任小玉 靳艷濤 趙培

淺談壓力容器制造過程中的檢驗

任小玉 靳艷濤 趙培

文章概述了壓力容器制造過程檢驗的重要性和壓力容器制造過程檢驗的目的以及探討檢驗的范圍與項目。

壓力容器制造過程檢驗；檢驗?zāi)康?；范圍與項目

據(jù)統(tǒng)計目前我國壓力容器制造廠家1800余家，壓力容器的用途十分廣泛。它是在石油化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國民經(jīng)濟的各個部門都起著重要作用的設(shè)備。

壓力容器作為特種設(shè)備的一種，其安全性能可謂是其性能指標中最重要的一項，在壓力容器的設(shè)計、制作、檢驗的過程中，檢驗（檢測）過程是一項十分重要的過程。

壓力容器制造過程的檢驗基本與其制作工序基本一致，主要分為：原材料的檢驗、下料檢驗、組裝檢驗、焊接檢驗、無損檢測、熱處理、壓力試驗檢驗及對制作過程中的質(zhì)量驗證的理化試驗檢驗。

1 壓力容器制造過程檢驗?zāi)康?/h2>

壓力容器檢驗的基本目的就是防止壓力容器失效事故，特別是危害最嚴重的破裂事故的發(fā)生，通過驗證性檢驗和抽查等手段來保證壓力容器產(chǎn)品的安全性能，在壓力容器出廠或投入使用前就發(fā)現(xiàn)問題，從而杜絕因質(zhì)量不符合規(guī)范標準要求而在使用時失效的可能性。

壓力容器的檢驗是指檢驗員用目視的方法輔以簡單的工具和量具對壓力容器實施檢驗。檢驗是壓力容器制造中必不可少的環(huán)節(jié)，也是壓力容器制造中最重要的環(huán)節(jié)之一。其內(nèi)容包括外觀檢查、結(jié)構(gòu)檢查以及幾何尺寸檢查。通過對壓力容器制造過程的檢驗，壓力容器檢驗員應(yīng)對以下幾個方面做出判斷：

a.壓力容器的有關(guān)資料是否與實際相符；

b.壓力容器的制造質(zhì)量如何；

c.被檢壓力容器在后續(xù)檢驗工序中應(yīng)該重點檢驗?zāi)男┓矫妗?/p>

2 壓力容器制造過程檢驗范圍

一般壓力容器的范圍是指壓力容器本體和安全附件一般包括：

2.1 容器與外部管道連接

a.焊接連接的第一道環(huán)向接頭坡口端面；

b.螺紋連接的第一個螺紋接頭端面；

c.法蘭連接的第一個法蘭密封面；

d.專用連接件或管件連接的第一個密封面。

2.2 殼體、封頭（端蓋）、膨脹節(jié)、設(shè)備法蘭、球罐的球殼板、換熱器的管板和換熱管、M36以上（含M36）的設(shè)備主螺栓以及公稱直徑大于或者等于250mm的接管和管法蘭。

2.3 壓力容器的安全附件，包括直接連接在壓力容器上的安全閥、爆破片裝置、緊急切斷裝置、安全連鎖裝置、壓力表、液位計、測溫儀表等。

2.4 其它一些與承壓部分的內(nèi)部或外部相連接的元件，可能是承壓件、也可能沒有承壓功能，或者是結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性功能。承壓功能如容器開孔的補強件、非承壓的功能如容器的裙座、非結(jié)構(gòu)性功能附件如銘牌、吊耳等。另外如公稱直徑小于250mm的接管和管法蘭螺栓等在壓力容器的制作過程中也應(yīng)按受壓元件進行制作、檢驗。

3 壓力容器制造過程檢驗項目

一臺壓力容器的整個制造過程需要成千上萬道工序，概括起來容器制作大致包括如下主要過程：

3.1 下料及材料標識

主要受壓元件的下料檢驗包括前期排版（更合理的材料利用和加工制作、檢驗的便利性）、材料的確認、劃線的確認等，一些特殊材質(zhì)的材料還要對割口表面進行檢驗和檢測；承壓零件的材料應(yīng)有識別標記。這種標記直到部件組裝或安裝完備后仍能識別，如果標記在制造中被去除，要進行標記移植。材料的標志要具有可追溯性和唯一性。

