淺析壓力容器檢驗(yàn)檢測誤差的影響因素及對策

【摘要】文章結(jié)合壓力容器檢驗(yàn)檢測工作實(shí)踐，首先分析了影響壓力容器檢驗(yàn)檢測誤差的因素，然后探討了控制壓力容器檢驗(yàn)檢測誤差的策略，以期為相關(guān)人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】壓力容器；檢驗(yàn)檢測誤差；影響因素；對策

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.052

Analysis of the Influencing Factors and Countermeasures of Inspection and Testing Errors in Pressure Vessels

TAN Jiangyu

（Guangxi ZhuangAutonomous Region Special Equipment Inspection and Research Institute〔Baise Branch〕， Baise 533600， China）

Abstract： Based on the practical experience of pressure vessel inspection and testing， this article first analyzes the factors that affect the errors in pressure vessel inspection and testing， and then explores strategies to control the errors in pressure vessel inspection and testing， in order to provide reference for relevant personnel.

Keywords： pressure vessel； inspection and detection error； influencing factors； countermeasures

壓力容器在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、軍工等各個(gè)領(lǐng)域有著非常重要的作用和價(jià)值，其安全性直接影響到這些行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài)。因此，壓力容器的安全性受到了越來越多的關(guān)注，對于壓力容器的檢驗(yàn)檢測精度也提出了更高的要求，如何有效控制誤差成為迫切需要解決的問題。

1影響壓力容器檢驗(yàn)誤差的因素

1.1壓力容器本體的質(zhì)量問題

壓力容器自身的質(zhì)量缺陷是所面臨的主要客觀危險(xiǎn)源之一，它可能給檢測工作帶來安全隱患。目前在役的壓力容器尺寸大、參數(shù)高、介質(zhì)種類多、工況復(fù)雜，并且結(jié)構(gòu)形式多樣，構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系。隨著服役時(shí)間的增加，部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的磨損很可能已經(jīng)超出其承載能力范圍。在這個(gè)過程中，對結(jié)構(gòu)物的某些安全配件和防護(hù)設(shè)備也提出了更高的要求。一旦這些部件中任何一個(gè)發(fā)生故障，壓力容器的安全性將會大大降低。

1.2檢驗(yàn)儀器本身存在的問題

由于對壓力容器的要求越來越高，相應(yīng)的生產(chǎn)工藝也在不斷改進(jìn)。在現(xiàn)場調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，目前在生產(chǎn)中主要使用三種工藝：冷加工、焊接加工和金屬加工。這三種技術(shù)都有各自的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。首先，在測量準(zhǔn)確性方面，可以將這些工藝維持在規(guī)范水平上，工作人員可以使用游標(biāo)卡尺、激光測微計(jì)等工具來提高測量精度。然而，冷加工技術(shù)因其需要較長的操作時(shí)間，導(dǎo)致其自動化水平相對較低。其次，在使用游標(biāo)卡尺、激光測微計(jì)等工具進(jìn)行檢測時(shí)，可能會受到人為因素的干擾，從而引入測試儀器本身存在的誤差，對測量準(zhǔn)確性造成較大影響，嚴(yán)重制約了壓力容器的使用壽命。再次，與冷鐓和鐓粗等工序相比，金屬切削技術(shù)具有更高的準(zhǔn)確性[1]。然而，在實(shí)際的測試工作中，相關(guān)部門在裝備升級和維修時(shí)間方面掌握不足，導(dǎo)致其自身的測量精度存在一定偏差，無法確保產(chǎn)品的安全和品質(zhì)。最后，焊接檢查工具作為壓力容器安全檢查和測試的一種早期手段，其性能和精度等方面存在一定的不足，已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代壓力容器的檢驗(yàn)和測試需求，使其在壓力容器檢驗(yàn)測試中的應(yīng)用可能性變得很小。

