牛草豐

摘要：在工業(yè)化時代，壓力容器與人們的生活越來越密切。在許多行業(yè)中壓力容器都得到廣泛的應用，對制造并加工壓力容器的工序要進行嚴格要求，在使用過程中要進行定期或不定期的檢驗，以確保及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，使壓力容器穩(wěn)定、長時間地運行。文章對壓力容器檢驗常見問題及應對措施進行了探討。

關(guān)鍵詞：壓力容器；常見問題；缺陷檢驗；應對措施；無損檢測 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH49 文章編號：1009-2374（2017）11-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.056

壓力容器這一特殊設(shè)備，在制造、加工和使用時會因為各種不同的原因?qū)е聣毫θ萜鲹p壞、介質(zhì)泄露，嚴重時發(fā)生爆炸等安全事故，影響經(jīng)濟建設(shè)，降低工作效率，威脅人們的財產(chǎn)及生命安全。所以，在制造、加工和使用時需要針對不同的缺陷問題，對壓力容器進行全方面的檢驗以及制定相對應的處理措施，確保壓力容器使用安全、方便，使壓力容器得到更好的發(fā)揮及經(jīng)濟建設(shè)作用。

1 壓力容器常見問題

1.1 壓力制造和使用過程的問題

壓力容器需要經(jīng)過加工制造并且合格后才能投入使用，在制作過程中常因焊縫不合格，導致壓力容器表面或內(nèi)部有未融合的地方，或者因為趕工期、偷工減料致使壓力容器有未焊透的現(xiàn)象。焊縫時出現(xiàn)共渣、裂紋等現(xiàn)象。對壓力容器的制作材料也要嚴格要求。母材存在的問題有夾層、晶體粗大、球墨化等，所以對母材的選用起著至關(guān)重要的作用。壓力容器在不同溫度下工作，長時間使用，壓力容器的形狀發(fā)生變化。制造壓力容器大都為金屬材料，使用過程中不慎將腐蝕材料泄露，且壓力容器長期處于空氣環(huán)境中，隨著時間的推移，將對壓力容器造成腐蝕。壓力容器對焊縫技術(shù)有較高的要求，焊縫技術(shù)好，壓力容器的使用壽命將增加，所以說焊縫技術(shù)直接影響壓力容器的使用壽命。壓力容器各個部位的溫度情況都不一樣，在熱壓力區(qū)，壓力容器的承受能力有所降低，出現(xiàn)裂紋或裂縫現(xiàn)象。壓力容器在長期使用下，工作機械出現(xiàn)損傷，主要受壓元件泄露，安全附件損壞都屬于壓力容器制造和使用問題。

1.2 容器表面缺陷問題

壓力容器在制造、加工以及使用過程中，會出現(xiàn)裂紋、焊接未達標、產(chǎn)生缺口的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象屬于容器表面缺陷問題。壓力容器的焊縫技術(shù)分為角焊縫和對接焊縫，焊接接頭分為搭接接頭、T型接頭和角接接頭等5種不同形狀的焊接接頭。焊縫與焊接密不可分，由于人員疏忽或環(huán)境問題，造成容器焊縫或焊接不均勻，以致容器存在隱性問題。容器在加工時，因突然斷電發(fā)生而產(chǎn)生不必要的損耗，甚至無法再次進行加工并投入使用。在使用過程中，容器的剛度、硬度、穩(wěn)定性會隨著時間的推移產(chǎn)生變化，而使容器不能正常使用，這是壓力容器可以直觀的看到的表面缺陷問題。壓力容器經(jīng)常在高溫度下工作并長期使用，隱藏于內(nèi)部的缺陷就不易被工作人員發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部缺陷常是因為材料損失的質(zhì)量問題引起以及沒有焊接完善、在鋼板與鋼板之間存在縫隙、雜質(zhì)或本身的不完整性，這是壓力容器非直觀性表面缺陷問題。工作人員進行操作時，不注意對容器的保護，使容器密封性、穩(wěn)定性欠缺。這些問題都是容器表面的缺陷問題。

