超過設(shè)計使用年限的壓力容器檢驗問題研究

宋岳潭，韓作金

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師五家渠市特種設(shè)備安全檢測中心，新疆 五家渠 831300）

壓力容器的實際應(yīng)用效果比較突出，在壓力容器的后期應(yīng)用中，需要注意的是進(jìn)行使用年限的評估，一般情況下，超過20年的儀器設(shè)備則說明是超過了使用年限。在整個設(shè)計階段，需要進(jìn)行設(shè)備儀器的報廢處理。但是，在具體管理中，為了能減少風(fēng)險，實現(xiàn)儀器設(shè)備的再次利用，設(shè)計人員將使用年限進(jìn)行調(diào)整，將設(shè)計年限設(shè)計的比較短，因此，壓力容器達(dá)到使用年限后不是沒有繼續(xù)應(yīng)用的可能。在當(dāng)前檢測設(shè)備應(yīng)用的階段，需要辦理登記變更，而后投入實際應(yīng)用中。當(dāng)前出臺的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)相對比較少，在本次研究中，以超過年限的壓力容器檢驗問題進(jìn)行分析，對具體的對策進(jìn)行探究。

1 設(shè)計使用年限分析

壓力容器的設(shè)計本身比較復(fù)雜，在實際設(shè)計過程中，需要結(jié)合使用單位提供的工作壓力、工作單位和工作介質(zhì)等按照結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行設(shè)計。此外，在后期設(shè)計中，可結(jié)合現(xiàn)有的設(shè)計準(zhǔn)則進(jìn)行，依據(jù)各種荷載和預(yù)期腐蝕情況等，在進(jìn)行選材和設(shè)計中，設(shè)計單位和使用單位進(jìn)行互動和交流，多數(shù)情況下由設(shè)計單位自行進(jìn)行設(shè)計的，在使用年限方面，設(shè)備的應(yīng)用效果比較明顯，在設(shè)備的使用階段，可結(jié)合使用單位的維修和保證情況進(jìn)行管理。在壓力容器應(yīng)用中，會受到介質(zhì)以及沖刷等因素的影響，很多壓力容器可能會存在運(yùn)行不到設(shè)計使用年限的現(xiàn)象，不能安全使用。針對達(dá)到設(shè)計年限的壓力容器，在設(shè)計階段可采取針對性和全面的檢驗方式，來判斷是否可以使用。

2 超過設(shè)計使用年限的壓力容器的檢驗

對于超過使用年限的儀器和設(shè)備，在后期檢測中，需要采取委托檢驗的形式，使用單位需要和檢測機(jī)構(gòu)簽訂對應(yīng)的技術(shù)協(xié)議，通過檢驗后確定使用壽命。詳細(xì)的檢驗流程如下。

2.1 進(jìn)行材料審查

材料的審查和評估是關(guān)鍵，在壓力容器生產(chǎn)的過程中，原始材料的審核和檢查很關(guān)鍵，其中涉及的是圖紙審核等，在材料檢測的階段安裝竣工材料，可對對應(yīng)的問題進(jìn)行維修和處理。在后期的運(yùn)行處理中有序進(jìn)行檢驗。在運(yùn)行階段，可進(jìn)行資料的檢查，定期進(jìn)行檢驗和年度審核等。在安全檢查的階段需要進(jìn)行日常的巡視和檢查。在初期檢查中，分析可能產(chǎn)生的損傷模式，壓力容器在設(shè)備生產(chǎn)和運(yùn)行階段，容器設(shè)備在冶煉、澆筑以及鍛煉的過程中，表面和內(nèi)部等可能會出現(xiàn)氣孔以及夾渣的現(xiàn)象，缺陷現(xiàn)象比較明顯。在壓力容器制造的過程中，可進(jìn)行卷制和機(jī)加工等，在后期焊接和熱處理的階段，可能會出現(xiàn)壓力容器設(shè)計不到位的現(xiàn)象，出現(xiàn)腐蝕和局部沖刷等，在應(yīng)力檢測中，由于本質(zhì)上屬于一種形式上的村上，因此，需要綜合分析。腐蝕減弱是該壓力容器材料的檢測的重要依據(jù)，如果出現(xiàn)大面積的腐蝕現(xiàn)象，鋼板在鹽酸和硫酸等有機(jī)酸等介質(zhì)作用下會出現(xiàn)酸性腐蝕的現(xiàn)象。在氫氧化鈉以及酸堿性等介質(zhì)的作用下，如果出現(xiàn)堿性腐蝕的現(xiàn)象，會導(dǎo)致出現(xiàn)大氣腐蝕和酸性水腐蝕等情況，造成不良影響。針對局部腐蝕的現(xiàn)象，需要第一時間處理。另外，壓力容器可能會出現(xiàn)不同程度的故障現(xiàn)象，在隔熱層下如果出現(xiàn)損壞，下雨后導(dǎo)致出現(xiàn)潮濕的現(xiàn)象，在臨近的區(qū)域，如果受潮，則會出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象。