1.3檢驗(yàn)檢測方法與標(biāo)準(zhǔn)不夠完善

在檢驗(yàn)過程中，檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也會受到檢驗(yàn)結(jié)果的影響。通過對如下幾個(gè)方面和視角展開研究：第一，壓力容器的檢驗(yàn)和檢測標(biāo)準(zhǔn)是其應(yīng)用的先決條件，在對其進(jìn)行檢驗(yàn)和檢測的時(shí)候，有關(guān)部門沒有按照標(biāo)準(zhǔn)要求去做，造成了檢驗(yàn)檢測的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)不一致，因而對最后的測試效果產(chǎn)生了很大的影響，從而產(chǎn)生了一些錯(cuò)誤的問題。第二，在制造壓力容器時(shí)，通常是先進(jìn)行箱體的制造和裝配，其他部分則按照實(shí)測的尺寸進(jìn)行加工。因此，在檢測時(shí)若有偏差，將極大地影響其他零件的加工，導(dǎo)致裝配時(shí)的接頭松動。檢驗(yàn)時(shí)所選用的方式和工藝有誤，若將此元件應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，就會給后續(xù)的應(yīng)用帶來一定的困擾。在對壓力容器檢測、檢測地點(diǎn)和檢測方式進(jìn)行調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)壓力容器都是互相交錯(cuò)的，在進(jìn)行檢測和檢驗(yàn)時(shí)，往往會產(chǎn)生焊縫剩余高度和縱向焊縫的棱角等檢測誤差，造成壓力容器的實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差[2]。

1.4裂紋

斷裂形式可分為四種：機(jī)械部件受到破壞后，在高溫高壓環(huán)境下，因應(yīng)力集中而引起的蠕變開裂；壓力容器由于長時(shí)間處于強(qiáng)堿環(huán)境中，易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋；在機(jī)械制造過程中，因?qū)^程的控制不到位而產(chǎn)生的開裂；該裝置的一些部位在運(yùn)行時(shí)受到較大的內(nèi)部壓力，出現(xiàn)疲勞開裂現(xiàn)象。當(dāng)設(shè)備使用年限增加時(shí)，其疲勞開裂將逐步增加和擴(kuò)展，在設(shè)備服役過程中，疲勞裂紋占總裂紋的60%以上。

2控制壓力容器檢驗(yàn)檢測誤差的策略

2.1優(yōu)化檢測技術(shù)及方法

為了確保大口徑壓力容器在服役期間安全運(yùn)行，需要對其進(jìn)行有效的檢查，以減少安全隱患。過去的測試方法主要依靠幾何尺寸的檢查，然而隨著時(shí)間的推移，這些測量方法帶來的一些錯(cuò)誤也逐漸暴露出來。因此，檢測單位應(yīng)適時(shí)改進(jìn)檢測技術(shù)和方法，主要利用內(nèi)部窺鏡技術(shù)、超聲波檢測儀等現(xiàn)代儀器和軟件系統(tǒng)，將相關(guān)圖像、數(shù)據(jù)等信息傳輸?shù)綁毫θ萜髦校瑥亩畲笙薅鹊販p少人為誤差。同時(shí)，還應(yīng)主動改進(jìn)壓力容器的檢查和檢測規(guī)范，為檢查工作奠定良好基礎(chǔ)，確保其有效性。最后，在測量壓力容器圓度時(shí)，使用目前較為完善的激光測距方法，將激光照射到被測物體上，并通過光電器件接收，從測量到接收的時(shí)間得到管道橫斷面的橢圓度、壁厚等多個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)有效檢測。這種方法使壓力容器的檢查工作更具操作性，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效控制。

