侯銘霖，夏倩茹

大連金州重型機(jī)器集團(tuán)有限公司

淺析壓力容器常見(jiàn)缺陷及處理方法

侯銘霖，夏倩茹

大連金州重型機(jī)器集團(tuán)有限公司

社會(huì)在發(fā)展，時(shí)代在進(jìn)步，人們生活水平的日新月異，對(duì)能源的需求也逐步上升，因此化工設(shè)備也就也就越來(lái)越多。所以，化工PV設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)行中所出現(xiàn)的問(wèn)題，也就越來(lái)越成為人們所關(guān)注的問(wèn)題，本文就對(duì)壓力容器常見(jiàn)的缺陷及處理方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

化工設(shè)備；缺陷；處理方法

化工機(jī)械壓力容器常見(jiàn)缺陷為腐蝕、裂紋以及變形，技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行定期核查檢驗(yàn)，消除危害，預(yù)防缺陷進(jìn)一步擴(kuò)大，影響生產(chǎn)正常運(yùn)行。

1 腐蝕

腐蝕是PV在正常運(yùn)行過(guò)程中最容易出現(xiàn)的缺陷之一，由于受壓金屬材料與所接觸的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者電化學(xué)反應(yīng)而引起的相應(yīng)變化。

1.1 腐蝕類別及生成原因

容器的腐蝕主要分為均勻腐蝕，應(yīng)力腐蝕，點(diǎn)腐蝕，晶間腐蝕和疲勞腐蝕等。

腐蝕形成于壓力容器的內(nèi)部或外部表面，PV的外部腐蝕通常為大氣腐蝕，地域潮濕多雨，大氣腐蝕要比干燥地區(qū)嚴(yán)重的多；經(jīng)常呈現(xiàn)潮濕狀態(tài)，或容易積存潮氣和水氣的位置，在壓力容器受壓件與非受壓件的接觸面往往容易發(fā)生腐蝕；容器內(nèi)壁的腐蝕往往來(lái)源于介質(zhì)或介質(zhì)中雜質(zhì)的腐蝕性。通常若工作介質(zhì)具有較強(qiáng)的腐蝕性，設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用防腐手段，如設(shè)備本體采用耐蝕材料，或與介質(zhì)接觸表面堆焊耐蝕層，或采用不銹鋼襯里結(jié)構(gòu)。固此類設(shè)備的內(nèi)壁腐蝕一般是由于防腐措施遭到破壞引發(fā)的；均勻腐蝕和局部腐蝕可以通過(guò)一般的直觀檢測(cè)方法來(lái)判斷。但對(duì)于晶間腐蝕和疲勞斷裂腐蝕，一般則必須通過(guò)金相檢驗(yàn)，化學(xué)分析以及硬度測(cè)定來(lái)鑒別。

1.2 對(duì)于腐蝕的處理方法

PV內(nèi)壁出現(xiàn)疲勞斷裂腐蝕或晶間腐蝕等缺陷時(shí)，建議更換。若腐蝕程度不深，可以考慮放寬工作條件使用。

出現(xiàn)分散點(diǎn)腐蝕，但不存在裂紋、腐蝕深度還在強(qiáng)度計(jì)算范圍內(nèi)，可不做處理。

局部腐蝕與均勻腐蝕通過(guò)計(jì)算剩余厚度，判定可以繼續(xù)工作或縮短檢測(cè)周期，改變工況甚至作廢處理。

2 裂紋

裂紋時(shí)PV運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷中最危險(xiǎn)的一種，它主要導(dǎo)致化工設(shè)備發(fā)生脆性破壞，并且會(huì)誘發(fā)腐蝕裂紋和疲勞裂紋的產(chǎn)生。

2.1 裂紋的種類及產(chǎn)生原因

PV設(shè)備中的裂紋缺陷分為兩大類，即設(shè)備制造中產(chǎn)生的裂紋，和容器運(yùn)行使用過(guò)程中產(chǎn)生擴(kuò)展裂紋。前者包括軋制、拔制裂紋，焊接裂紋和熱處理裂紋；后者包括應(yīng)力腐蝕裂紋和疲勞裂紋。

軋制裂紋是因?yàn)椴牧媳旧泶嬖诘娜毕菥奂谝黄穑?jīng)鋼廠軋制形成的一些既可以在鋼板表面，也可以在鋼板內(nèi)部的缺陷。此種缺陷沒(méi)有方向性和位置性。

