顧衛(wèi)國

甘肅省武威市特種設(shè)備檢驗(yàn)所 甘肅 武威733000

傳統(tǒng)氣瓶檢驗(yàn)主要以水壓檢驗(yàn)和宏觀檢驗(yàn)為主，這種檢驗(yàn)方式在具體應(yīng)用期間會(huì)對(duì)氣瓶的性能造成破壞，針對(duì)完成檢驗(yàn)的高氣瓶，要采取措施對(duì)其進(jìn)行處理后，才能投入使用，后續(xù)處理費(fèi)用極高，可見傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法難以滿足檢驗(yàn)需求。因此，必須依據(jù)氣瓶的具體性能，以及應(yīng)用情況，研發(fā)出具有針對(duì)性的檢驗(yàn)措施，進(jìn)而完成對(duì)高氣瓶的定期檢驗(yàn)。

1 檢驗(yàn)高氣瓶的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 外觀檢驗(yàn) 高氣瓶在外觀上存在的缺陷主要有凹坑、凹陷、裂紋、燒傷等多項(xiàng)問題，腐蝕是幾種缺陷中最常見的一種。這主要是因?yàn)楦邭馄渴芡獠拷橘|(zhì)化學(xué)作用，以及電化學(xué)作用影響，高氣瓶質(zhì)量會(huì)發(fā)生改變。在對(duì)高氣瓶檢驗(yàn)定期檢驗(yàn)時(shí)，要對(duì)高氣瓶的外觀情況進(jìn)行查看，對(duì)高氣瓶的具體性能進(jìn)行全面觀察。

1.2 水壓試驗(yàn) 利用水壓對(duì)高氣瓶的性能進(jìn)行檢驗(yàn)，該方法在應(yīng)用期間能夠完成對(duì)高氣瓶強(qiáng)度，以及高氣瓶殘余變形變率，在試驗(yàn)壓力下，器壁應(yīng)力是否接近或超過材料彈性極限，完成對(duì)高氣瓶熱處理具體情況的全面檢驗(yàn)，該方法主要應(yīng)用在高氣瓶制造中。水壓試驗(yàn)對(duì)材質(zhì)劣化、高氣瓶瓶整體減薄內(nèi)容檢驗(yàn)對(duì)比有效，而對(duì)于局部塑性變形、腐蝕變薄，以及裂紋上存在的各種缺陷的檢驗(yàn)效果并不理想[1]。因此，在定期檢驗(yàn)期間，水壓試驗(yàn)在檢驗(yàn)高氣瓶性能上一直都存在爭議，相關(guān)檢驗(yàn)案例表明，一些出現(xiàn)了嚴(yán)重塑性變形高氣瓶，經(jīng)過檢測(cè)，變形率并未超標(biāo)，這顯然與實(shí)際情況不符。

1.3 全自動(dòng)超聲波檢測(cè) 該項(xiàng)檢測(cè)方法在具體應(yīng)用期間，就是對(duì)材料及缺陷的聲學(xué)性能上的差異進(jìn)行利用，通過觀察超聲波傳播波形發(fā)生的反射情況，以及穿透時(shí)間的能量改變，完成對(duì)材料內(nèi)部缺陷情況的檢測(cè)，這是一種無損檢測(cè)法，該方法不會(huì)對(duì)高氣瓶性能造成破壞。將全自動(dòng)超聲波檢測(cè)法應(yīng)用到高氣瓶檢測(cè)中，同時(shí)完成對(duì)高氣瓶徑向、周向檢測(cè)，完成對(duì)壁局厚度的測(cè)量，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)氣瓶腐蝕減薄、應(yīng)力腐蝕裂紋、線性缺陷等各項(xiàng)問題[2]。

