復(fù)變化的負(fù)載作用下產(chǎn)生破壞、裂縫，這一現(xiàn)象為壓力容器的焊縫問(wèn)題。

1.4 壓力容器腐蝕問(wèn)題

壓力容器的建造材料大都為金屬材料，當(dāng)材料與環(huán)境發(fā)生反應(yīng)從而引起材料的變質(zhì)或破壞這一現(xiàn)象是壓力容器的腐蝕現(xiàn)象。工業(yè)上的金屬經(jīng)常會(huì)有多種不同的雜質(zhì)，壓力容器的腐蝕與材料的合金成分、合金結(jié)構(gòu)、金屬表面光潔度、變形、壓力、介質(zhì)成分以及溫度都有關(guān)系。壓力容器的腐蝕疲勞是壓力容器的材料在腐蝕性介質(zhì)和環(huán)境影響力的作用下發(fā)生材料變形、疲勞現(xiàn)象。介質(zhì)對(duì)壓力容器的腐蝕是主觀的，介質(zhì)的腐蝕性越強(qiáng)，壓力容器的使用壽命越短。在壓力容器材料的選擇上，應(yīng)選用耐腐蝕性高、應(yīng)變力高、抗腐蝕的金屬材料，避免制造加工時(shí)產(chǎn)生尖銳缺口。改變氧化物膜中的外來(lái)離子、將鐵從鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，以降低金屬的氧化速度。金屬表面粗糙相比金屬表面光潔來(lái)說(shuō)，更容易被腐蝕。我國(guó)每年因容器腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的1.25%～3.5%。當(dāng)出現(xiàn)壓力容器腐蝕問(wèn)題時(shí)，要在第一時(shí)間做出決策，否則不僅會(huì)影響工作進(jìn)度，工作人員的生命安全也會(huì)受到威脅。

2 壓力容器的無(wú)損檢測(cè)

2.1 采用磁粉檢驗(yàn)表面缺陷

由于被磁化后的工件存在不連續(xù)性，用磁粉檢驗(yàn)表面缺陷成為最直觀、簡(jiǎn)便的方法。磁粉吸附在工件表面，透過(guò)光照形成肉眼清晰可見的磁痕，便于工作人員進(jìn)行觀察和研究。磁粉檢驗(yàn)適用于檢驗(yàn)正在使用或未投入使用的工件，對(duì)于容器表面較小的缺陷檢驗(yàn)十分準(zhǔn)確，但不適于檢驗(yàn)較大的表面缺陷。磁粉檢測(cè)在使用過(guò)程中根據(jù)所需環(huán)境介質(zhì)可分為濕法和干法兩類。濕法是磁粉工作時(shí)必須借助水、油或液體介質(zhì)才能工作，借助液體的流動(dòng)性將磁粉跟液體混合物均勻地分布在容器表面上，可與固定式或不固定式設(shè)備使用。磁粉經(jīng)過(guò)濕法使用后仍可用于磁粉檢驗(yàn)容器表面缺陷，而在不能使用濕法檢測(cè)時(shí)常用干法代替，干法使用的磁粉為特制的干磁粉，直接用于被檢測(cè)的容器上。利用磁粉檢驗(yàn)壓力容器的表面缺陷問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)是磁粉檢驗(yàn)方法不局限于容器的大小、形狀，工作人員操作簡(jiǎn)單、使用方便，另外，磁粉生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本較低。不足之處是壓力容器器壁表面粗糙、不夠光滑，磁粉探測(cè)就會(huì)受到影響，甚至使工作人員做出錯(cuò)誤判斷。

2.2 采用射線檢驗(yàn)整體尺寸

射線是一種可以穿過(guò)物體進(jìn)行觀察研究物體的線，在工作人員設(shè)計(jì)操作下透過(guò)容器發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)部的缺陷并檢驗(yàn)容器的整體尺寸。射線檢測(cè)包括X射線檢測(cè)、高能射線檢測(cè)以及中子射線檢測(cè)。使用過(guò)程中容器經(jīng)過(guò)重新補(bǔ)焊、工作人員在檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力容器存在表面缺陷問(wèn)題、焊接接頭在使用過(guò)程中發(fā)生泄漏以及客戶要求對(duì)某些部位進(jìn)行檢測(cè)等7種情況時(shí)都需要采用射線檢測(cè)。射線檢測(cè)的操作不會(huì)損壞容器的任何部位，不局限于容器材料、容器大小、容器形狀，并且其工作效率高、準(zhǔn)確性高、適應(yīng)性強(qiáng)以及可以記錄永久的工作報(bào)告的優(yōu)點(diǎn)。然而射線檢測(cè)存在的問(wèn)題還有待解決，比如：需要找到合適的透視角度才能更好地發(fā)現(xiàn)容器的裂紋、未熔合的部位；射線檢測(cè)需要在工作人員的操作下進(jìn)行，放射出的射線對(duì)工作人員的身體健康會(huì)產(chǎn)生影響；射線檢測(cè)針對(duì)容器的零部件，比如棒件、角焊縫和鍛件等材料的檢測(cè)有漏洞；射線檢測(cè)用于檢測(cè)容器缺陷的位置、大小及形狀時(shí)，必須要同專用的厚度對(duì)比試塊進(jìn)行仔細(xì)對(duì)比。