2.2 應(yīng)力腐蝕分析

應(yīng)力腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生概率相對比較高，在腐蝕介質(zhì)下，壓力容器的材料可能對介質(zhì)應(yīng)力產(chǎn)生影響，如果出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，在應(yīng)力的集中位置會出現(xiàn)腐蝕以及裂紋擴(kuò)大等情況，針對出現(xiàn)的裂紋現(xiàn)象，需要按照無損檢測的要求進(jìn)行檢測，了解其中的故障。部分應(yīng)力腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生速度相對來說比較慢，部分發(fā)生的速度比較快，如果出現(xiàn)多硫酸應(yīng)力腐蝕的現(xiàn)象，在數(shù)小時后擴(kuò)散，需要引起重視，及時進(jìn)行處理。大部分的應(yīng)力腐蝕開裂是發(fā)生在設(shè)備運(yùn)行的階段，在當(dāng)前檢驗中，需要注意的是進(jìn)行應(yīng)力腐蝕材料的檢測，介質(zhì)濃度也會造成不同程度的腐蝕現(xiàn)象，一般情況下，介質(zhì)的濃度比較高，如果出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象加重的情況，含水量對應(yīng)的腐蝕現(xiàn)象也會出現(xiàn)變化，一般情況下，以NH3應(yīng)力腐蝕為主。在含水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.005%或大于0.200%時，一般對碳鋼材料不發(fā)生應(yīng)力腐蝕，但超過這個范圍則會發(fā)生應(yīng)力腐蝕。溫度也可能對系統(tǒng)產(chǎn)生影響，在多數(shù)情況下，如果金壁的高度超過82℃，一般不會出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕的現(xiàn)象，但是，對壓力容器材料應(yīng)用可知，在焊接接頭中，硬度越高，則越有可能出現(xiàn)壓力腐蝕的現(xiàn)象。

2.3 確定檢驗項目內(nèi)容

在壓力容器的后續(xù)應(yīng)用中，對壓力容器的檢測有嚴(yán)格的要求，結(jié)合工作壓力和工作溫度和介質(zhì)等因素要求，在實施中需要進(jìn)行項目的檢驗。在實施階段，需要采取的是針對性的檢驗方式，對可能出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行分析。超過年限的壓力容器一般情況下是通過一個或者幾個周期性的方式檢驗的，在宏觀檢驗中可知，檢驗容器的內(nèi)外可能會存在銹蝕和腐蝕的現(xiàn)象，由于機(jī)械損傷現(xiàn)象嚴(yán)重，在整個檢驗階段，需要注意的是合理進(jìn)行焊接處理。如果出現(xiàn)鼓包或者變形等現(xiàn)象，部分有易燃易爆的介質(zhì)容器可能會存在泄漏的現(xiàn)象。在隔熱層需要進(jìn)行對應(yīng)的檢驗，宏觀檢驗的階段確定壓力容器的測厚范圍，一般情況下，在壓力容器的內(nèi)部檢驗中，確保燈光貼在內(nèi)壁上，便于發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險。厚度測量是重點，可分析具體的使用期限，裝有安全聯(lián)鎖的裝置的快開門式壓力容器設(shè)計很重要，在整個階段需要檢驗聯(lián)鎖裝置是否完好。

