淺談?wù)魤焊獡p傷模式與定期檢驗方法研究

彭青

摘 要：本文首先簡要介紹了蒸壓釜的結(jié)構(gòu)與其使用的特點，其次從裂紋、腐蝕與變形三個方面論述了蒸壓釜一般損傷模式與易發(fā)生地方，最后分析了蒸壓釜定期檢驗方法：（1）宏觀檢驗方法;（2）壁厚測定方法;（3）無損檢測，以期為相關(guān)研究提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：蒸壓釜;損傷模式;定期檢驗

1 蒸壓釜的結(jié)構(gòu)以及使用特點

蒸壓釜又稱蒸養(yǎng)釜、壓蒸釜，是一種體積龐大、重量較重的大型快開門式壓力容器。在生產(chǎn)的過程中，蒸壓釜操作是間歇性的，通常會在其左右兩側(cè)設(shè)置快開門以便于物料可以快速進出。蒸壓釜內(nèi)的工作物質(zhì)一般是飽和蒸汽，內(nèi)部壓力相對而言不是很高，但是因釜的體積較大，如若出現(xiàn)事故，會釋放出十分大的能量。由于蒸壓釜大型快開門式壓力構(gòu)造有一定的特殊性，在我國這種構(gòu)造的壓力容器目前仍然還沒有一致的設(shè)計規(guī)則，都是運用國外的構(gòu)造，并且種類繁多、復(fù)雜，因而問題多一些。伴隨工作過程中溫度與氣壓升高、溫度與氣壓降低的周期性變化，蒸壓釜承擔著交替變化負荷的作用。除此之外，因蒸壓釜頂端和底端中間有溫度差，尤其是溫度與氣壓升高時期，蒸壓釜頂端和底端溫度差別能夠到達100攝氏度，因而，出現(xiàn)了溫度差應(yīng)力。

2 蒸壓釜一般損傷模式與易發(fā)生地方

2.1 蒸壓釜裂紋

蒸壓釜在工作的過程中有著不斷地加大壓力、加熱以及入料進出的特征，在構(gòu)造上蒸壓釜體法蘭凸緣盤以及快開門邊蓋法蘭凸緣盤的嚙齒呈現(xiàn)出幾何上的不連續(xù)性特點，嚙齒區(qū)域比較容易發(fā)生應(yīng)力集聚的狀況;邊蓋的打開以及閉合跟隨著蒸壓釜內(nèi)部常常升高或者降低壓力，嚙齒以及蒸壓釜體焊接后形成的結(jié)合部分承載著交替變換應(yīng)力;蒸壓釜內(nèi)部溫度升高與降低次數(shù)較為頻繁使得筒體環(huán)上端以及下端有著相對大的溫度差，有著交替變換的應(yīng)力;蒸壓釜特別的使用辦法導(dǎo)致其承載著低周期疲勞負荷，在應(yīng)力較為集聚的地方易于出現(xiàn)疲勞裂紋。通常由下面3個地方易于出現(xiàn)裂紋：（1）材質(zhì)不一樣的鋼材連接地方的焊縫，這種種類的焊縫一般出現(xiàn)在蒸壓釜體、釜的蓋子以及法蘭凸緣盤的焊接處。由于法蘭凸緣盤承載著循環(huán)性的皮來負荷亦或應(yīng)力較高集聚使得焊接后形成的結(jié)合部分里面焊接問題點出現(xiàn)裂紋并且向外擴大;（2）沿兩直交或接近直交焊件的交線所焊接的焊縫，這種種類的焊縫一般在蒸壓釜體以及底座的連接焊縫，這個地方比較容易出現(xiàn)裂紋是由于蒸壓釜的支座分為固定支座以及活動支座，后者的滾桿活動距離如若不可以很好地除去蒸壓釜在溫度升高以及降低的過程中發(fā)生的熱脹冷縮移動量，則會在支座以及筒體沿兩直交或接近直交焊件的交線所焊接的焊縫地方出現(xiàn)應(yīng)力集聚的狀況，可能會出現(xiàn)裂紋，更甚者會導(dǎo)致蒸壓釜向上端拱曲導(dǎo)致支座保護板和蒸壓釜相連的地方發(fā)生斷裂;（3）筒體項目建設(shè)焊接的是封閉圓環(huán)形焊縫，其由于受多種因素的制約，例如建設(shè)環(huán)境、條件以及焊接工作條件，在一定程度上很難確保焊接的品質(zhì)，易出現(xiàn)焊接問題。

