石油壓力容器檢驗及安全評定

【摘 要】隨著我們國家科學(xué)技術(shù)的不斷進步，社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，壓力容器的制造技術(shù)也在不斷的提高，并廣泛的應(yīng)用于核電、石油、天然氣和化工等諸多領(lǐng)域。由于壓力容器的使用條件十分的惡劣，會導(dǎo)致其安全性和可靠性大大的下降，嚴重的甚至會產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。本文就石油壓力容器的檢驗常見的問題進行了分析，并對其安全評定方法進行了闡述。

【關(guān)鍵詞】石油壓力容器；檢驗；安全評定

一、壓力容器檢驗常見的問題

在對壓力容器檢驗的過程中會出現(xiàn)許多的問題，這些問題的出現(xiàn)都會對壓力容器的檢驗產(chǎn)生較大的影響，下面就壓力容器常見的檢驗問題進行了分析。

（一）表面缺陷。表面缺陷是壓力容器檢驗的重要內(nèi)容之一，較為常見的表面缺陷主要包括：裂紋和缺口等，這些缺陷產(chǎn)生的原因是：在壓力容器制造時所留下的，或者是壓力容器在使用的過程中造成的。在對壓力容器檢驗的過程中，檢驗人員需對其表面缺陷進行重點處理，可以先使用磁粉探傷技術(shù)對表面的裂紋進行檢查，從而快速有效的檢查到壓力容器表面存在的缺陷，有效的提高壓力容器的可靠性。

（二）腐蝕。壓力容器的腐蝕問題是影響其整體強度和韌性的一個重要因素，在壓力容器檢驗的過程中如果腐蝕出現(xiàn)了分散和點狀等情況，且腐蝕的深度超過了10mm、直徑在300mm以上，則表示壓力容器受腐蝕的情況比較嚴重，需要技術(shù)人員立即進行處理。如果壓力容器點狀腐蝕的總面積小于或是等于50㎡，且直徑在300mm以下，那么則表示壓力容器受腐蝕的情況較輕，在條件不允許的情況下，可以將其暫時放置，不必立即進行處理。

（三）焊縫咬邊。通常來講壓力容器的焊縫咬邊問題一般出現(xiàn)在壓力容器的幾何不連續(xù)位置與應(yīng)力比較集中的位置，在壓力容器這些部位的溫度快速變化和交變載荷都會造成焊接咬邊的出現(xiàn)，針對這一情況，技術(shù)人員在對壓力容器進行檢驗時應(yīng)通過打磨等方法來消除焊接咬邊，或者是在打磨之后進行補焊，從而延長壓力容器的使用壽命。

（四）變形。壓力容器的變形是在其使用一段時間之后整體或是局部地方發(fā)生幾何形狀的改變，這種缺陷一般比較少見，壓力容器的變形大致表現(xiàn)為：局部凹陷、鼓包和整體扁癟等。對壓力容器變形的檢查大多采用直觀的檢查方法，不太嚴重的變形可以通過量具檢查發(fā)現(xiàn)。對于變形的面積不大，且沒有影響到容器其他部分，可以采用挖補處理，將鼓包的部分挖去，然后再使用形狀相同的材料板塊進行補焊，補焊之后按照容器原來的技術(shù)要求，對焊縫再一次進行技術(shù)檢驗。

二、壓力容器檢驗方法的選擇

（一）射線檢驗。射線檢驗技術(shù)大多用于檢測壓力容器的焊縫和氣孔，對壓力容器表面缺陷檢驗有較好的效果，但是，在對壓力容器的管材和棒材等檢驗效果不顯著。射線檢測方法檢驗所得到的檢驗圖形比較直觀，且在壓力容器長度、寬度等檢驗中的精確度是比較準確的，所以，射線檢驗方法廣泛的應(yīng)用于壓力容器的檢驗中。

（二）超聲波檢驗。超聲波檢測方法是指檢驗人員通過利用超聲波，在壓力容器內(nèi)部傳播的過程中產(chǎn)生衰減，并且遇到界面會產(chǎn)生反射的性質(zhì)，然后對壓力容器可能存在的缺陷進行檢驗。超聲波檢驗方法可以應(yīng)用于焊縫的內(nèi)部檢驗和埋藏缺陷檢驗，此外，在壓力容器鍛件檢驗中也有比較好的表現(xiàn)。超聲波檢驗方法具有靈敏度高和指向性好以及穿透力強等優(yōu)點，且設(shè)備體積小、重量輕、檢驗操作簡單等，所以，在壓力容器檢驗中能取得較好的檢驗效果。

