李飛杰

（西安特種設(shè)備檢驗檢測院，陜西西安 700065）

1 設(shè)備基本情況

對某企業(yè)蒸壓釜定期檢驗，發(fā)現(xiàn)其中一臺蒸壓釜靠近環(huán)焊縫側(cè)母材上有一條裂紋。該蒸壓釜為II 類設(shè)備，材料為16MnR，介質(zhì)為飽和水蒸氣，規(guī)格Φ2850×35 200×20/24 mm；設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為GB 150—1998，于2008年3月制造完成，投用時間為2008年7月，上次檢驗日期為2014年9月。

蒸壓釜設(shè)計壓力1.6 MPa，實際工作壓力1.5 MPa；設(shè)計溫度203 ℃，實際工作溫度200 ℃（圖1）。

圖1 蒸壓釜結(jié)構(gòu)

2 檢驗方案及現(xiàn)場檢驗情況說明

從蒸壓釜操作的工藝特性，承受交變載荷、頻繁間歇操作的情況來看，具備產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕和疲勞腐蝕兩種失效模式條件，制定相應(yīng)檢驗方案。

（1）宏觀檢驗部分。必須嚴(yán)格檢查以下3 點：①加強對齒合、齒根的外觀檢查，有無明顯的磨損現(xiàn)象及快開門結(jié)構(gòu)的連鎖功能試驗；②仔細檢查釜的腐蝕情況，記錄腐蝕程度，發(fā)現(xiàn)較嚴(yán)重程度的腐蝕，應(yīng)進一步分析冷凝水成份并找出腐蝕加快的原因，幫助企業(yè)制定防腐措施；③還應(yīng)特別注意釜體有無機械接觸損傷。由于小車或鐵索在進出料時有可能與釜底摩擦，這樣產(chǎn)生的劃痕是比較危險的，必須加以防止并消除。

（2）表面無損檢測部分：①蒸壓釜內(nèi)表面每條對接焊縫應(yīng)至少抽查該條焊縫長度的20%，重點包含縱環(huán)焊縫相交接的部位；②內(nèi)表面所有角接接頭100%；③釜門內(nèi)表面所有焊縫100%，釜齒、齒根100%，重點是齒根過渡部分；④對宏觀檢查可疑部位進行表面無損檢測。特別是釜體底部易腐蝕部位。

現(xiàn)場檢驗情況，依據(jù)檢驗方案宏觀檢驗發(fā)現(xiàn)齒合、齒根有磨損現(xiàn)象，釜體未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，但有多處由于小車在進出料時機械接觸劃痕，現(xiàn)場已打磨消除并提醒用戶在今后使用中規(guī)范操作。內(nèi)表面采用磁粉檢測，為提高缺陷的檢出率，所有抽查部位要求打磨至露出金屬光澤并施加反差增強劑。檢測發(fā)現(xiàn)，銘牌側(cè)起第11 個筒節(jié)內(nèi)表面有一處長30 mm 深6 mm 的軸向裂紋（圖2）。

3 缺陷產(chǎn)生原因分析

（1）根據(jù)裂紋發(fā)現(xiàn)位置僅距環(huán)焊縫10 mm?，F(xiàn)場宏觀檢驗中發(fā)現(xiàn)：其余環(huán)焊縫表面光滑均為埋弧自動焊，該裂紋附近環(huán)焊縫表面有明顯魚尾紋為手工電弧焊，由于該蒸壓釜長35.2 m，該條環(huán)焊縫為現(xiàn)場組焊的合攏縫，出廠資料有記載。由于現(xiàn)場組焊難度較大，導(dǎo)致該焊縫成型差，錯邊量較大約3～5 mm、焊縫余高較高約3～4 mm、合攏縫兩側(cè)筒體內(nèi)表面多處機械損傷（圖3）。由此推斷，現(xiàn)場組焊時有強力組裝可能。

圖2 軸向裂紋

圖3 缺陷附近表面情況

（2）該設(shè)備完工日期為2008年3月6日，推斷合攏縫應(yīng)該在冬天組焊，該設(shè)備在野外露天環(huán)境下安裝，環(huán)境溫度較低（約0 ℃以下）。焊接記錄有記載，但未有預(yù)熱處理。根據(jù)JB/T 4709—2000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》中6 焊接6.2.2 可知：當(dāng)焊件溫度-20～0 ℃時，應(yīng)當(dāng)在始焊處100 mm 范圍內(nèi)預(yù)熱到15 ℃以上。GB 150—1998《鋼制壓力容器》中10.3 焊接10.3.1.3 可知：當(dāng)焊件溫度低于0 ℃時，應(yīng)在始焊處100 mm 范圍內(nèi)預(yù)熱到15 ℃左右。

所以，由于存在強力組對應(yīng)力、錯邊過高存在應(yīng)力、現(xiàn)場焊接該條合攏縫時未進行預(yù)熱再者焊接完沒有進行熱處理（消除應(yīng)力），從而導(dǎo)致應(yīng)力集中使靠近焊縫母材側(cè)產(chǎn)生微小裂紋，不易被發(fā)現(xiàn)。

（3）蒸壓釜作為建材等行業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，據(jù)企業(yè)負(fù)責(zé)人了解，2008年至2018年鼎盛時期產(chǎn)品供不應(yīng)求。如此設(shè)備使用頻次非常高，頻繁啟停升壓升溫、降壓降溫，使該設(shè)備長期處于循環(huán)應(yīng)力條件下，由于微小裂紋的存在，裂紋得以擴展，如此循環(huán)反復(fù)，裂紋不斷延伸。

4 處理情況

缺陷打磨消除后形成長65 mm、寬30 mm、深6 mm 的凹坑，凹坑評定不合格故進行補焊（圖4）。補焊后經(jīng)磁粉檢測、超聲直探頭檢測均未發(fā)現(xiàn)缺陷。

5 結(jié)束語

隨著建筑行業(yè)的復(fù)蘇，杜絕蒸壓釜的帶病運行，在蒸壓釜定期檢驗中，應(yīng)做好：

（1）與企業(yè)生產(chǎn)管理人員的勾通交流，提高他們的安全意識和管理水平，嚴(yán)禁物料車架或管樁等與釜體接觸造成內(nèi)壁損傷。

圖4 裂紋消除后補焊

（2）對快開門安全聯(lián)鎖裝置應(yīng)重點檢查，應(yīng)進行模擬功能試驗。

（3）根據(jù)蒸壓釜失效模式，加強內(nèi)表面的磁粉檢測，檢查部位應(yīng)選擇釜體中心線以下的縱環(huán)焊縫，特別是底部冷凝水聚積的焊縫。

（4）對焊縫成形不良、補焊部位應(yīng)重點抽查。蒸壓釜檢驗周期一般不宜超過3年，特別是超年限使用的蒸壓釜，應(yīng)建議報廢。