淺談壓力容器檢驗誤差

(云南麗江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心　云南　麗江　674100)

壓力容器通常是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，材質(zhì)包括金屬及非金屬。壓力容器內(nèi)部和外部的壓力差具有潛在的危險，在壓力容器的發(fā)展歷史上，許多安全事故都因為設(shè)計、制造、操作和使用不當(dāng)而發(fā)生，因此壓力容器受到嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)控制。應(yīng)用電阻應(yīng)變測量技術(shù)對壓力客器進(jìn)行應(yīng)力分析時,必然遇到對測量過程及結(jié)果進(jìn)行誤差分析的問題。

一、壓力容器概述及其檢測的必要性

壓力容器是裝載氣體或液化氣體的具備一定承壓能力的容器設(shè)備，如進(jìn)行貯藏與運輸?shù)脑O(shè)備、能進(jìn)行物化反應(yīng)的設(shè)備以及進(jìn)行熱量交換和固液氣分離的設(shè)備等。對壓力容器進(jìn)行檢測的必要性主要體現(xiàn)在以下三個方面：①從壓力容器的功能上看，其用途是十分廣泛的，尤其是在石化裝備中起著至關(guān)重要的作用，壓力容器的質(zhì)量直接影響著企業(yè)的生存與生產(chǎn)發(fā)展；②大多數(shù)壓力容器制造工藝和零件的形狀極其復(fù)雜，并且多數(shù)屬于非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，需要根據(jù)用戶的特定需求個性化定制，手工操作較多，這不僅增加了生產(chǎn)制造的難度，同時也加大了質(zhì)量安全隱患的可能性；③壓力容器的生產(chǎn)和使用對安全性具有很高的要求，必須符合相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，每一臺壓力容器需經(jīng)過圓整度、強度、錯邊量等多個項目指標(biāo)的嚴(yán)格檢驗，才能保證其運行的穩(wěn)定性，這就對壓力容器的制造質(zhì)量以及誤差檢測過程提出了更高的要求。

二、檢測工具的精確度較差

現(xiàn)階段，壓力容器需要經(jīng)過山冷作、金加工及焊接三種方式的協(xié)作才能完成。若其中任意一種缺失，都會影響到容器的精確度。這三種制作方式中，對壓力容器檢測精確度的影響為：1、金加工制作壓力容器誤差：壓力容器或容器構(gòu)件若通過冷作和焊接制成，那么壓力容器及構(gòu)件的精度要低于金加工所制成的產(chǎn)品。主要是由于金加工制作壓力容器時，精度達(dá)到小數(shù)點后的3位，同時進(jìn)行金加工制作時，還使用了一些計量精度較為準(zhǔn)確的檢測工具，常使用的工具有游標(biāo)卡尺、千分尺等。采用這些計量精準(zhǔn)的檢測工具，不但保障金加工制作的構(gòu)件的質(zhì)量，還提高了加工精度。因此，由于這些因素的保障，金加工構(gòu)件精度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷作、焊接制成的構(gòu)件。2、冷焊接的精度誤差：冷焊接的精度比較低，且明顯低于金加工。此外，冷焊接的自動化水平也相對較低。進(jìn)行冷焊接加工時，人為因素、操作因素及環(huán)境因素對制作的影響較大。同時，由于冷焊接加工構(gòu)件制作可用的檢測工具較少，導(dǎo)致冷焊接方式無法準(zhǔn)確控制壓力容器及構(gòu)件的精度，從而降低了壓力容器及構(gòu)件的精讀，從而導(dǎo)致檢測誤差相對較大。早期使用焊縫檢測裝置進(jìn)行檢測，但是由于焊縫檢測存在一定的局限性，誤差很大，所以設(shè)計者對焊縫檢測進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計出了焊接檢測尺。焊接檢測尺的設(shè)計理念更為科學(xué)，高度尺、主體尺及咬邊深度尺都處于同一直線上，達(dá)到了降低檢測誤差的目的。