（三）磁粉檢驗。由于壓力容器的表面材料都含有一定的鐵元素，磁粉檢驗方法能夠有效的應(yīng)對這一問題。磁粉檢驗法具有檢驗成本低、速度快和靈敏度高等優(yōu)點，但是此方法只適用于鐵磁性材料的壓力容器，所以在一定程度上影響到該檢驗方法的推廣。

（四）滲透檢驗。滲透檢驗指的是通過毛細管現(xiàn)象來對壓力容器固體材料表面的缺陷進行檢驗，其具體方法是將檢驗液體滲透在壓力容器的缺陷中，并使用去除劑對多余的滲透液進行清除，最后再使用顯像劑將壓力容器中所存在的缺陷進行檢驗。因滲透檢驗適用于疏松多孔性的材料，所以其擁有著比較強的泛用性，對于鋼鐵材料、陶瓷材料和塑料等材料的檢驗都具有較好的效果。滲透檢驗方法具有操作簡單和檢驗成本低等諸多優(yōu)點，所以大多應(yīng)用于難度比較高的壓力容器檢驗中，且在檢驗中獲得了較為準確的檢驗效果。

三、石油壓力容器的安全評定技術(shù)

（一）彈塑性斷裂力學(xué)評定法。彈塑性斷裂力學(xué)評定方是以彈塑性斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)，主要的評定方法有J積分理論法和裂紋尖端張開位移法。J積分評定方法是在1968年提出來的，該理論利用與路徑無關(guān)的，避開裂紋尖端的能量積分J來描繪裂紋尖端的應(yīng)力應(yīng)變場，裂紋尖端張開位移法在應(yīng)用的過程中具有一定的局限性。

（二）線彈性斷裂力學(xué)評定法。線彈性斷裂力學(xué)評定的原理是根據(jù)早期所發(fā)生的斷裂事故而發(fā)展起來的，以存在的裂紋為前提，將結(jié)構(gòu)認為是不發(fā)生屈服的完全彈性體。線彈性斷裂力是建立在彈性力學(xué)的基礎(chǔ)上，將結(jié)構(gòu)視為是一個不會發(fā)生屈服的彈性體，所以一般比較適用于脆性材料。但是，金屬材料在裂紋擴展之前，裂紋的端部都會存在一個塑性區(qū)，當塑性區(qū)的尺寸小于裂紋尺寸時，線彈性斷裂力學(xué)仍然具有足夠的精度，屬于小范圍的屈服問題。

（三）疲勞斷裂評定法。疲勞裂紋穩(wěn)定擴展階段是疲勞裂紋擴展的第二個階段，這個階段決定了含裂紋壓力容器疲勞的壽命。目前，疲勞裂紋穩(wěn)定擴展階段的擴展速度和含裂紋構(gòu)件的疲勞壽命都可以使用Pairs公式計算出來。對于壓力容器接管處的高應(yīng)變區(qū)疲勞壽命是較短的，最大應(yīng)變接近屈服應(yīng)變，其應(yīng)變的幅度是比較大的，這種應(yīng)變疲勞問題可以使用裂紋尖端張開位移法理論或者是采用J積分理論來進行研究。

四、結(jié)束語

壓力容器是一種裝載易燃易爆、有毒和腐蝕性介質(zhì)等的特種設(shè)備，其應(yīng)用廣泛。同時壓力容器也是一種容易發(fā)生安全事故的特種設(shè)備，一旦發(fā)生事故不僅會使容器本身遭到破壞，常常還會引發(fā)一系列惡性事故的發(fā)生，嚴重的甚至會危及到人們的生命安全。因此定期的對壓力容器進行檢驗是十分必要的，同時還應(yīng)對壓力容器的安全評價技術(shù)進行不斷的更新，以保證壓力容器的使用安全。

參考文獻：

[1]張瑋.壓力容器的安全管理及定期檢驗分析[J].上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院.2014-03-16

[2]郭方文、楊海堂.壓力容器檢驗中有關(guān)問題的探討[J].廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備監(jiān)督檢驗院.2014-02-15

作者簡介：

譚會會（1985- ），女（漢族），山東青島市人，學(xué)士，主要研究方向：壓力容器設(shè)計。