2.3 采用超聲波檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷

超聲波檢測(cè)與射線檢測(cè)有相同之處，都是無(wú)損檢測(cè)，即可以在不損壞容器的前提下對(duì)容器進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢測(cè)。超聲波檢測(cè)是利用超聲波的傳播現(xiàn)象進(jìn)而直觀的展現(xiàn)容器內(nèi)部的缺陷情況。超聲波檢測(cè)根據(jù)檢測(cè)的形狀不同分為點(diǎn)狀缺陷、條形缺陷。工作人員在利用超聲波對(duì)容器內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)不會(huì)對(duì)工作人員的身體造成傷害，并且用于超聲波檢測(cè)的設(shè)備體積與射線檢測(cè)設(shè)備相比具有體積小、易操作、成本低、穿透力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此超聲波檢測(cè)被廣泛應(yīng)用于較厚的容器檢測(cè)中，比如鍛件、螺栓件、較厚的容器殼和焊縫產(chǎn)生的裂縫。超聲波檢測(cè)受壓電效應(yīng)影響，使設(shè)備接收發(fā)出的超聲波能力下降，容器內(nèi)部形狀、范圍較小的缺陷不易被檢測(cè)出；超聲波檢測(cè)還會(huì)受到溫度、環(huán)境以及技術(shù)等多方面的影響，在溫度起伏較大、環(huán)境變化較大及技術(shù)要求不同時(shí)，都要增加容器內(nèi)部超聲波檢測(cè)。此外，工作人員的技術(shù)要求也是影響超聲波檢測(cè)的一個(gè)因素，超聲波檢測(cè)技術(shù)給容器內(nèi)部缺陷檢測(cè)帶來(lái)了方便，值得工作人員利用。

2.4 采用滲透技術(shù)檢驗(yàn)部位缺陷

滲透檢驗(yàn)同射線檢驗(yàn)和超聲波檢驗(yàn)相比，對(duì)容器面積較大的缺陷較易檢驗(yàn)出。滲透檢驗(yàn)是利用毛細(xì)管現(xiàn)象，將所需液體滲透到容器表面，經(jīng)過(guò)液體流動(dòng)，在容器表面的缺陷中滯留，此時(shí)利用去除劑除掉沒有滲透的液體，最后工作人員利用顯像劑產(chǎn)生的圖像來(lái)判斷容器中存在的部位缺陷。滲透檢驗(yàn)常用于有色金屬材料、塑料及鋼鐵材料等材料部位缺陷的檢測(cè)。滲透檢驗(yàn)需要用到滲透液、顯像劑及提前制定好的標(biāo)準(zhǔn)工藝，滲透液和顯像劑的選用對(duì)滲透檢驗(yàn)起決定性作用，為了保證滲透檢驗(yàn)的精確性和方便性得到最大的發(fā)揮，滲透液和工作人員制定的檢驗(yàn)流程需要是最合適容器被檢驗(yàn)的工序。如此滲透檢驗(yàn)較射線檢驗(yàn)和超聲波檢驗(yàn)來(lái)比，具有可檢驗(yàn)范圍更廣、靈敏度更高的優(yōu)點(diǎn)，而且可直觀地將暴露在容器表面的缺陷顯現(xiàn)出來(lái)。但是在使用過(guò)程中需要用到滲透液和顯像劑，工作人員需對(duì)液體殘留下來(lái)的雜渣進(jìn)行定期處理，不可避免地加大了工作人員的工作范疇。

3 結(jié)語(yǔ)

在工業(yè)部門壓力容器都在滿足著各種要求，成為一種不可或缺的設(shè)備。其特殊的工藝性使工作人員可以利用壓力容器進(jìn)行高難度的工作，但壓力容器在使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，造成安全隱患，這就需要有關(guān)部門或工作人員引起高度重視。在對(duì)容器進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，工作人員需提高自己的職業(yè)技能，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱藏或非隱藏性問(wèn)題，并給予解決，確保壓力容器運(yùn)行正常。

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（責(zé)任編輯：蔣建華）