三、檢測標(biāo)準(zhǔn)誤差

在壓力容器的實際檢測環(huán)節(jié)中，檢測標(biāo)準(zhǔn)對于影響壓力容器檢測來說也是至關(guān)重要的因素之一，因為檢測技術(shù)的實施終究取決于檢測標(biāo)準(zhǔn)，而如果標(biāo)準(zhǔn)不夠嚴(yán)格，就難免會產(chǎn)生在容器檢測時所發(fā)生使用不當(dāng)、操作誤差等直接性影響檢測結(jié)果的事情發(fā)生。舉例而言，眾所周知，在壓力容器的制造中，殼體需要事先進(jìn)行組裝，之后才能夠進(jìn)行具體長度的測量；而相關(guān)的檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)僅僅只是給出了容器管箱的長度誤差值，整體殼體的長度誤差卻完全沒有給出。于是其他結(jié)構(gòu)的誤差整體便直接決定了殼體的誤差大小，這樣便更容易使得殼體誤差超出允許值，從而發(fā)生檢測誤差過大的問題。所以綜上所述，關(guān)于容器殼體長度的誤差控制一定要有明確的要求，不然將會嚴(yán)重影響容器的使用安全。

四、檢測基準(zhǔn)未確定誤差

在實際的測量焊縫對口錯邊量時，可以使用焊接檢測尺，或者是使用自制樣板等工具來進(jìn)行測量。為了保證其測量的準(zhǔn)確性，通常在測量中應(yīng)當(dāng)選擇盡可能靠近焊縫根部的部分。在具體用樣板測量錯邊量的時候，應(yīng)當(dāng)分別測量焊縫兩邊的熱影響區(qū)至樣板的距離，兩邊的數(shù)據(jù)差值即為錯邊量。可是在對接焊縫中所存在錯邊量的同時，一般往往還存在著棱角度，抑或是殼體局部變形，從而使得測量基準(zhǔn)不定。舉個例子，如用焊接檢測尺測量錯邊量時，由于其基準(zhǔn)為直線，在小直徑容器環(huán)向曲面上很難找平，所以經(jīng)常憑借著檢測員的經(jīng)驗左右兩邊測量來對比判定，這樣一來，測量的數(shù)值就難以準(zhǔn)確了。

五、測量不規(guī)范誤差

壓力容器的檢測項目如棱角度、焊縫余高、圓弧度、錯邊量等都是相互交聯(lián)的，因此，在對任一項目進(jìn)行測量時，均需要考慮其他項目對其的影響。在對棱角度進(jìn)行測量時，若沒有將焊縫余高考慮在內(nèi)，將直接導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。橢圓度的測量數(shù)據(jù)精度也受環(huán)焊縫及縱焊縫棱角度的影響。由此可知，對于壓力容易的檢測需要制定一套規(guī)范的檢測方法，從各方面考慮測量誤差。在對不等厚度的對接焊縫的錯邊量進(jìn)行檢測時，其修正原則為所測數(shù)值須減去厚度差。在對殼體直線度進(jìn)行測量時，其規(guī)定的修正原則為：首先對檢測基準(zhǔn)進(jìn)行確定，在筒體上分別為30、900、1800、2700，并確定母線，鋼絲拉的長度為0.5mm，對鋼絲線與筒體之間的距離進(jìn)行測量，此時的縱焊縫、環(huán)焊縫與測量點之間的距離是有明確規(guī)定的，測量部位也是規(guī)定的，同時針對長度在規(guī)定范圍外的情況，也有具體的替換標(biāo)準(zhǔn)。在對內(nèi)壓容器殼體橢圓度進(jìn)行測量時，由于缺乏規(guī)范的測量方法及規(guī)定，檢驗人員對測量點的選取只是隨機的，而此種方法導(dǎo)致測量結(jié)果人為因素較大，缺乏準(zhǔn)確性。而在對外壓容器殼體橢圓度進(jìn)行測量時，以弦長等于弧長兩倍的內(nèi)、外弓形樣板法測量，同樣在缺乏任何操作規(guī)范的條件下會產(chǎn)生較大的樣板誤差。