低溫絕熱壓力容器失效因素及檢驗(yàn)技術(shù)研究

李杰

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院鎮(zhèn)江分院，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

低溫絕熱壓力容器失效因素及檢驗(yàn)技術(shù)研究

李杰

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院鎮(zhèn)江分院，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

低溫絕熱壓力容器在使用的過程中，常會出現(xiàn)失效的問題，文中對造成低溫絕熱壓力容器失效的主要因素進(jìn)行簡單的論述分析，同時對低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用極易出現(xiàn)的問題，提出了相應(yīng)的解決對策。對低溫絕熱壓力容器定期做好設(shè)備檢查與維修工作，能夠確保鍋爐系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

低溫絕熱壓力容器；失效因素；檢驗(yàn)技術(shù)；應(yīng)用對策

隨著低溫絕熱壓力容器的廣泛應(yīng)用，使得能源資源得到極大的普及，低溫絕熱壓力容器產(chǎn)業(yè)得到了極大的發(fā)展。但是在實(shí)際應(yīng)用中也逐漸的發(fā)現(xiàn)低溫絕熱壓力容器所存在的問題，尤其是失效問題，需要做好全面的技術(shù)分析，定期進(jìn)行檢驗(yàn)評定，確保其能夠正常運(yùn)行。

1 低溫絕熱壓力容器概述

現(xiàn)代低溫絕熱壓力容器與傳統(tǒng)的壓力容器不同，其采用的是真空夾套式結(jié)構(gòu)，低溫絕熱壓力容器的金屬內(nèi)膽與外殼之間的設(shè)計，采取的是隔熱方法，使用不同原材料實(shí)現(xiàn)隔熱，比如纖維材料絕熱與真空粉末絕熱等，進(jìn)而保證夾層內(nèi)部的真空度。由于其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的壓力容器不同，因此采取的檢驗(yàn)技術(shù)也不同，其檢驗(yàn)的指標(biāo)主要是真空度，該種方法是在不拆除容器外殼的前提下進(jìn)行檢驗(yàn)工作，由于低溫液體體積比較大，而且溫度較低，因此極易引發(fā)安全事故問題，比如火災(zāi)事故、爆炸事故等，因此需要加強(qiáng)對低溫絕熱壓力容器檢測技術(shù)的研究。

2 低溫絕熱壓力容器失效因素分析

2.1 開裂問題分析

低溫絕熱壓力容器的內(nèi)膽，其采用的是不銹鋼，使低溫絕熱壓力容器的內(nèi)膽封頭直邊端極易出現(xiàn)斷裂問題，使得低溫絕熱壓力容器失效。造成該種問題的主要原因是在制作內(nèi)膽的過程中，由于原應(yīng)力形態(tài)被打破，又生成新的應(yīng)力，受到原應(yīng)力的殘余作用影響，引發(fā)斷裂問題。除此之外內(nèi)膽加工時采取的冷卻方式不同，使得冷卻的速度也不同，容易產(chǎn)生馬氏體組織，進(jìn)而引發(fā)開裂失效問題。

2.2 真空失效問題

對于低溫絕熱壓力容器而言，其使用的期限與真空絕熱性性能，主要是由日蒸發(fā)率與夾層真空度等因素決定。真空的類型分為粉末型與高真空多層絕熱型，造成低溫絕熱壓力容器真空度失效的原因較多，具體因素如下：（1）絕熱材料的影響，由于夾層中的絕熱材料的物理性能不同，而且物理性狀不同，因此導(dǎo)熱率存在較大的差異，當(dāng)真空度下降時，則導(dǎo)熱率相對會有所上升。（2）由于真空夾層材料的漏氣問題，而引發(fā)的真空度降低問題，因?yàn)閵A層材料經(jīng)過長時間放置后，則會出現(xiàn)放氣情況，進(jìn)而使得真空度降低。（3）由于真空夾層氣體的影響，進(jìn)而使得真空度有所降低，使得夾層內(nèi)氣體增加，進(jìn)而引發(fā)導(dǎo)熱上升問題。（4）低溫絕熱壓力容器失效問題，還與溫度有關(guān)系，若傳熱環(huán)境較為穩(wěn)定，則溫度和導(dǎo)熱系數(shù)之間是成正比的，進(jìn)而使得真空度降低。

2.3 焊縫泄漏因素分析

低溫絕熱壓力容器進(jìn)行返修時，較為常見的故障是焊縫泄漏問題，主要出現(xiàn)在夾套、氣體、液體的焊縫處。造成此類問題的主要原因是設(shè)計因素，在設(shè)計的過程中，忽視了接管導(dǎo)熱體情況，在后期的使用過程中，由于反復(fù)充裝，使得接管與殼體之間的溫度發(fā)生變化，進(jìn)而出現(xiàn)交變應(yīng)力。除此之外還與材質(zhì)有關(guān)，若連接部分為碳鋼，則連接處的夾套低碳鋼角焊縫，其溫度與母材溫度可能低于其脆性轉(zhuǎn)變溫度。低溫絕熱壓力容器長期使用，則會使得焊縫處產(chǎn)生穿透性裂紋，進(jìn)而使得夾層真空度降低，使得低溫絕熱壓力容器失效。