2.2變形控制

壓力容器之所以會產(chǎn)生變形問題，主要是因?yàn)樵谶\(yùn)輸過程和制造過程中沒有正確的保護(hù)措施，導(dǎo)致壓力容器在外界的壓力作用下，產(chǎn)生了扭曲、變形等現(xiàn)象，給后續(xù)的劃線切割造成了很大的障礙，對壓力容器的檢測和實(shí)際使用造成了不利影響。因此，有關(guān)人員應(yīng)重視壓力容器的糾偏處理，從而控制壓力容器檢測誤差。首先，在壓力容器下料前，制造廠的工作人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行一定程度的檢測，找出材料變形的原因，并在第一步進(jìn)行修正，從而保證在實(shí)際生產(chǎn)之前，鋼制材料的變形情況可以得到控制，避免影響到后續(xù)的檢測，有效提高壓力容器的檢查和檢測精度[3]。其次，相關(guān)人員還需要對壓力容器部件進(jìn)行精密測量，根據(jù)相關(guān)文件信息對比部件的規(guī)格，及時(shí)更換不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的部件，這樣可以對細(xì)節(jié)進(jìn)行有效的控制，為后續(xù)的檢測打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，避免出現(xiàn)壓力容器檢測誤差的問題。最后，對于大直徑壓力容器下料作業(yè)，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對壓力容器端口位置切割精度的控制，并需要在切割結(jié)束后檢查實(shí)際切割狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力容器端口切割變形的問題，避免該部分誤差對后續(xù)的工序造成不利影響。

2.3建立壓力容器檢測技術(shù)檔案

建立完備的檢測技術(shù)檔案，是消除容器檢測誤差問題的有效舉措，科學(xué)高效的檔案能夠?qū)θ萜鞯臋z測流程進(jìn)行精細(xì)化與簡便化，保障每一名檢測工作者都能夠依據(jù)檢測要求進(jìn)行工作，便于工作人員把控容器的檢測要點(diǎn)，第一時(shí)間消除潛藏的誤差信息，切實(shí)提升容器檢測的精準(zhǔn)程度。在容器檢測檔案的設(shè)計(jì)過程中，工作人員應(yīng)注意與重視以下幾個(gè)方面：第一，在原有檢測技術(shù)的前提下，根據(jù)容器檢測過程中所出現(xiàn)的誤差問題，對原有的檢測技術(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化與創(chuàng)新，盡量減少誤差問題。第二，要全面控制容器的使用性能，能根據(jù)容器的檢測技術(shù)，建立合理有效的技術(shù)文件。第三，需要制定科學(xué)規(guī)范的容器檢測流程，保證工作人員嚴(yán)格按照檢測流程進(jìn)行操作，從而避免檢測作業(yè)中出現(xiàn)誤差問題。此外，還應(yīng)以容器檢測技術(shù)為基礎(chǔ)，建立起科學(xué)的容器應(yīng)用環(huán)境和條件檔案，保證容器檢測信息的準(zhǔn)確性和有效性。第四，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對容器檢測技術(shù)的控制和監(jiān)督，容器檢測技術(shù)的實(shí)效性和科學(xué)性將直接影響到檢測結(jié)果，在容器檢測過程中，必須以檢測標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，來完善相應(yīng)的技術(shù)管控體系，在容器檢測工作開始之前，相關(guān)單位安排專人制定一套完善的容器檢測方案，保證方案的實(shí)效性和適當(dāng)性，再進(jìn)行后續(xù)的工作，從而保證容器檢測成果的穩(wěn)定性和可靠性。

2.4合理安排檢查工作

完備全面的容器檢測體系是打消容器檢測誤差的有效舉措，而全方位落實(shí)容器檢測體系，則是保障高效消除容器檢測誤差的核心。通常情況下，容器的檢測周期是以年或季度為單位，但在建立容器檢測體系時(shí)，工作人員還應(yīng)根據(jù)容器的實(shí)際應(yīng)用情況，需要做到科學(xué)規(guī)劃檢測周期，保證檢測作業(yè)能夠按照規(guī)范體系進(jìn)行。年度或者季度檢測手段的主要目的就是在容器的使用年限內(nèi)，對容器進(jìn)行檢查維修，能夠減少容器發(fā)生安全事故的概率，及時(shí)消除容器檢測中的誤差[4]。所以，在有效落實(shí)容器年度和季度檢測工作的過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，應(yīng)適當(dāng)增加容器年度和季度檢查的頻次，以提高容器檢測效果，對于保障容器的整體穩(wěn)定性有非常積極的作用。第二，要嚴(yán)格按照容器檢測規(guī)范進(jìn)行，避免因?yàn)闄z測技術(shù)不過關(guān)而造成的誤差，這樣能有效地排除容器在使用過程中存在的隱患，保證容器的安全性。

