淺析壓力容器常見缺陷及處理方法

侯銘霖，夏倩茹

大連金州重型機器集團有限公司

淺析壓力容器常見缺陷及處理方法

侯銘霖，夏倩茹

大連金州重型機器集團有限公司

社會在發(fā)展，時代在進步，人們生活水平的日新月異，對能源的需求也逐步上升，因此化工設(shè)備也就也就越來越多。所以，化工PV設(shè)備在生產(chǎn)運行中所出現(xiàn)的問題，也就越來越成為人們所關(guān)注的問題，本文就對壓力容器常見的缺陷及處理方法進行了簡要的分析。

化工設(shè)備；缺陷；處理方法

化工機械壓力容器常見缺陷為腐蝕、裂紋以及變形，技術(shù)人員應進行定期核查檢驗，消除危害，預防缺陷進一步擴大，影響生產(chǎn)正常運行。

1 腐蝕

腐蝕是PV在正常運行過程中最容易出現(xiàn)的缺陷之一，由于受壓金屬材料與所接觸的介質(zhì)發(fā)生化學反應或者電化學反應而引起的相應變化。

1.1 腐蝕類別及生成原因

容器的腐蝕主要分為均勻腐蝕，應力腐蝕，點腐蝕，晶間腐蝕和疲勞腐蝕等。

腐蝕形成于壓力容器的內(nèi)部或外部表面，PV的外部腐蝕通常為大氣腐蝕，地域潮濕多雨，大氣腐蝕要比干燥地區(qū)嚴重的多；經(jīng)常呈現(xiàn)潮濕狀態(tài)，或容易積存潮氣和水氣的位置，在壓力容器受壓件與非受壓件的接觸面往往容易發(fā)生腐蝕；容器內(nèi)壁的腐蝕往往來源于介質(zhì)或介質(zhì)中雜質(zhì)的腐蝕性。通常若工作介質(zhì)具有較強的腐蝕性，設(shè)計時，需要采用防腐手段，如設(shè)備本體采用耐蝕材料，或與介質(zhì)接觸表面堆焊耐蝕層，或采用不銹鋼襯里結(jié)構(gòu)。固此類設(shè)備的內(nèi)壁腐蝕一般是由于防腐措施遭到破壞引發(fā)的；均勻腐蝕和局部腐蝕可以通過一般的直觀檢測方法來判斷。但對于晶間腐蝕和疲勞斷裂腐蝕，一般則必須通過金相檢驗，化學分析以及硬度測定來鑒別。

1.2 對于腐蝕的處理方法

PV內(nèi)壁出現(xiàn)疲勞斷裂腐蝕或晶間腐蝕等缺陷時，建議更換。若腐蝕程度不深，可以考慮放寬工作條件使用。

出現(xiàn)分散點腐蝕，但不存在裂紋、腐蝕深度還在強度計算范圍內(nèi)，可不做處理。

局部腐蝕與均勻腐蝕通過計算剩余厚度，判定可以繼續(xù)工作或縮短檢測周期，改變工況甚至作廢處理。

2 裂紋

裂紋時PV運行過程中出現(xiàn)的缺陷中最危險的一種，它主要導致化工設(shè)備發(fā)生脆性破壞，并且會誘發(fā)腐蝕裂紋和疲勞裂紋的產(chǎn)生。

2.1 裂紋的種類及產(chǎn)生原因

PV設(shè)備中的裂紋缺陷分為兩大類，即設(shè)備制造中產(chǎn)生的裂紋，和容器運行使用過程中產(chǎn)生擴展裂紋。前者包括軋制、拔制裂紋，焊接裂紋和熱處理裂紋；后者包括應力腐蝕裂紋和疲勞裂紋。