焊接裂紋主要是在容器制造過(guò)程中，某些細(xì)小缺陷被制造廠檢驗(yàn)忽略，后期發(fā)展為較為明顯的缺陷。

熱處理裂紋成分枝狀的晶間裂紋，由于設(shè)備焊后熱處理導(dǎo)致的某些晶間不融合，并且會(huì)隨著設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中繼續(xù)放大擴(kuò)展。

疲勞裂紋是由于PV設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷，或材料不合格造成局部應(yīng)力過(guò)高，在容器經(jīng)過(guò)反復(fù)多次開(kāi)停車所造成的。

腐蝕裂紋是腐蝕介質(zhì)在一定的工況下，腐蝕接觸面金屬而逐漸產(chǎn)生的，局部應(yīng)力也是導(dǎo)致腐蝕裂紋原因所在，產(chǎn)生應(yīng)力集中或削弱金屬的晶間結(jié)合力，加速擴(kuò)展腐蝕裂紋。

2.2 對(duì)于裂紋的處理方法

一般的裂紋是通過(guò)直觀檢測(cè)和無(wú)損檢測(cè)結(jié)合判定。無(wú)損檢測(cè)的方法一般選用磁粉檢測(cè)或者滲透檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)PV的裂紋缺陷后，首先應(yīng)根據(jù)裂紋形狀大小，多少及所在位置來(lái)分析裂紋形成的原因，然后根據(jù)裂紋等級(jí)和具體工況確定缺陷的整治方案。

對(duì)于材料軋制或者拔制容器產(chǎn)生的裂紋，一般可用人工打磨的方法除去；焊接裂紋則應(yīng)該在設(shè)備制造過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)鏟除重新焊接、無(wú)損檢測(cè)。對(duì)于特殊條件，原材料及PV設(shè)備制造過(guò)程原因所遺留下來(lái)的裂紋，經(jīng)具有資質(zhì)的壓力容器缺陷評(píng)審單位核定后，確定裂紋在可控范圍內(nèi)，且容器具安全裕度足夠，則容器可通過(guò)采取相應(yīng)的監(jiān)控措施，縮短檢驗(yàn)周期的情況下，繼續(xù)使用。

3 變形

變形是在PV設(shè)備中比較少見(jiàn)的缺陷，它指容器在使用以后發(fā)生整體或者局部地方的幾何形變。

3.1 變形的種類及產(chǎn)生原因

變形通?？煞譃楣陌?、局部凹陷、整體扁憋、整體膨脹等幾種形式。

鼓包是由于受壓件局部腐蝕程度深，設(shè)備變薄，在內(nèi)壓驅(qū)動(dòng)下，向外凸起變形。或者也可由于局部受熱不均，溫度升高，材料的許用應(yīng)力下降，機(jī)型性能顯著降低，發(fā)生鼓包，此種形變將導(dǎo)致壁厚進(jìn)一步減薄。

局部凹陷是PV封頭或殼體的局部地方受外力沖擊或擠壓而產(chǎn)生的表面形變內(nèi)凹，這種形變一般產(chǎn)生于薄壁容器，它一般不會(huì)是壁厚變化，而是會(huì)使局部幾何形狀改變。

整體扁癟是由于受外壓作用的殼體厚度較薄，以至于受壓失穩(wěn)，變形，此類形變發(fā)生在只受外壓驅(qū)使下，如夾套容器的內(nèi)筒。

整體膨脹是由于超壓操作或者容器腐蝕裕度不夠，屈服變形造成的。此類變形不容易監(jiān)測(cè)，需特殊對(duì)待。

3.2 對(duì)于變形的處理方法

產(chǎn)生變形的缺陷的PV設(shè)備，除了程度較輕的局部凹陷，其他變形導(dǎo)致材料耐蝕性也逐步降低，均不應(yīng)繼續(xù)使用。

對(duì)于產(chǎn)生輕微鼓包的PV設(shè)備，若變形面積不大，且不影響設(shè)備其余部分，可以考慮在容器可焊性較好的前提下采取挖補(bǔ)處理，焊后需對(duì)補(bǔ)焊處做圖紙要求的無(wú)損檢測(cè)。

[1]吳錚.壓力容器攪拌處角焊縫缺陷淺談及返修處理[J].科技世界，2014（02）.

[2]劉亞明.開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析[J].河南科技，2013（09）.