2 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)高氣瓶

現(xiàn)階段，我國主要依據(jù)GB/T13004—2016《鋼質(zhì)無縫氣瓶定期檢驗(yàn)與評(píng)定》對(duì)高氣瓶進(jìn)行定期檢驗(yàn)，在實(shí)際檢驗(yàn)期間主要對(duì)瓶體和瓶閥進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)瓶體時(shí)，要考慮氣瓶在應(yīng)用過程中有可能出現(xiàn)的機(jī)械損傷、裂紋、熱損傷等各種不同類型的失效模式，對(duì)于瓶體性能進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，常用的檢驗(yàn)放法有水壓、宏觀、稱重等各種不同類型的方案。從實(shí)際檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)來看，對(duì)于充裝普通工業(yè)氣體氣瓶來說，可以采取稱重或者宏觀方法完成相應(yīng)的檢驗(yàn)，完成對(duì)瓶體出現(xiàn)的均勻腐蝕和局部腐蝕情況，而針對(duì)氣瓶在應(yīng)用過程中的安全性，則要利用水壓方式進(jìn)行。但是針對(duì)高氣瓶來說，因?yàn)槌溲b的氣體的純度高，水分含量極低，高氣瓶在應(yīng)用期間，會(huì)出現(xiàn)局部腐蝕失效或均勻腐蝕失效，如果在檢驗(yàn)期間采用水壓法進(jìn)行，可能會(huì)對(duì)氣瓶內(nèi)部狀態(tài)造成一定程度損壞，通過水壓法完成相應(yīng)檢驗(yàn)后，要利用烘干、研磨、鈍化各種方式對(duì)高氣瓶進(jìn)行處理，這都會(huì)提高整個(gè)檢驗(yàn)作業(yè)的成本，會(huì)降低經(jīng)濟(jì)效益。此外，采取水壓試驗(yàn)對(duì)具有人工缺陷的高氣瓶進(jìn)行檢驗(yàn)，相關(guān)檢驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在具體應(yīng)用期間，對(duì)高氣瓶中存在的線性缺陷的檢驗(yàn)結(jié)果較差，因此，從有效性和經(jīng)濟(jì)性上來看，在對(duì)高氣瓶進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，不適合應(yīng)用水壓法。

在檢驗(yàn)瓶閥時(shí)，針對(duì)普通工業(yè)氣瓶，可以通過裝卸方式完成對(duì)其的檢驗(yàn)，常用的檢驗(yàn)方法為氣密性試驗(yàn)和宏觀檢驗(yàn)，這確保了高氣瓶的安全性。進(jìn)行瓶閥拆卸時(shí)，因?yàn)樽鳂I(yè)人員操作問題，連接螺紋或者氣瓶閥都可能會(huì)遭受損壞。高氣瓶的單個(gè)閥門價(jià)格高，一旦遭受破壞，會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失?？梢?，GB/T13004—2016《鋼質(zhì)無縫氣瓶定期檢驗(yàn)與評(píng)定》中相關(guān)規(guī)定，在科學(xué)上和經(jīng)濟(jì)上都有待提高。

3 檢驗(yàn)高氣瓶的具體案例分析

針對(duì)前期檢驗(yàn)的2000個(gè)高氣瓶的各項(xiàng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1 高氣瓶統(tǒng)計(jì)結(jié)果

通過表2中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在檢驗(yàn)的高氣瓶中，影響高氣瓶在應(yīng)用期間安全性的缺陷一共有38個(gè)，占到了的氣瓶總數(shù)的1.8%。鋼印標(biāo)識(shí)與要求不符的主要原因是高純氣體行業(yè)主要采用DOT 標(biāo)準(zhǔn)，在制造高氣瓶時(shí)，并未要求采用鋼印進(jìn)行標(biāo)示，而是由使用單位進(jìn)行標(biāo)示，但是從實(shí)際情況來看，部分單位并未對(duì)高氣瓶進(jìn)行鋼印標(biāo)識(shí)，這也就導(dǎo)致鋼印標(biāo)示存在問題。高氣瓶厚度是確保其在應(yīng)用期間安全的一項(xiàng)重要參數(shù)，但是，大量高氣瓶都采取沖拔成型方式制造，進(jìn)行制造時(shí)，并未對(duì)其整體厚度進(jìn)行全面檢測(cè)，這業(yè)績導(dǎo)致高氣瓶的整體設(shè)計(jì)厚度并未達(dá)設(shè)計(jì)要求[3]。例如，某高氣瓶的設(shè)計(jì)厚度為6.4 mm，利用全自動(dòng)超聲法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)高氣瓶局部厚度并未達(dá)到6.4 mm，其中最薄處厚度僅為5.4 mm，高氣瓶質(zhì)量無法滿足應(yīng)用需求。通過超聲發(fā)射法對(duì)高氣瓶性能進(jìn)行檢測(cè)，一共發(fā)現(xiàn)高氣瓶中出現(xiàn)了的3處裂紋，裂紋深度超過錄得2.5 mm，長度約為38 mm，裂紋處的原始壁厚度為6.4 mm，對(duì)其進(jìn)行打磨，厚度達(dá)到了的5.6 mm，仍未消除缺陷，瓶體上的裂紋尖端出現(xiàn)了拓展痕跡，這對(duì)高氣瓶在應(yīng)用期間的安全性造成了嚴(yán)重隱患。依據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，在檢驗(yàn)的2000個(gè)高氣瓶中，存在裂紋的氣瓶占到了0.4 %。

4 結(jié)語

高氣瓶檢驗(yàn)是一項(xiàng)對(duì)技術(shù)要求很高的工作，在實(shí)際檢驗(yàn)期間，采用傳統(tǒng)水壓試驗(yàn)方法難以發(fā)現(xiàn)所有缺陷，而超聲發(fā)射法能夠發(fā)現(xiàn)高氣瓶中各項(xiàng)缺陷，因此，該方法更加科學(xué)合理。