軋制裂紋是因為材料本身存在的缺陷聚集在一起，經(jīng)鋼廠軋制形成的一些既可以在鋼板表面，也可以在鋼板內(nèi)部的缺陷。此種缺陷沒有方向性和位置性。

焊接裂紋主要是在容器制造過程中，某些細小缺陷被制造廠檢驗忽略，后期發(fā)展為較為明顯的缺陷。

熱處理裂紋成分枝狀的晶間裂紋，由于設(shè)備焊后熱處理導致的某些晶間不融合，并且會隨著設(shè)備的運行過程中繼續(xù)放大擴展。

疲勞裂紋是由于PV設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺陷，或材料不合格造成局部應力過高，在容器經(jīng)過反復多次開停車所造成的。

腐蝕裂紋是腐蝕介質(zhì)在一定的工況下，腐蝕接觸面金屬而逐漸產(chǎn)生的，局部應力也是導致腐蝕裂紋原因所在，產(chǎn)生應力集中或削弱金屬的晶間結(jié)合力，加速擴展腐蝕裂紋。

2.2 對于裂紋的處理方法

一般的裂紋是通過直觀檢測和無損檢測結(jié)合判定。無損檢測的方法一般選用磁粉檢測或者滲透檢測。發(fā)現(xiàn)PV的裂紋缺陷后，首先應根據(jù)裂紋形狀大小，多少及所在位置來分析裂紋形成的原因，然后根據(jù)裂紋等級和具體工況確定缺陷的整治方案。

對于材料軋制或者拔制容器產(chǎn)生的裂紋，一般可用人工打磨的方法除去；焊接裂紋則應該在設(shè)備制造過程中及時發(fā)現(xiàn)，及時鏟除重新焊接、無損檢測。對于特殊條件，原材料及PV設(shè)備制造過程原因所遺留下來的裂紋，經(jīng)具有資質(zhì)的壓力容器缺陷評審單位核定后，確定裂紋在可控范圍內(nèi)，且容器具安全裕度足夠，則容器可通過采取相應的監(jiān)控措施，縮短檢驗周期的情況下，繼續(xù)使用。

3 變形

變形是在PV設(shè)備中比較少見的缺陷，它指容器在使用以后發(fā)生整體或者局部地方的幾何形變。

3.1 變形的種類及產(chǎn)生原因

變形通?？煞譃楣陌⒕植堪枷?、整體扁憋、整體膨脹等幾種形式。

鼓包是由于受壓件局部腐蝕程度深，設(shè)備變薄，在內(nèi)壓驅(qū)動下，向外凸起變形?；蛘咭部捎捎诰植渴軣岵痪瑴囟壬撸牧系脑S用應力下降，機型性能顯著降低，發(fā)生鼓包，此種形變將導致壁厚進一步減薄。

局部凹陷是PV封頭或殼體的局部地方受外力沖擊或擠壓而產(chǎn)生的表面形變內(nèi)凹，這種形變一般產(chǎn)生于薄壁容器，它一般不會是壁厚變化，而是會使局部幾何形狀改變。

整體扁癟是由于受外壓作用的殼體厚度較薄，以至于受壓失穩(wěn)，變形，此類形變發(fā)生在只受外壓驅(qū)使下，如夾套容器的內(nèi)筒。

整體膨脹是由于超壓操作或者容器腐蝕裕度不夠，屈服變形造成的。此類變形不容易監(jiān)測，需特殊對待。

3.2 對于變形的處理方法

產(chǎn)生變形的缺陷的PV設(shè)備，除了程度較輕的局部凹陷，其他變形導致材料耐蝕性也逐步降低，均不應繼續(xù)使用。

對于產(chǎn)生輕微鼓包的PV設(shè)備，若變形面積不大，且不影響設(shè)備其余部分，可以考慮在容器可焊性較好的前提下采取挖補處理，焊后需對補焊處做圖紙要求的無損檢測。

[1]吳錚.壓力容器攪拌處角焊縫缺陷淺談及返修處理[J].科技世界，2014（02）.

[2]劉亞明.開孔補強設(shè)計在壓力容器設(shè)計中的應用探析[J].河南科技，2013（09）.