下料的注意點：筒體與封頭的對接型式、主要受壓元件的厚度選擇、元件的后續(xù)可加工性、材料標記的可追溯性。

3.2 組裝（成形和彎曲）

各受壓元件要按圖紙的型式需逐步的組裝到一起，成型的過程需要卷制彎曲成型，切割成型等，在過程中還要注意后續(xù)的焊接工作的延續(xù)性，此工序亦是檢驗過程的重要組成部分。

組裝成形的注意點：成形設(shè)備能力、成形后尺寸公差、接頭間隙、錯邊量的控制、開孔方位的正確性。

3.3 焊接

焊接是壓力容器制造過程中最主要和最關(guān)鍵的工藝，此過程對壓力容器的安全性能起著絕對性作用。

焊接重點檢查控制：使用的焊接工藝是經(jīng)過評定的、焊工經(jīng)過考試合格，焊材經(jīng)過驗收合格并按要求進行保管、焙烘發(fā)放，母材和坡口尺寸符合并無有害物質(zhì)附著、焊接溫度濕度風速等環(huán)境條件合適，焊接溫度電流電壓焊速等過程參數(shù)符合要求。

3.4 無損檢測

此過程作為壓力容器專門的檢測過程，在這里不多做介紹。

3.5 熱處理

焊接過程的預(yù)熱和層間溫度應(yīng)符合焊接工藝評定要求，預(yù)熱溫度是在即將進行焊接前，坡口中的最低溫度，或在多層焊的情況下，在即將焊接某一焊道前，下面鄰近焊道金屬的最低溫度。層間溫度是在即將焊接某一焊層前，下面鄰近焊層金屬的最高溫度。焊接結(jié)束或中途焊接中斷應(yīng)進行后熱。預(yù)熱、層間溫度、后熱的加熱方法可采用任何適宜的方法，但不應(yīng)把有害物質(zhì)帶進焊接區(qū)。

焊后消應(yīng)力溫度、最短保溫時間、升溫速度和降溫速度指標均有強制性要求。熱處理方法：爐內(nèi)加熱、局部加熱、部件內(nèi)部加熱等。

熱處理過程注意事項：a.熱處理設(shè)備能力，采用局部加熱時，要注意工廠歷史經(jīng)驗情況；b.熱電偶的數(shù)量、標定和放置位置；c.熱處理過程工藝參數(shù)；（4）時間-溫度的記錄等。

3.6 壓力試驗

3.6.1 容器壓力試驗前提條件

規(guī)定的所有制造工序已經(jīng)完成并經(jīng)總體檢驗合格。

3.6.2 壓力試驗技術(shù)參數(shù)要求

壓力容器壓力試驗過程參數(shù)包括：試驗介質(zhì)、試驗壓力、試驗溫度（介質(zhì)溫度）、保壓時間、升壓速度等。

a.試驗介質(zhì)：壓力試驗介質(zhì)很多，如水、氣、蒸汽等，但可以用水作試驗時應(yīng)優(yōu)先選擇水作為介質(zhì)進行試驗。

b.試驗溫度條件：在GB150規(guī)定:Q345R、Q370R、07MnMoVR制容器進行液壓試驗時，液體溫度不低于5℃，其他碳鋼和低合金鋼液體溫度不低于15℃，低溫容器液壓試驗的液體溫度應(yīng)不低于殼體材料和焊接接頭的沖擊試驗溫度（取其高者）加20℃ 。如果由于板厚等因素造成材料無塑性轉(zhuǎn)變溫度升高，則需相應(yīng)提高試驗溫度。

c.試驗壓力：試驗壓力指容器試驗時，容器頂部的壓力。不同標準對試驗壓力值要求不一樣，容器一般情況是最小1.25倍的設(shè)計壓力，氣體容器是最小1.5倍的設(shè)計壓力。