1.3 壓力容器焊縫問題

壓力容器在工作過程中，溫度和壓力一直在不斷變化著，因此連接容器不佳部位就會產(chǎn)生焊縫問題。工作溫度是指壓力容器能工作的溫度范圍，壓力容器按設(shè)計溫度分為低溫容器、常溫容器和高溫容器三種。低溫壓力容器的設(shè)計溫度一般在20℃以下，常用來儲存和運輸液化天然氣、液化乙烯、液氫和液氮等。鑄造壓力容器的材料在低溫時，材料的物理特性發(fā)生變化，剛度下降、柔韌性下降、發(fā)生塑料變形等都會發(fā)生焊縫問題。常溫壓力容器的設(shè)計溫度一般大于20℃小于200℃。而容器器壁一直處于高溫狀態(tài)下的容器叫高溫壓力容器。高溫壓力容器因在高溫下長期工作，其鑄造材料產(chǎn)生變化表現(xiàn)為尺寸變小或變大、形狀扭曲、變形等現(xiàn)象，這時產(chǎn)生的問題就是容器部位的焊縫問題。另外，壓力的變化會使壓力容器在反復變化的負載作用下產(chǎn)生破壞、裂縫，這一現(xiàn)象為壓力容器的焊縫問題。

1.4 壓力容器腐蝕問題

壓力容器的建造材料大都為金屬材料，當材料與環(huán)境發(fā)生反應從而引起材料的變質(zhì)或破壞這一現(xiàn)象是壓力容器的腐蝕現(xiàn)象。工業(yè)上的金屬經(jīng)常會有多種不同的雜質(zhì)，壓力容器的腐蝕與材料的合金成分、合金結(jié)構(gòu)、金屬表面光潔度、變形、壓力、介質(zhì)成分以及溫度都有關(guān)系。壓力容器的腐蝕疲勞是壓力容器的材料在腐蝕性介質(zhì)和環(huán)境影響力的作用下發(fā)生材料變形、疲勞現(xiàn)象。介質(zhì)對壓力容器的腐蝕是主觀的，介質(zhì)的腐蝕性越強，壓力容器的使用壽命越短。在壓力容器材料的選擇上，應選用耐腐蝕性高、應變力高、抗腐蝕的金屬材料，避免制造加工時產(chǎn)生尖銳缺口。改變氧化物膜中的外來離子、將鐵從鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，以降低金屬的氧化速度。金屬表面粗糙相比金屬表面光潔來說，更容易被腐蝕。我國每年因容器腐蝕造成的經(jīng)濟損失占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的1.25%～3.5%。當出現(xiàn)壓力容器腐蝕問題時，要在第一時間做出決策，否則不僅會影響工作進度，工作人員的生命安全也會受到威脅。

2 壓力容器的無損檢測

2.1 采用磁粉檢驗表面缺陷

由于被磁化后的工件存在不連續(xù)性，用磁粉檢驗表面缺陷成為最直觀、簡便的方法。磁粉吸附在工件表面，透過光照形成肉眼清晰可見的磁痕，便于工作人員進行觀察和研究。磁粉檢驗適用于檢驗正在使用或未投入使用的工件，對于容器表面較小的缺陷檢驗十分準確，但不適于檢驗較大的表面缺陷。磁粉檢測在使用過程中根據(jù)所需環(huán)境介質(zhì)可分為濕法和干法兩類。濕法是磁粉工作時必須借助水、油或液體介質(zhì)才能工作，借助液體的流動性將磁粉跟液體混合物均勻地分布在容器表面上，可與固定式或不固定式設(shè)備使用。磁粉經(jīng)過濕法使用后仍可用于磁粉檢驗容器表面缺陷，而在不能使用濕法檢測時常用干法代替，干法使用的磁粉為特制的干磁粉，直接用于被檢測的容器上。利用磁粉檢驗壓力容器的表面缺陷問題的優(yōu)點是磁粉檢驗方法不局限于容器的大小、形狀，工作人員操作簡單、使用方便，另外，磁粉生產(chǎn)工藝簡單，成本較低。不足之處是壓力容器器壁表面粗糙、不夠光滑，磁粉探測就會受到影響，甚至使工作人員做出錯誤判斷。

2.2 采用射線檢驗整體尺寸

射線是一種可以穿過物體進行觀察研究物體的線，在工作人員設(shè)計操作下透過容器發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)部的缺陷并檢驗容器的整體尺寸。射線檢測包括X射線檢測、高能射線檢測以及中子射線檢測。使用過程中容器經(jīng)過重新補焊、工作人員在檢驗時發(fā)現(xiàn)壓力容器存在表面缺陷問題、焊接接頭在使用過程中發(fā)生泄漏以及客戶要求對某些部位進行檢測等7種情況時都需要采用射線檢測。射線檢測的操作不會損壞容器的任何部位，不局限于容器材料、容器大小、容器形狀，并且其工作效率高、準確性高、適應性強以及可以記錄永久的工作報告的優(yōu)點。然而射線檢測存在的問題還有待解決，比如：需要找到合適的透視角度才能更好地發(fā)現(xiàn)容器的裂紋、未熔合的部位；射線檢測需要在工作人員的操作下進行，放射出的射線對工作人員的身體健康會產(chǎn)生影響；射線檢測針對容器的零部件，比如棒件、角焊縫和鍛件等材料的檢測有漏洞；射線檢測用于檢測容器缺陷的位置、大小及形狀時，必須要同專用的厚度對比試塊進行仔細對比。