2.5加強(qiáng)外部環(huán)境控制

為確保對鍋爐壓力容器的檢測工作持續(xù)進(jìn)行，需要重視環(huán)境因素對檢測的干擾。外界因素可能會降低檢測工作的效率，因此需要加強(qiáng)管理體系，不斷改善外界環(huán)境。同時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控壓力容器的通氣狀況，以防止檢查員中毒。此外，在檢測過程中也存在泄漏和損傷的風(fēng)險(xiǎn)，因而需要按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行絕緣和防滲等工作。在選用各類安全電壓和絕緣器具方面，應(yīng)遵循相關(guān)規(guī)程要求，確保檢測工作的順利進(jìn)行，以提高效率。此外，還應(yīng)重視電磁輻射等問題，在檢測過程中采取必要的防護(hù)措施，并根據(jù)可能出現(xiàn)的安全問題制定計(jì)劃，盡量減少危險(xiǎn)因素的影響[5]。作為壓力容器化驗(yàn)員，應(yīng)樹立強(qiáng)烈的安全和責(zé)任意識，根據(jù)具體情況進(jìn)行專門的檢查，特別關(guān)注放射源等因素，以防止任何安全問題的疏漏。

2.6加強(qiáng)壓力容器危害源監(jiān)控與信息反饋

為避免壓力容器隱患的進(jìn)一步蔓延，一方面要在整個(gè)檢查的全流程中詳細(xì)地記載各種檢查資料，并向有關(guān)的質(zhì)量管理和安全管理機(jī)構(gòu)提出建議，促使危害源的信息反饋體系不斷地健全，為及時(shí)、定時(shí)的管控測試提供資源上的優(yōu)勢，為實(shí)現(xiàn)對危害源的提前防范打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而減少安全事故風(fēng)險(xiǎn)，保障人們的生命安全，避免財(cái)產(chǎn)的損失。另一方面，應(yīng)當(dāng)對目前存在的危害源進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查，并將所獲得的信息內(nèi)容向更高層次的領(lǐng)導(dǎo)管理層匯報(bào)。這樣才能更早地對危害源采取相應(yīng)的對策，最終實(shí)現(xiàn)完全消滅危險(xiǎn)源。

3結(jié)束語

綜上所述，壓力容器產(chǎn)生誤差的原因較為復(fù)雜，不同影響原因之間也會有一定的聯(lián)系。因此，在對容器進(jìn)行檢測的過程中，應(yīng)關(guān)注容器的整體質(zhì)量，根據(jù)容器的實(shí)際應(yīng)用要求和檢測標(biāo)準(zhǔn)，對容器進(jìn)行合理有效的檢驗(yàn)。對壓力容器進(jìn)行檢查可以有效保障其安全運(yùn)行，是一項(xiàng)十分重要的工作。因此，相關(guān)部門需要充分了解壓力容器，特別是對可能影響其性能的各種因素進(jìn)行詳細(xì)的剖析，并進(jìn)行深入的探討。在檢測過程中，應(yīng)根據(jù)不同因素對容器檢測結(jié)果的影響性進(jìn)行研究分析，并提出相應(yīng)的控制措施，以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，最大限度地降低容器誤差出現(xiàn)的概率，從而保證容器的質(zhì)量。

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【作者簡介】

譚江宇，男，1997年出生，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)槌袎涸O(shè)備檢驗(yàn)檢測。

（編輯：李鈺雙）