壓力容器中母材夾層的問題與檢驗(yàn)

許光輝,王　帥（山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院棗莊分院,山東　棗莊　277000）

壓力容器中母材夾層的問題與檢驗(yàn)

許光輝,王帥
（山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院棗莊分院,山東棗莊277000）

摘要：在壓力容器的使用中如果母材夾層部位出現(xiàn)一定的缺陷，長期沒有得到有效的處理的話，會造成一定的安全隱患，因而在實(shí)際應(yīng)用中我們不應(yīng)忽視每一個(gè)細(xì)節(jié)。基于此，本文主要針對壓力容器中母材夾層的問題與檢驗(yàn)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：壓力容器；母材夾層；問題；檢驗(yàn)

在進(jìn)行壓力容器的檢測時(shí)如若發(fā)現(xiàn)測厚值出現(xiàn)顯著的下降，而壓力容器又未出現(xiàn)突出的腐蝕區(qū)域，極有可能是母材夾層部位出現(xiàn)一定的缺陷所致的。這種現(xiàn)象如沒有引起人們的重視，特殊介質(zhì)的長期作用會使壓力容器出現(xiàn)一定的鼓包或裂縫現(xiàn)象，嚴(yán)重者會出現(xiàn)一定的不安全事故的發(fā)生。所以，相關(guān)人員要注意當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí)首先要明確母材夾層是否出現(xiàn)異常現(xiàn)象并做好檢測工作，并針對問題進(jìn)行必要的處理。

1　壓力容器檢驗(yàn)概述

壓力容器主要是指一些承載一定壓力、盛裝液體或者氣體的密閉設(shè)備。壓力容器的類型較多，如分離容器、反應(yīng)容器、貯運(yùn)容器等，它的應(yīng)用范圍也較為寬泛，不僅在石油化工方面有所涉及，而且在科研以及軍工等層面都有所應(yīng)用，由此可見壓力容器的重要性。通常情況下，壓力容器由六大部分組成：筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔和接管以及支座。壓力容器因?yàn)槊芊獾拳h(huán)境的制約極易發(fā)生爆炸等危險(xiǎn)現(xiàn)象，對人員、設(shè)備等造成嚴(yán)重的威脅，而且對周圍環(huán)境的污染程度也較大，世界各國對此都格外重視，并將其歸入主要的質(zhì)檢產(chǎn)品行業(yè)中，交由國家專門的機(jī)構(gòu)去管理，在壓力容器的檢測中嚴(yán)格參照相關(guān)法律法規(guī)執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)有問題要立即停止使用，在平常的使用中還要做好適當(dāng)?shù)谋O(jiān)督與管理工作，將事故發(fā)生的幾率降至最低。

2　壓力容器中母材夾層導(dǎo)致的問題

壓力容器中母材夾層出現(xiàn)異?，F(xiàn)象主要有三種表現(xiàn)形式：一是使壓力容器出現(xiàn)一定的裂縫，由于氫原子一般存在于壓力容器內(nèi)在一定情況下容器內(nèi)會產(chǎn)生氫氣，當(dāng)氫原子的數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí)由于其自身直徑比較小會向鋼板的夾層處滲入，當(dāng)滲入量達(dá)到一定數(shù)值鋼板的夾層難以承受氫原子的巨大沖擊時(shí)會使得夾層較薄的區(qū)域出現(xiàn)鼓起等現(xiàn)象，并最終出現(xiàn)一定的裂縫。二是倘若坡口位置有母材夾層存在時(shí)，在進(jìn)行焊接過程中裂縫出現(xiàn)的幾率會更大，這種現(xiàn)象所造成的后果更為嚴(yán)重。三是母材夾層出現(xiàn)異常時(shí)會破壞它自身的安全性能，最終影響壓力容器的正常使用。

3　壓力容器中母材夾層的檢驗(yàn)方法

3.1超聲波探傷儀的使用

在壓力容器中母材夾層的檢驗(yàn)方法中超聲波探傷儀是其中最為有效的一種方式。對壓力容器在實(shí)際應(yīng)用中，如發(fā)現(xiàn)有異常情況時(shí)屋面可選用超聲波探傷儀直探頭對異常部位進(jìn)行檢測，在檢測中若發(fā)現(xiàn)母材的自由表面與夾層的夾角大于探頭半擴(kuò)散角時(shí)則表明夾層是完好無損的，這時(shí)要選擇晶片頻率較低、尺寸較小的直探頭再進(jìn)行深入的探測。當(dāng)缺陷波沒有底波時(shí)，這時(shí)即可確定存在夾層。（1）在超聲波探傷儀的熒光屏上我們可清楚的看到當(dāng)夾層缺陷波的水平刻度值不相等時(shí)則表明母材的自由表面與夾層之間存在一定的角度，夾角的大小我們可采用以下方法進(jìn)行明確：第一將母材自由表面距離相同的點(diǎn)用一條直線連接起來；第二在這些點(diǎn)所連接起來的直線上做一垂直線，并在垂直線上找到夾層的兩個(gè)端點(diǎn)；第三，通過求得母材自由表面上的兩個(gè)端點(diǎn)的深度差與亮點(diǎn)之間的距離比即可求得母材自由表面與夾層之間的夾角。（2）當(dāng)夾層缺陷波的水平刻度值相等時(shí)則表明母材與夾層之間無夾角。這種情況也充分說明夾層對壓力容器不會造成一定的影響，可放心應(yīng)用。