2.3 采用超聲波檢驗內(nèi)部缺陷

超聲波檢測與射線檢測有相同之處，都是無損檢測，即可以在不損壞容器的前提下對容器進行內(nèi)部缺陷的檢測。超聲波檢測是利用超聲波的傳播現(xiàn)象進而直觀的展現(xiàn)容器內(nèi)部的缺陷情況。超聲波檢測根據(jù)檢測的形狀不同分為點狀缺陷、條形缺陷。工作人員在利用超聲波對容器內(nèi)部缺陷進行檢測時不會對工作人員的身體造成傷害，并且用于超聲波檢測的設(shè)備體積與射線檢測設(shè)備相比具有體積小、易操作、成本低、穿透力強等優(yōu)點，因此超聲波檢測被廣泛應用于較厚的容器檢測中，比如鍛件、螺栓件、較厚的容器殼和焊縫產(chǎn)生的裂縫。超聲波檢測受壓電效應影響，使設(shè)備接收發(fā)出的超聲波能力下降，容器內(nèi)部形狀、范圍較小的缺陷不易被檢測出；超聲波檢測還會受到溫度、環(huán)境以及技術(shù)等多方面的影響，在溫度起伏較大、環(huán)境變化較大及技術(shù)要求不同時，都要增加容器內(nèi)部超聲波檢測。此外，工作人員的技術(shù)要求也是影響超聲波檢測的一個因素，超聲波檢測技術(shù)給容器內(nèi)部缺陷檢測帶來了方便，值得工作人員利用。

2.4 采用滲透技術(shù)檢驗部位缺陷

滲透檢驗同射線檢驗和超聲波檢驗相比，對容器面積較大的缺陷較易檢驗出。滲透檢驗是利用毛細管現(xiàn)象，將所需液體滲透到容器表面，經(jīng)過液體流動，在容器表面的缺陷中滯留，此時利用去除劑除掉沒有滲透的液體，最后工作人員利用顯像劑產(chǎn)生的圖像來判斷容器中存在的部位缺陷。滲透檢驗常用于有色金屬材料、塑料及鋼鐵材料等材料部位缺陷的檢測。滲透檢驗需要用到滲透液、顯像劑及提前制定好的標準工藝，滲透液和顯像劑的選用對滲透檢驗起決定性作用，為了保證滲透檢驗的精確性和方便性得到最大的發(fā)揮，滲透液和工作人員制定的檢驗流程需要是最合適容器被檢驗的工序。如此滲透檢驗較射線檢驗和超聲波檢驗來比，具有可檢驗范圍更廣、靈敏度更高的優(yōu)點，而且可直觀地將暴露在容器表面的缺陷顯現(xiàn)出來。但是在使用過程中需要用到滲透液和顯像劑，工作人員需對液體殘留下來的雜渣進行定期處理，不可避免地加大了工作人員的工作范疇。

3 結(jié)語

在工業(yè)部門壓力容器都在滿足著各種要求，成為一種不可或缺的設(shè)備。其特殊的工藝性使工作人員可以利用壓力容器進行高難度的工作，但壓力容器在使用時會出現(xiàn)各種問題，造成安全隱患，這就需要有關(guān)部門或工作人員引起高度重視。在對容器進行檢驗時，工作人員需提高自己的職業(yè)技能，確保及時發(fā)現(xiàn)隱藏或非隱藏性問題，并給予解決，確保壓力容器運行正常。

參考文獻

[1] 包貴林.鍋爐及壓力容器焊接接頭外觀質(zhì)量檢驗淺析[J].裝備制造技術(shù)，2012，34（18）.

[2] 張春雷.電站鍋爐高溫壓力管道對接焊縫裂紋分析及處理[J].焊接，2013，17（56）.

[3] 邱燕，劉志超，等.電站煤粉鍋爐爐內(nèi)壓力波動的非線性特性分析[J].熱能動力工程，2011，45（28）.

[4] 楊昭.工業(yè)蒸汽鍋爐監(jiān)督檢驗中射線檢測比例探討[J].石油化工設(shè)備，2010，76（44）.

[5] 游韜.單面焊雙面成形技術(shù)應用在壓力管道焊接上[J].品牌與標準化，2012，68（27）.

[6] 彭小蘭，李丁.生物質(zhì)鍋爐的制造監(jiān)督檢驗實踐[J].節(jié)能與環(huán)保，2013，28（47）.

（責任編輯：蔣建華）