基于失效模式的在役壓力容器檢驗(yàn)

劉剛

摘 要：文章針對(duì)基于失效模式的在役壓力容器檢驗(yàn)進(jìn)行分析，結(jié)合在役壓力容器檢驗(yàn)，從失效模式、基于失效模式的在役壓力容器檢驗(yàn)方面進(jìn)行深入研究，更好推動(dòng)在役壓力容器檢驗(yàn)的發(fā)展與進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：失效模式;壓力容器;容器檢驗(yàn)

現(xiàn)代生產(chǎn)過程中壓力容器有著極為重要的地位，是化工行業(yè)提高生產(chǎn)力的主要設(shè)備，對(duì)于化工生產(chǎn)效率與質(zhì)量有著直接影響。化工生產(chǎn)期間，壓力會(huì)導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)相應(yīng)改變，這在阻礙壓力容器運(yùn)行的同時(shí)，也直接影響化工企業(yè)生產(chǎn)，因此需在失效模式中結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行科學(xué)檢驗(yàn)。

1 失效模式

通常情況下，失效模式對(duì)在役壓力容器有著較為直接的影響。當(dāng)壓力容器正處于失效模式中時(shí)，在各種因素影響下在役壓力容器性質(zhì)會(huì)出現(xiàn)明顯的改變，基礎(chǔ)功能運(yùn)行受到影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)機(jī)能退化問題，容器職能的下降與消失屬于失效模式[1]。失效模式的主要表現(xiàn)為：腐蝕嚴(yán)重使得功能受損、使用時(shí)間較長(zhǎng)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象導(dǎo)致功能受阻、自身形變性降低。壓力容器在實(shí)際生產(chǎn)期間經(jīng)常需要持續(xù)工作，因此經(jīng)常出現(xiàn)損傷現(xiàn)象，若損傷嚴(yán)重就會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)性能受到影響。容器失效時(shí)，由于不同因素影響，容器失效位置與功能也會(huì)有明顯的不同，這就需要定期檢驗(yàn)容器，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)在役壓力容器失效情況，為企業(yè)生產(chǎn)力的提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 基于失效模式的在役壓力容器檢驗(yàn)

2.1 明確檢驗(yàn)方案

壓力容器運(yùn)行期間出現(xiàn)失效模式時(shí)，壓力容器自身性能與質(zhì)量存在問題、受到外界因素影響以及運(yùn)行環(huán)境因素等都是需要考慮的主要條件。其中壓力容器失效可能是其中一種原因，也可能多種原因?qū)е率Ｊ降某霈F(xiàn)。所以制定檢驗(yàn)方案可在最短時(shí)間內(nèi)了解壓力容器失效原因。

工作人員應(yīng)根據(jù)了解的數(shù)據(jù)信息制定檢驗(yàn)方案，分析與研究失效模式出現(xiàn)原因，確保檢驗(yàn)工作具有較強(qiáng)科學(xué)性。在役壓力容器受力狀況直接展示出了容器實(shí)際運(yùn)行情況，這時(shí)分析容器應(yīng)力集中、突變的主要條件。根據(jù)容器材料研究，明確壓力容器韌性、耐腐蝕性、耐高溫性等參數(shù)。與此同時(shí)，壓力容器使用流程也充分體現(xiàn)出其承載介質(zhì)特征，這也是出現(xiàn)失效模式的主要因素。壓力容器耐腐蝕性經(jīng)常出現(xiàn)問題，主要原因?yàn)榻橘|(zhì)腐蝕性相對(duì)較強(qiáng)，若介質(zhì)間缺乏契合性、容器與介質(zhì)腐蝕性不符等都會(huì)導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)問題，進(jìn)而出現(xiàn)壓力容器失效。

2.2 制定檢驗(yàn)措施

檢驗(yàn)壓力容器時(shí)應(yīng)充分了解其所負(fù)擔(dān)的負(fù)荷相對(duì)較強(qiáng)，所以需要結(jié)合實(shí)際需求定期檢測(cè)壓力容器。在壓力容器使用時(shí)就進(jìn)行較為全面的檢測(cè)，制定科學(xué)的管理與養(yǎng)護(hù)方案，同時(shí)結(jié)合壓力容器運(yùn)行狀況進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)[2]。若其正常運(yùn)行時(shí)，需要進(jìn)行年度檢測(cè)，即針對(duì)容器外部實(shí)施科學(xué)檢測(cè)工作;若壓力容器暫停運(yùn)行時(shí)，則對(duì)容器內(nèi)部實(shí)施檢測(cè)，避免停運(yùn)使得壓力容器出現(xiàn)各種問題與故障。