d.保壓時間和目視檢查（檢漏）時壓力：在GB150規(guī)定：在試驗壓力下保持30分鐘后，降到設(shè)計壓力下檢查。

e.升壓速度：溫度穩(wěn)定后緩緩升壓。

f.壓力表：兩個量程相同的并且經(jīng)過檢定合格的壓力表；一般低壓容器使用的壓力表精度不低于2.5級，中壓及高壓容器使用的壓力表精度不低于1.6級。

3.6.3 水壓試驗驗收合格標準

a.無滲漏；

b.無可見的變形；

c.試驗過程中無異常的聲響。

4 壓力容器制造過程檢驗的主要內(nèi)容

檢查的內(nèi)容主要有外觀檢查、尺寸檢查、結(jié)構(gòu)檢查。

4.1 外觀檢查

主要檢查以下內(nèi)容：

4.1.1 設(shè)備及其附件內(nèi)外壁的裂縫、腐蝕、變形、損傷、焊接質(zhì)量、肉瘤、凹坑、泄漏；

4.1.2 安全附件、支座支承、排放裝置、接管座緊固螺栓等外部構(gòu)件。

4.2 尺寸檢查

檢查內(nèi)容：尺寸檢查貫穿于壓力容器制造的全過程，即：原材料尺寸、下料尺寸、加工尺寸、裝配尺寸、焊縫尺寸、成品尺寸、缺陷尺寸等。

4.3 結(jié)構(gòu)檢查

檢查內(nèi)容 ：主要檢查結(jié)構(gòu)的強度與剛度，重點是構(gòu)造或布置得不合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)及焊接結(jié)構(gòu)。

5 壓力容器制造過程檢驗的檢查方法與常用檢查工具

壓力容器過程檢驗以目視檢查為主，或借助于小工具和檢查人員的感覺器官對設(shè)備進行檢查，以發(fā)現(xiàn)存在的缺陷。常見的方法有目視檢查、量具檢查和樣板檢查。

5.1 目視檢查

通常采用肉眼檢查，也可輔以手電筒、5-10倍放大鏡、反光鏡、內(nèi)窺鏡。肉眼能夠迅速掃視大面積范圍，并且能夠察覺細微的顏色和結(jié)構(gòu)的變化。在設(shè)備內(nèi)部進行檢查時，最好采用手電筒貼著容器表面平行照射，此時容器表面的微淺坑槽也能清楚地顯示出來，鼓包和變形的凹凸不平現(xiàn)象能夠看得更加清楚，即使是表面裂紋也能顯現(xiàn)出黑色的線痕。

對于人無法進入內(nèi)部用肉眼檢查的小型設(shè)備，可以將手從手孔或接管口中伸入，觸摸設(shè)備的內(nèi)表面，檢查內(nèi)壁是否光滑，有無凹坑、鼓包。

目視檢查中，在設(shè)備或另部件表面發(fā)現(xiàn)各種形態(tài)的缺陷時，檢驗人員應(yīng)根據(jù)容器制造、作用等方面的情況，予以綜合判斷，并分別給于適當?shù)奶幹谩?/p>

5.2 量具檢查

采用常規(guī)量具（直尺、卷尺、塞尺、游標卡尺、皮尺、焊縫檢驗尺、測厚儀、測深卡尺等）測量設(shè)備各部分的尺寸以及缺陷的大小、面積、深度和位置等。

用專用量具（焊縫尺等）測量焊接后的焊縫寬度、焊縫余高和角焊縫厚度等。

5.3 樣板檢查

目的是檢查成型件的形狀，以及設(shè)備的棱角度和各種變形。方法是用預(yù)先將設(shè)備某部份的形狀尺寸按圖紙要求做成的樣板緊靠其表面，檢查它們的形狀、尺寸是否符合設(shè)計要求。樣板檢查在壓力容器檢查中用得比較多。檢查時首先要注意樣板是否已經(jīng)過校驗合格。

6 結(jié)束語

石油化工及各類工業(yè)中使用的壓力容器，類型多，多層包扎、扁平鋼帶繞制的容器比較常見，這些容器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作壓力高，有些容器的工作介質(zhì)有毒有害，易燃易爆，特別是化工行業(yè)的壓力容器經(jīng)常受停電、停車、停產(chǎn)的影響，很容易損壞。加強壓力容器運行中的檢驗，及時發(fā)現(xiàn)消除事故隱患，是保障人民生命安全，國家財產(chǎn)免遭損失的重要措施。

[1]強天鵬.壓力容器檢驗，2008

[2]夏克.工作環(huán)境改變后在役壓力容器的檢驗.工業(yè)安全與環(huán)保，2005年第31卷第7期

[3]陳彪.在役壓力容器危險缺陷的檢測.云南化工，2003年第30卷第11期

[4]GB150鋼制壓力容器

[5]魏鋒，壽比南等.壓力容器檢驗及無損檢測.化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

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1671-3362（2013）06-0085-02

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