鍋爐壓力容器檢驗方法與通用措施研究

王東

（江西省吉安市特種設備監督檢驗中心，江西 吉安 343000）

1 鍋爐、壓力容器檢驗的必要性

鍋爐、壓力容器是一種特殊的工業生產設備，它是由承壓部件和承重部件構成，特別是對鍋爐、壓力容器的檢測需要掌握一定的檢驗方法，否則，容易造成缺陷漏檢而發生事故，鍋爐、壓力容器在運行過程中，工作條件比較特殊，要承受較大壓力和較高溫度，其特殊的結構，特殊的使用條件，導致檢驗的必要性，所以要重視檢驗工作，按照標準的流程和工作順序，仔細認真的對鍋爐、壓力容器進行檢驗，提高鍋爐、壓力容器事故的預防能力和應對能力，不過，鍋爐、壓力容器本身具有比較強的抗壓性和密封性，憑借這種特殊的結構特征，能夠滿足特定的加工生產活動要求，在石油化工領域和人們生活中具有廣泛應用，所以檢驗人員要充分考慮鍋爐、壓力容器的特殊工作環境，有效地掌控風險。

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為減少安全事故的發生，為保障生產環境和生產的順暢選擇好檢驗方法。

鍋爐、壓力容器最常見的一些問題主要包括以下3個方面。

（1）自身的質量問題。包括設計缺陷和制造缺陷，其中設計缺陷包括結構不合理，強度計算錯誤，選材不合理無法滿足設備使用工況，不能適應工作介質的特性。制造缺陷包括制造工藝不合理，用材錯誤，未嚴格執行工藝要求，幾何尺寸超標﹑缺陷漏檢。

（2）使用過程產生的問題。使用時由于介質沖刷磨損、腐蝕使設備的壁厚減薄，無法承受鍋爐壓力容器的工作壓力而發生事故，還有部件之間的磨損、交變載荷引起的疲勞破壞、密封件的損壞引起介質泄漏、設備漏電、設備結垢、高溫和介質引起的材料劣化損傷。制造遺留缺陷在使用中擴展，最終使鍋爐、壓力容器無法承受相應的工作壓力而發生事故。

（3）操作不當引起的問題。鍋爐壓力容器使用單位除應設置專門的管理機構和專職管理人員對設備進行安全技術管理，建立和建全安全管理制度，在鍋爐壓力容器運行過程中，從使用條件、環境條件和維修條件等方面采取控制措施以保證鍋爐、壓力容器安全運行。據相關部門統計，鍋爐壓力容器事故70%以上是由于操作不當引起的，有的超溫、超壓、帶病使用﹑有的不按操作規程操作，有的生產工藝不成熟而引起化學爆炸事故也時有發生。

2 對鍋爐壓力容器檢驗工作的策略

2.1 提高設備的缺陷預防能力

缺陷預防能力就是對鍋爐、壓力容器的每個零件部件進行仔細的檢查，防止任何一個部位的缺陷，引發安全事故。第一，要確保設備部件的剛度、強度、塑性和韌性。相關零部件的安裝過程也應符合設計標準要求，其運行過程也要注意進行監測，防止其產生松動，老化或者是故障；第二，除了對設備本身進行仔細檢查之外，還要對關聯的閥門管道進行仔細地檢查，確保管道的密閉性和閥門的緊密性，防止氣體泄漏的事故發生；第三，要精確地計算盲板的數量，根據壓力容器安裝的位置設置盲板的精確位置；第四，按照相關的操作要求設計操作平臺，保障工人操作過程中的穩定性和使用安全性。

2.2 加強檢驗和操作人員的培訓管理

很多事故都是因為人為因素導致，操作人員的操作不規范問題，很容易使設備運行過程中產生爆炸，所以應當執行規范化的檢驗操作，檢驗鍋爐重要部件的運轉正確性，并且使檢驗制度形成常態化：定期進行檢驗，對于重點部位進行重點檢驗。而與此同時，也需要對操作人員進行全面而高質量的培訓管理，解決操作中不標準、不規范的問題，加強操作人員的能力培訓，包括一系列的紀律管理培訓和操作技能培訓，保持所有人員能夠擁有比較良好的崗前培訓效果，保證所有人員都能夠持證上崗。最后，對設備管理人員要進行嚴格的監督，保證其日常工作不松懈，操作流程、管理能力始終保持高水平。

檢驗人員在上崗前需要進行一系列的崗前培訓，取得相應的資質證書，確保檢驗工作人員掌握相應的專業知識和技能。檢驗前應了解鍋爐、壓力容器的性能結構，對于設備特性進行熟知，對相關的注意事項應該熟悉。除了崗前培訓外，還要注重培訓的時效性和持續性，時效性是指針對當前新的技術問題提出新的解決辦法，而持續性是面對工作中的細節問題，需要持續完善，發現問題及時解決，對于突發工作事件要組織討論，提高鍋爐和壓力容器的檢驗質量，保持高效的檢驗水平。

3 鍋爐壓力容器的檢驗方法

3.1 無損檢測

無損檢測是鍋爐壓力容器最常規的一種檢測類型，它包括多樣的檢測方法，例如，超聲波X射線、磁粉、衍射時差超聲檢測、X射線成像檢測等。還包括滲透檢測、渦流檢測﹑目視檢測﹑漏磁檢測﹑脈沖渦流檢測。