2.2 蒸壓釜腐蝕

在冷凝水、渾濁泥、有害氣體物質(zhì)與O2的共同作用下，蒸壓釜底端60°范圍內(nèi)部表層附著著很多零散分布的點類的腐蝕，腐蝕口徑大約是30至80毫米，腐蝕形成的物體呈黑色并且堅硬又較脆，樣子像錐形。腐蝕的原理大多是水垢或水渣下形成的腐蝕。而制造流程配方中富含堿性物質(zhì)的會形成堿腐蝕。水垢或水渣下形成的腐蝕以及堿腐蝕兩種作用下，蒸壓釜內(nèi)部沒有防腐蝕舉措的蒸壓釜腐蝕坑和制造流程配方中沒有堿性物質(zhì)的腐蝕坑相比較要深3至5毫米。

蒸壓釜豎向兩側(cè)排水孔2米之內(nèi)比蒸壓釜中間部分的腐蝕狀況要嚴重的多，蒸壓釜中間部分腐蝕較輕甚至沒有腐蝕。這是由于蒸壓釜內(nèi)部的蒸汽冷凝水匯聚在蒸壓釜下部挨著端蓋處的排水孔之后一起進行排放，冷凝水中混合的堿性物質(zhì)聚集在蒸壓釜兩側(cè)集聚、濃縮進而使得這一地方腐蝕程度增加。其他地方表層腐蝕較輕或者沒有腐蝕的狀況。

2.3 蒸壓釜變形

除上述損傷模式以外，蒸壓釜還有一種比較常見的變形損傷狀況，其主要是因為蒸壓釜運行過程中產(chǎn)生的溫差應(yīng)力導(dǎo)致的。蒸壓釜的變形通常分為蒸壓釜軸承內(nèi)圈失圓以及蒸壓釜法蘭封閉面變形。

3 蒸壓釜定期檢驗方法

3.1 宏觀檢驗方法

在確保蒸壓釜安全運轉(zhuǎn)的過程中宏觀檢驗方法十分關(guān)鍵，主要的檢查內(nèi)容有：一是結(jié)構(gòu)檢查，對蒸壓釜齒的結(jié)構(gòu)是不是有鋼板拼接焊的狀況進行重點檢查;對蒸壓釜的法蘭以及封蓋、法蘭和筒體的連接方式進行檢查。一個一個檢查蒸壓釜齒是不是有擠壓傷以及根部裂紋，并且在一定的時候進行表層損傷探察。蒸壓釜表層大體上檢查重心主要是放在豎向環(huán)焊縫裂紋、表面腐蝕以及內(nèi)部零件變形等不足之處。而檢查地方主要是蒸壓釜蓋子法蘭和封蓋、蒸壓釜體法蘭以及筒子相連接的焊接縫隙等。著重對蒸壓釜下側(cè)60度范圍內(nèi)的焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分，特別是蒸壓釜底部兩個軌道間的環(huán)縫進行檢查，應(yīng)當清理干凈蒸壓釜底部的集聚液體。三是檢查開有吊裝孔的紙卡有沒有被去掉，和蒸壓釜體焊接的地方有沒有磨損。對蒸壓釜內(nèi)部是不是有由于進釜碰撞、模型不正常等導(dǎo)致的蒸壓釜損傷狀況進行檢查。四是就支座地方而言，對其有沒有下沉、能不能夠有效支承活動支座等進行重點檢查，支座和腹板二者之間的距離通常不大于30毫米。

3.2 壁厚測定方法

壁厚測定是對蒸壓釜承載壓力的零件減薄狀況較為普遍的方法，一般是運用超聲波檢測厚度儀器對構(gòu)成蒸壓釜體的每一個筒節(jié)以及封頭開展大于等于2個點的檢查工作，對蒸壓釜底端介質(zhì)淹沒的地方、材料入口以及流動轉(zhuǎn)向等容易遭到腐蝕以及沖蝕的地方進行重點檢查。應(yīng)當仔細測定蒸壓釜被腐蝕以及磨損的問題地方，例如，當測量的厚度比允許的壁厚最小值小時，應(yīng)當再次進行強度校對核查，并且提出是不是能夠接著使用和許可的最大工作壓力。

3.3 無損檢測

對蒸壓釜進行無損檢查的關(guān)鍵部位是內(nèi)壁焊縫，必要的狀況下可以抽取外側(cè)焊縫進行無損檢測。蒸壓釜無損檢測的辦法一般分為四種，磁粉檢測、滲透檢測以及超聲波亦或射線檢測。磁粉檢測中通常運用黑磁粉，抽取百分之二十的內(nèi)側(cè)對接焊縫進行檢查，檢查所有的接管角焊縫于懷疑地方。

4 結(jié)語

綜上所述，分析蒸壓釜的損傷模式以及檢測方法能夠為蒸壓釜檢測工作人員編制檢測方案提供依據(jù)，保證檢測工作的高效進行與順利實施，減小蒸壓釜故障出現(xiàn)的頻率，確保建設(shè)材料設(shè)備安全、可靠運轉(zhuǎn)。

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（湖南省特種設(shè)備研究院岳陽分院? ?湖南? 岳陽? 414000）