3.2測厚儀的使用

在使用測厚儀進(jìn)行檢測時(shí)如若發(fā)現(xiàn)壓力容器壁厚驟變時(shí)要立即將測厚儀所顯示的數(shù)值進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，將驟變區(qū)域分成一小段進(jìn)行檢測，通過對數(shù)據(jù)的分析判斷出驟變的具體部位。如果驟變范圍較小的話則主要是由于小氣孔等所引起的，這種現(xiàn)象不會對壓力容器的安全性造成一定的威脅，在檢測中如果發(fā)現(xiàn)驟變的區(qū)域較大的話，則應(yīng)根據(jù)具體的數(shù)值對夾層的具體現(xiàn)象做出仔細(xì)的分析，并針對問題作出必要的補(bǔ)救措施，測厚儀由于自身?xiàng)l件的制約在檢測中會存在一定的誤差，因此提高測厚儀的準(zhǔn)確度是后期值得我們關(guān)注的地方。

4　壓力容器中母材夾層問題的解決措施

4.1預(yù)防措施

在壓力容器的使用中對夾層缺陷控制中我們可從以下兩點(diǎn)加以重視：其一，在壓力容器使用中要定期做好檢測工作，尤其是對母材夾層部位的壁厚情況，發(fā)現(xiàn)有鼓包等異常情況時(shí)要立即采取行之有效的措施加以預(yù)防。其二，要使壓力容器的質(zhì)量優(yōu)質(zhì)化，其中最關(guān)鍵的一項(xiàng)內(nèi)容是材料的選擇上，在選取材料中，一定要嚴(yán)格參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，不能為了圖一時(shí)的便利或是節(jié)省開支等挑選質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料進(jìn)行投入生產(chǎn)，這樣勢必會影響壓力容器的后期使用，加大不安全事故的發(fā)生幾率。

4.2解決措施

當(dāng)壓力容器的母材夾層部位出現(xiàn)一定的缺陷時(shí)我們應(yīng)尋求有效的措施加以解決，一方面可進(jìn)行挖補(bǔ)解決，挖補(bǔ)解決的首要一步是將夾層的缺陷部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位，找出缺陷的具體范圍，繼而將缺陷部位清除。另一方面可采用夾層缺陷修復(fù)方式進(jìn)行處理，在修復(fù)中主要是采用焊接的方式進(jìn)行，首先使用超聲波探傷法將夾層缺陷的具體范圍以及深度做出準(zhǔn)確的定位，其次對缺陷部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)男迯?fù)處理。在修補(bǔ)的過程中，將碳弧氣刨應(yīng)用到夾層較淺一側(cè)母材的刨除中，直到露出夾層為宜。

5　結(jié)束語

綜上所述，本文主要針對壓力容器中母材夾層缺陷所帶來的危害進(jìn)行系統(tǒng)、全面的分析并根據(jù)這些缺陷提出有效的判斷夾層缺陷的方法。在遇到具體問題時(shí)要采取行之有效的方式去檢測，如發(fā)現(xiàn)夾層缺陷存在于母材中時(shí)要使用超聲檢測儀器進(jìn)行準(zhǔn)確定位缺陷的具體位置，繼而采取有效的措施加以處理，以便能對癥下藥。只有做好母材夾層缺陷的預(yù)防以及有效處理工作，才能最大限度的提高壓力容器的使用成效性。

參考文獻(xiàn):

[1]石巍，徐建軍.淺談壓力容器檢驗(yàn)中無損檢測技術(shù)的運(yùn)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012(18):10-11.

[2]蘭勇,李偉峰.在用壓力容器檢驗(yàn)中裂紋探討[J].商品與質(zhì)量:學(xué)術(shù)觀察,2012(06):226.

[3]鄭濤,劉永強(qiáng),廖英英,郝亮.基于ANSYS的壓力容器表面凹坑缺陷安全評定分析[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014(04):76-77.