最常規的應用方式是鐵磁檢測，利用鐵磁的磁粉進行表面缺陷檢測，能夠極快地甄別出磁性材料缺陷的位置，而對于沒有磁性的材料，則優先使用滲透性檢測進行開口缺陷的檢測，至于金屬表面帶涂層的材料，則可以選用渦流檢驗或者漏磁檢驗。不過，以上四種方式中，磁粉檢測雖然應用范圍比較廣，但是它卻無法檢驗出非磁性材料的工件缺陷，同時也難以檢測幾何結構復雜的工件。滲透檢測無法檢測非開口性缺陷和較難檢測多孔材料。

埋藏性缺陷一般選用射線檢測、超聲檢測﹑聲發射檢測﹑衍射時差超聲檢測﹑X射線數字成像檢測。

射線檢測能夠檢測出焊接接頭中存在的一些常見缺陷，例如，沒有焊透的部分，存在氣孔和殘渣的部分、產生裂紋的部分，它能夠檢測出例如一些疏松的缺口、夾雜雜質的硬塊，同時，通過投影的位置大小能夠確認缺陷的性質，不過，如果比較厚的鑄件則很難檢測出焊接接頭中存在的缺陷，特別是在堆焊過程中產生的缺陷和管材棒中存在的缺陷，都很難甄別，對于細小的裂紋和沒有融合的間層也比較難以檢測，材料表面的平行薄面狀缺陷也比較難以檢測。較難確定缺陷的深度和自身高度。一般薄板優先選用射線檢測，厚板優先選用超聲檢測。

基于X射線檢測的漏洞，我們可以利用超聲波檢測來進行缺陷檢測。例如，對于一些鑄件、管材、復合板材，利用超聲波的方式能夠檢測出焊接接頭中存在的面狀缺陷，超聲波相對于X射線來說，穿透力比較強，對于100mm以上的板材和焊接接頭，能夠準確地檢測出缺陷，它不但能夠確定缺陷的位置和尺寸，而且能夠檢測出加壓過程產生的裂紋，這些活性缺陷一般在金屬材料的制備過程中容易出現。利用超聲波方式能夠檢測出這些裂紋的部位、強度和活性，通過超聲波檢測一次加壓便可實現整體缺陷的分布狀態檢測。它能夠檢測出活性缺陷隨著荷載變化而出現的連續信息，但是對于非活性的缺陷，超聲波難以檢測出來，需要其他方法進行補充，因為這個過程中存在定性與定量的過程。超聲波檢測對材料的敏感性，要求比較高，而且容易受到噪聲、機電噪聲的干擾，需要比較豐富的現場數據收集和數據庫積累才能夠得到正確的結果，對于超聲波檢測來說，它的優勢比較強，但是也有缺點，需要利用其他的檢測方法進行復檢，才能形成客觀的結果檢測，它與X射線檢測技術可以相互結合。

X射線數字成像檢測能檢測出焊接接頭中存在的未焊透、氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，能檢測出鑄件中存在的縮孔、夾雜、氣孔和疏松等缺陷；能確定缺陷平面投影的位置、大小以及缺陷的性質；可以靜止成像和連續成像；尤其適合大批量同規格對象的檢測，檢測效率高；X射線疏影成像技術可以檢測出焊接接頭中的氣孔、殘渣、裂紋等缺陷，它是對X射線檢測的良好補充，對于鑄件中存在的氣孔、夾雜、縮孔、疏松等缺陷，能夠確認平面投影位置，確認缺陷的性質、大小和尺寸，不過，它仍然難以檢測出比較厚的斷件管材和棒材中的缺陷，對于焊接接頭中的T形焊頭和堆焊層也難以檢測，這種方式的其他檢測盲區和X射線檢測比較類似，受到缺陷深度、高度、分布狀態的影響，同時也受到溫度和濕度的影響（因為溫度和濕度容易影響數字探測器的敏感性）。

各種檢測方法均有各自的長處和不足，我們在工作中，應該根據設備的結構、工作條件、容易產生缺陷的類型，選擇不同的檢測方法，以最大限度地檢出缺陷，并能保較高的效率。

圖2

3.2 鍋爐壓力容器的其他檢驗方法

鍋爐壓力容器有損的檢驗的方法通常又包括：一是拉伸試驗；二是沖擊試驗；三是彎曲試驗。以上這些方法基本上屬于有損物理性檢驗。這些檢驗都要從鍋爐、壓力容器上割取試樣，還有化學分析也需要從鍋爐、壓力容器上取樣。光譜檢驗屬于化學性的無損檢驗，還有安全閥的校驗、水壓試驗、氣壓試驗、氣密性試驗、水質分析、宏觀檢驗、硬度檢測、安全附件檢驗、快開門聯鎖保護裝置的檢驗、非金屬襯里的檢驗、金相檢驗等都要根據設備的具體情況進行選擇。

4 結語

鍋爐、壓力容器裝置本身作為一種十分特殊又重要的大型工業設備，在生產日常及運行檢修的生產過程及工作狀態中均難免受到來自其生產設備缺陷、人為影響、氣候因素變化等自然界和人類社會環境因素綜合變化產生的種種嚴重有害影響，很容易引發一些鍋爐爆炸的安全事故，需要技術人員結合鍋爐壓力容器的設備特征，采取針對性的措施，綜合研究各種檢測方案的正確性和匹配性，采取最強有力的措施應對鍋爐容器的安全故障。