真空絕熱壓力容器失效因素與檢驗評定技術

歐佳興

摘 要：隨著工業技術的發展，真空絕熱壓力容器應用的越來越廣泛，但在廣泛應用的同時，真空絕熱壓力容器在運行的過程成中容易失效，一旦出現了失效的情況，相關部門與技術人員要結合失效的原因做出一些具體的分析，并采取一定的措施對其進行檢驗和評定，本文針對真空絕熱壓力容器的失效因素和檢驗評定技術做幾點闡述。

關鍵詞：真空絕熱壓力容器；失效因素；檢驗評定

普遍來講，真空絕熱壓力容器的用途是用來儲存液態的氧氣、液態的氮氣和液態的氬氣等，隨著工業技術的逐步發展，工業氣體和燃氣是人們生產生活中被廣泛應用的氣體，同時液態氣體的應用也越來越廣泛，幾乎已經涵蓋了各個領域，因為這種氣體有其自身的優勢，在環保意識日益增強的背景下，工業氣體和燃氣對環境的污染小，能夠促進環保工作的推行，因此真空絕熱壓力容器的發展也越來越受到人們的重視，同時它的發展也在很大程度上推動了相關產業的發展。

1 真空絕熱壓力容器失效因素分析

1.1 應力導致封頭直邊端開裂

真空絕熱壓力容器在內膽的設計上采用的材料是奧氏不銹鋼體，根據生產單位返修比率數據的統計不銹鋼體失效的因素分析得知，由于應力導致的封頭兩邊的斷裂現象是比較普遍的，封頭直邊端是較易斷裂的，它在容器運行過程中產生斷裂會導致容器失效，產生斷裂現象的原因是在制作封頭的過程中對容器應力進行了重新的布局，這樣就使容器的兩邊端出現了應力不足的現象，因承受應力不足從而導致斷裂。其次奧氏不銹鋼體在生產的過程中都是以液態的形式存在，但在生產的過程中，無論以何種方式都避免不了對液體的高溫加熱，但是在液體的冷卻上，不同的操作方法在冷卻的速度上卻存在著較大的差異，相關規定指出，在熱處理的過程中須達到140度的高溫，降溫的處理要快速，但現在大多數的廠家在封頭的生產中采取的是自然冷卻的方式，耗時較長，并且有很多廠家為了降低成本選擇強化后的不銹鋼，這種鋼體在變形之后出現的馬氏體組織，也會造成應力不足導致封頭兩邊開裂。[1]

1.2 夾套與氣、液相接管的角焊縫泄漏造成失效

夾套與氣、液相接管的角焊縫泄漏而導致的真空絕熱容器失效也占據很大的比例，在通過以往失效案例的分析上，制作單位對于真空容器的設計上，忽略了氣、液相接管的導熱作用，隨著工業液體的多次充裝，相接管與容器的接連部位產生了溫差，并出現交變應力；另外隨著真空絕熱容器的長期運行，夾套與接管連接的角焊縫處較容易出現裂紋，造成空氣進入其中，從而降低了真空度，這也是導致真空絕熱容壓力器失效的關鍵因素。

1.3 真空檢測的失誤導致失效

夾層真空度和日蒸發率是決定真空絕熱壓力容器使用壽命的一個重要指標，根據絕熱壓力容器使用定期檢驗規則中明確規定，真空度和日蒸發率是檢測真空絕熱壓力容器能否繼續進行運行的唯一衡量標準，如果超出這個標準規定的范圍，是不能夠再繼續運行的，但是在實際的檢測工作中，由于真空管的材質及其規格都沒有統一的標準，各檢測單位使用的真空管沒有規定成文的具體要求，并且檢驗單位使用的真空檢測設備型號單一，經常會出現檢測管接口不匹配的情況，另外檢測的環境與容器內介質的含量也會對檢測結果造成很大的影響，經有關專家實踐分析得出，真空內的不同介質成分也決定容器內真空度的和合格標準，要根據不同的情況作出分析，不能采取一刀切的模式，因此檢測結果的較大差異也造成了真空度監測的準確性，檢測數據的失誤導致容器失效。[2]

2 真空絕熱壓力容器的檢驗評定

2.1 真空絕熱壓力容器檢驗項目設定的分析

根據容器在實際運行中的需要，具體的檢驗項目也要根據具體情況而設定，設定真空絕熱壓力容器的檢驗項目要從各個方面進行分析而得出結論，包括資料審查、案例分析、宏觀監察，容器與底盤連接處的具體檢驗，容器外殼厚度的測定，絕熱性能的檢驗，容器運行中各管路系統和安全閥門的檢查等等，在氣密性的試驗中，主要檢查的是容器是否存在泄漏的狀況，無論是容器的內膽還是夾層出現裂縫導致的泄漏，都會使容器真空度降低，容器外體還會出現上霜的現象，但是氣密性試驗也是有其弊端的，氣密性試驗只能監測出容器是否有泄漏的現象，但無法準確找到泄漏點，并且氣密性試驗所耗費的成本較高，因此如果只是輕微的泄漏，可以通過真空度的檢驗來完成。

2.2 檢驗周期與安全狀況等級評定的結論

根據《固定式壓力容器安全技術監察規程》中明確的指出，真空絕熱壓力容器的安全運行狀況的檢測主要是針對容器的材質質量和運行過程中產生的材質損耗，導致質量惡化，導致出現的焊接處裂縫，結構布局的失誤，機械自身的損耗，不銹鋼的腐蝕等等，通過檢測項目的評定可以看出，檢測真空絕熱壓力容器的主要評定對象是其受壓元件，并且容器內膽兩邊封頭脆化開裂，造成真空度失效也是容器失效的重要原因，但是在真空絕熱壓力容器具體的運行中，封頭脆化開裂的現象又很難進行評定，因此建議相關部門檢驗的周期以年作為單位，最好一年進行一次較全面的檢驗，檢驗周期的調整要根據容器內真空降低的速度和概率進行。[3]

3 結語

總之，真空絕熱壓力容器如今已被廣泛的應用在各個生產領域中，由于其是一種材質較為特殊的容器，檢驗評定其性能的正常運行都有一定的復雜性和難度，不能像普通的容器一樣去試驗，因此對于真空絕熱壓力容器的有效性要做好以下幾點，其一，明確容器的失效原因，合理的設定檢驗項目，其二，根據容器內部真空度的降低速率調整檢驗的周期，其三，在極其必要的情況下進行氣密性試驗和耐壓性試驗。

參考文獻：

[1]黃柯.真空絕熱壓力容器失效因素與檢驗評定技術研究[J].化工管理，2018（35）：228.

[2]柳麗萍.真空絕熱壓力容器失效因素與檢驗評定技術研究[J].化工管理，2018（33）：136.

[3]劉小胡.真空絕熱壓力容器失效因素與檢驗評定技術研究[J].化工管理，2018（21）：139-140.