化工壓力容器腐蝕檢測(cè)及影響因素分析

【摘要】化工壓力容器處于高溫、高壓和磨損等狀態(tài)下工作，危害的主要來(lái)源是腐蝕，很多化工壓力設(shè)備出現(xiàn)破裂故障都是由腐蝕導(dǎo)致的。對(duì)待化工壓力容器的規(guī)劃及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要特別關(guān)注金屬腐蝕的問(wèn)題?；诖?，本文以化工壓力容器為出發(fā)點(diǎn)，以腐蝕檢測(cè)為切入點(diǎn)，探究化工壓力容器腐蝕檢測(cè)技術(shù)，分析化工壓力容器腐蝕檢測(cè)的影響因素，并對(duì)此提出相應(yīng)的腐蝕檢測(cè)質(zhì)量控制技術(shù)策略，以期為化工壓力容器腐蝕檢測(cè)作業(yè)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】化工壓力容器；腐蝕檢測(cè)；影響因素

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.06.051

Corrosion detection and influencing factor analysis of chemical pressure vessels

LI Juncheng

（Henan Boiler and Pressure Vessel Safety Inspection Research InstituteAnyang Branch，Anyang 455000， China）

Abstract： Chemical pressure vessels work under high temperature， high pressure， and wear conditions， and the main source of harm is corrosion. Many chemical pressure equipment ruptures and malfunctions are caused by corrosion. When planning and operating chemical pressure vessels， special attention should be paid to the issue of metal corrosion. Based on this， this article takes chemical pressure vessels as the starting point and corrosion detection as the entry point， explores the corrosion detection technology of chemical pressure vessels， analyzes the influencing factors of corrosion detection of chemical pressure vessels， and proposes corresponding quality control technology strategies for corrosion detection， in order to provide reference for the corrosion detection operation of chemical pressure vessels.

Key words： chemical pressure vessels； corrosion detection； influence factor

據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，壓力容器因腐蝕所導(dǎo)致的爆炸產(chǎn)生事故的概率占到80%，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致人員以及財(cái)產(chǎn)受到損害。壓力容器產(chǎn)生腐蝕，是由容器與周邊環(huán)境以及材料的破壞或變質(zhì)所引起，大部分的壓力容器是由金屬構(gòu)成，壓力容器被腐蝕主要以金屬腐蝕為主，金屬腐蝕又可以分成化學(xué)腐蝕以及電化腐蝕兩種，被腐蝕的狀態(tài)可分為局部范圍腐蝕和均勻腐蝕[1]。對(duì)金屬腐蝕的規(guī)律性進(jìn)行了解，可有效提高壓力容器的壽命以及安全性，第一時(shí)間進(jìn)行判斷與處理，避免造成損失。

1）通過(guò)檢測(cè)能夠獲取，壓力設(shè)備在運(yùn)行期間操縱情況的相關(guān)數(shù)據(jù)，尤其是受壓部件以及殼體具體被腐蝕的情況，細(xì)小裂紋的形成和裂紋的寬度，從而設(shè)計(jì)出高效的養(yǎng)護(hù)措施，降低過(guò)程的檢測(cè)壓力。2）通過(guò)檢測(cè)能夠收集腐蝕的形成原因，以及操控參數(shù)之間相關(guān)聯(lián)的信息，有利于對(duì)故障進(jìn)行分析，優(yōu)化腐蝕操縱，確保設(shè)備能夠穩(wěn)定地工作。3）通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控容器的腐蝕情況，可以對(duì)容器的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步修正，而且通過(guò)監(jiān)控收集具體的腐蝕數(shù)據(jù)，能夠使設(shè)備科學(xué)、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。4）利用實(shí)時(shí)腐蝕檢測(cè)，能夠優(yōu)化容器的工作環(huán)境，保證壓力容器擁有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，而且可以增加壓力容器的使用周期，增加壓力容器的利用率，降低因?yàn)闄z修導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)虧損，增加利潤(rùn)率。5）通過(guò)開(kāi)展長(zhǎng)期性的腐蝕檢測(cè)，能夠組建成壓力容器使用數(shù)據(jù)庫(kù)，然后利用數(shù)據(jù)庫(kù)推算出壓力容器的使用周期，為容器的養(yǎng)護(hù)、替換打好基礎(chǔ)；通過(guò)實(shí)時(shí)腐蝕檢測(cè)的進(jìn)行，避免腐蝕導(dǎo)致設(shè)備癱瘓的現(xiàn)象出現(xiàn)[2]。