2.4 確定檢驗周期

在整個檢驗過程中，結(jié)合TSG21-2016的《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定得知，在實際檢驗中，評估安全狀況的等級。如果符合實際要求，則可以結(jié)合現(xiàn)有的章程進(jìn)行管控，參照使用單位的意見，確定下次的檢驗日期。在安全檢驗的過程中，安全等級是3級，確定下一次委托檢驗點日期，對安全等級評估，一般情況安全等級是3年的需要間隔2～3年檢驗一次，安全等級為4級的，使用時間不得超過1年，安全狀況是5級的，不得繼續(xù)采用。

在儀器設(shè)備的檢測和檢驗中，必須確保檢測質(zhì)量，在整個周期中按照安全檢測規(guī)范和要求實施，提前給出一個期限，對設(shè)備的安全運(yùn)行可進(jìn)行評估，超出設(shè)計周期的容器委托進(jìn)行檢驗，做好年度檢查工作，合理進(jìn)行維修和保養(yǎng)。

3 壓力容器的剩余壽命評價方式

在介質(zhì)穩(wěn)定的前提下，其他運(yùn)行和維護(hù)條件等按照腐蝕的余量計算得出。針對出現(xiàn)的應(yīng)力腐蝕以及材質(zhì)劣化的現(xiàn)象，損傷擴(kuò)展的速度不能從經(jīng)驗公式中計算得出。在整個過程中，選擇有資質(zhì)單位進(jìn)行評價，如果達(dá)不到合格的條件，需要進(jìn)行修整，消除對應(yīng)的缺陷。壓力容器可能會存在嚴(yán)重的缺陷，威脅到安全性，因此，在檢測的階段可進(jìn)行修理和更換。

在壓力管道容器設(shè)備的檢測階段，需要注意的是不斷提升檢測的準(zhǔn)確概率。由于應(yīng)力腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生概率較高，在實施階段可進(jìn)行壓力容器的檢測，針對其中的損壞現(xiàn)象，選擇有資質(zhì)的單位進(jìn)行適宜使用評價，如達(dá)不到評價合格條件，應(yīng)進(jìn)行修理，消除缺陷。在壓力容器的檢驗過程中，針對出現(xiàn)的各種缺陷現(xiàn)象，在整個階段，需要注意的是進(jìn)行危害性的分析，如果出現(xiàn)明顯的缺陷現(xiàn)象，要求進(jìn)行危險評估，進(jìn)行必要的修理和更換。在檢測中了解壓力容器的檢測要求，原材料實施全方位的檢驗，使其在本質(zhì)上能確保壓力管道達(dá)到理想的檢測要求，避免受到應(yīng)力或者腐蝕等因素的影響，需要提升管道的安全性，進(jìn)行原材料的針對性采購，對涉及的材料性能和價格等進(jìn)行審核，確保加工流程的標(biāo)準(zhǔn)化。

4 結(jié)語

超過設(shè)計使用年限的壓力容器檢驗很重要，在科學(xué)檢驗的過程中，需要注意的是明確具體的檢測注意事項。在整個檢驗階段，對超過年限的容器檢驗后進(jìn)行維護(hù)，可采取必要的管理舉措，減少事故的發(fā)生。在壓力容器的整體檢驗過程中，為了確保檢驗工作的順利進(jìn)行，需要提升工作人員責(zé)任意識和專業(yè)素養(yǎng)等，按照檢驗的指標(biāo)和要求實施，為安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，提供保證。