2.3 壓力容器檢驗(yàn)操作

首先，檢查壓力容器各種書面數(shù)據(jù)。根據(jù)壓力容器制作材料性質(zhì)，了解其是否符合設(shè)計(jì)壓力、溫度、運(yùn)行介質(zhì)等生產(chǎn)技術(shù)需求，明確容器韌性、強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫等方面是否符合企業(yè)生產(chǎn)需求。檢測(cè)壓力容器中流動(dòng)與存儲(chǔ)的介質(zhì)，尤其是容器中介質(zhì)成分與雜質(zhì)的分析，明確壓力容器耐腐蝕性是否符合生產(chǎn)需求。利用容器運(yùn)行環(huán)境荷載變化狀況與運(yùn)行期間實(shí)際溫度，了解壓力容器運(yùn)行期間是否存在失效因素。分析壓力容器運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，了解壓力容器是否存在超壓失穩(wěn)、填充過量等問題。

其次，宏觀檢測(cè)壓力容器內(nèi)部與外部狀態(tài)。也就是利用內(nèi)窺鏡、放大鏡以及燈光等設(shè)備工具，通過肉眼對(duì)壓力容器實(shí)施檢測(cè)，通過錘子敲打容器內(nèi)壁檢測(cè)容器音響狀態(tài)，進(jìn)而明確容器是否出現(xiàn)形變、腐蝕、凹陷等問題。在壓力容器檢驗(yàn)過程中，宏觀檢測(cè)方法極為重要，是發(fā)現(xiàn)容器大部分問題的主要措施。宏觀檢測(cè)壓力容器外部時(shí)，需結(jié)合其運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間等進(jìn)行內(nèi)部宏觀檢測(cè)，以內(nèi)部溫度、介質(zhì)等為主要條件。若壓力容器腐蝕性強(qiáng)、溫度較高時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)壓力容器高發(fā)問題與重點(diǎn)位置。

最后，壓力容器失效模式檢驗(yàn)主要包括表面損傷失效、斷裂失效等。表面損傷失效檢驗(yàn)，首先分析出現(xiàn)損傷的原因。由于壓力容器中，液體多數(shù)為氫、氯、硫等，所以存儲(chǔ)罐極易被應(yīng)力腐蝕出現(xiàn)裂縫。其次檢驗(yàn)失效問題，比如液化石油氣儲(chǔ)罐，因?yàn)榻橘|(zhì)包含水、硫化氫等，腐蝕性非常強(qiáng)，儲(chǔ)罐長(zhǎng)時(shí)間處于濕硫化氫環(huán)境下，冷加工殘余應(yīng)力以及焊接殘余等的作用下，出現(xiàn)微裂紋，最終在不斷擴(kuò)展下壓力容器被破壞。對(duì)于此失效問題，必須注重材料的選擇與設(shè)計(jì)，降低焊縫、熱影響區(qū)硬度，將焊接殘余應(yīng)力降到最低。定期進(jìn)行實(shí)效排查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。斷裂失效檢驗(yàn)，其原因主要從壓力超出材料承受極限方面著手，材料承受不住壓力，進(jìn)而出現(xiàn)斷裂情況。失效檢驗(yàn)第一步是檢查裝填量，嚴(yán)格以《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》操作。第二步是檢驗(yàn)材料脆性、缺陷、焊接情況。第三步為焊后退火熱處理及時(shí)將儲(chǔ)罐殘余盈利消除，同時(shí)檢驗(yàn)無損探傷情況。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)水平受到人們廣泛重視與關(guān)注，由于在役壓力容器實(shí)際運(yùn)行期間，失效模式的出現(xiàn)若不能第一時(shí)間解決失效模式，就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)質(zhì)量受到影響。因此需根據(jù)實(shí)際情況制定壓力容器檢驗(yàn)措施，選擇科學(xué)合理的壓力容器檢驗(yàn)方法，真正實(shí)現(xiàn)壓力容器失效模式的科學(xué)解決，為企業(yè)運(yùn)行以及提高生產(chǎn)效率奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳立福，任文慶，劉小燕.淺談壓力容器檢驗(yàn)檢測(cè)誤差的影響因素及對(duì)策[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2018.

[2]王聰，孔思蓉，朱金輝.無損檢測(cè)技術(shù)在壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2018，44（10）：82-83.