3 低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)技術(shù)研究

3.1 低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)問題

3.1.1 破損問題

由相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，在進(jìn)行低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)時，通常是在室外設(shè)置，但是低溫絕熱壓力容器在實(shí)際應(yīng)用過程中，受到各種自然因素的影響，使其發(fā)生相應(yīng)的變化。在低溫絕熱壓力環(huán)境中，低溫絕熱壓力容器的真空規(guī)管，其局部將會形成水汽，進(jìn)而可能會造成真空規(guī)管斷裂問題，使其難以正常運(yùn)行。該種問題是低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)中常見問題，對此需要加強(qiáng)處理措施研究，減少破損問題。

3.1.2 檢測評定方法的科學(xué)性較差

在進(jìn)行低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)時，必須要適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)檢測的力度，尤其是要加強(qiáng)低溫絕熱壓力容器壁的厚度，但是相關(guān)規(guī)定表明，在進(jìn)行檢測的過程中，不許對其厚度進(jìn)行檢測。對于氣密性檢測，也只是采取肉眼觀察的方法，使得檢測的結(jié)果缺乏合理性。當(dāng)發(fā)生泄漏時，采取的檢測方法主要是氣密性檢測法，其檢測的成本較高，而且缺乏實(shí)用性。對于固定型的低溫絕熱壓力容器，進(jìn)行檢驗(yàn)時，主要檢驗(yàn)的是其內(nèi)膽，難以真正代表容器檢測的結(jié)果。若真空絕熱壓力器沒有入口，則難以對其內(nèi)部進(jìn)行檢測，使得檢驗(yàn)工作難以繼續(xù)，影響低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)的效率。

3.2 低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用措施

3.2.1 合理設(shè)定檢驗(yàn)的具體內(nèi)容

低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)時，為了能夠確保檢測的效率，需要做好檢驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)定工作。做好技術(shù)資料審查工作，比如低溫絕熱壓力容器的出廠資料與安裝資料等，結(jié)合其運(yùn)行記錄與檢驗(yàn)報告等，針對低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)記錄中常見的問題，分析其檢驗(yàn)的價值性，來確定是否將其作為檢測的項(xiàng)目。在設(shè)定檢驗(yàn)項(xiàng)目時，需要確保檢驗(yàn)的全面性與完整性。

3.2.2 做好全面的檢測工作

在進(jìn)行低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)時，需要對其本體進(jìn)行全面的檢查，不僅需要對其保溫層與外殼等做相應(yīng)的檢查，還需要檢查設(shè)備是否存在開裂問題或者傾斜問題，檢查低溫絕熱壓力容器的地腳螺栓的性能。檢查容器的外殼表面，檢查其腐蝕程度，若容器存在較為嚴(yán)重的腐蝕情況，則需要做好深度測定工作，檢查容器的腐蝕厚度。同時需要檢查安全閥與壓力表等附件，對于老化的設(shè)備附件或者損壞嚴(yán)重的附件，需要及時做好更換工作。要對低溫絕熱壓力容器做定期的強(qiáng)度檢驗(yàn)，若有必要，需要進(jìn)行氣密性與耐壓試驗(yàn)。

3.2.3 檢驗(yàn)氣密性

在進(jìn)行低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)時，需要做好氣密性檢驗(yàn)工作，檢查容器部件，看其是否緊密的連接在一起，檢查其是否存在泄漏問題，以此確保容器的真空度，因?yàn)閵A層存在泄漏問題，則極易造成容器出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，影響低溫絕熱壓力容器的性能。同時若存在泄漏問題，只能夠檢查容器外部的管線，而不能掌握容器內(nèi)部情況，難以確定泄漏位置。對于不嚴(yán)重的泄漏問題，可以采取檢驗(yàn)真空度的方式來確定容器的氣密性。對于低溫絕熱壓力容器的氣密性檢驗(yàn)，由于檢驗(yàn)的成本較高，對要求的部位進(jìn)行檢測即可，在進(jìn)行檢測的過程中，則需要遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)。若容器出現(xiàn)腐蝕情況，則需要進(jìn)行強(qiáng)度校核工作，同時需要分析容器的應(yīng)力，做好壁厚測定等工作，完成檢驗(yàn)工作后，則需要做好檢測評定工作，對其裂化問題、裂紋問題等需要全面的考慮，確保低溫絕熱壓力容器安全狀況評定的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

低溫絕熱壓力容器失效問題，其影響因素較多，需要使用單位定期做好低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)工作，及時發(fā)現(xiàn)容器存在的問題，確保其能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。檢驗(yàn)過程中，需要加強(qiáng)對低溫絕熱壓力容器檢驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)的控制，確保檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，合理的進(jìn)行安全等級評定。

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