2.1外部檢測(cè)技術(shù)

針對(duì)壓力器外部實(shí)行檢測(cè)，其具體檢測(cè)方向是表層是否出現(xiàn)裂縫、扭曲還有局部過(guò)熱的現(xiàn)象；壓力設(shè)備安全部件是否出現(xiàn)異常狀態(tài)；螺栓有沒(méi)有被禁錮到位；壓力設(shè)備的基本方位是否出現(xiàn)改變，比如傾斜或是下沉的現(xiàn)象。對(duì)于壓力設(shè)備外部檢測(cè)來(lái)講，關(guān)鍵就是相關(guān)檢測(cè)工作人員的日常巡檢工作一定要做到位，以及設(shè)備的操作人員，在應(yīng)用期間一定要重視檢測(cè)工作，如果發(fā)現(xiàn)壓力設(shè)備表面出現(xiàn)不正常的狀況，一定要立即報(bào)告給相關(guān)檢測(cè)人員，及時(shí)采取措施，防止造成壓力設(shè)備損壞，進(jìn)而造成更大的損失[3]。

2.2表面缺陷檢測(cè)技術(shù)

基于化工壓力容器表面缺陷檢測(cè)方式主要有兩種。一種是磁粉檢測(cè)。當(dāng)下化工壓力設(shè)備的構(gòu)成材質(zhì)主要是不銹鋼合成材以及碳素鋼，這類材質(zhì)含磁量較低，這就使得壓力設(shè)備的矯頑力較低，盡可能選擇連續(xù)檢測(cè)的方式，利用外部施壓帶動(dòng)壓力設(shè)備磁化，之后把磁粉倒置在容器表面開(kāi)始檢測(cè)，但是磁粉檢測(cè)的形式實(shí)際上有很多種，要按照壓力設(shè)備的具體特性進(jìn)行選擇。另一種是滲透檢測(cè)。滲透檢測(cè)技術(shù)對(duì)溫度有一定要求，通常最佳的檢測(cè)溫度在20度上下，最高不能超過(guò)40度，最低不能小于10度。應(yīng)用在化工壓力設(shè)備的檢測(cè)中，要注意缺陷表面不能留有妨礙滲透檢測(cè)的液體或是固體物質(zhì)，這樣才能保證滲透檢測(cè)的準(zhǔn)確性。由于滲透劑里面含有熒光染料及著色染料，倘若壓力設(shè)備表面存在缺陷，滲透劑則會(huì)溢滿表面。這時(shí)把多出的滲透劑清理掉，待壓力設(shè)備風(fēng)干后，噴涂顯像劑，在光照下就能清晰找出缺陷[4]。

2.3超聲波檢測(cè)技術(shù)

超聲波檢測(cè)技術(shù)的核心就是超聲波，在現(xiàn)實(shí)的檢測(cè)環(huán)境下，超聲波可以通過(guò)自身直線傳播的性能，完成對(duì)壓力設(shè)備科學(xué)高效的檢測(cè)，而且超聲波處于不同的介質(zhì)中，其形成的反射波都不一致，檢測(cè)人員利用超聲波的這一特性，能夠?qū)毫υO(shè)備中出現(xiàn)腐蝕的方位和具體狀況實(shí)行檢測(cè)以及做出判斷。因?yàn)槌暡ū旧淼奶匦?，其自身可以攜帶極大的能量，因此其在各種固體間傳遞時(shí)，造成的損失效果就很微小，所以將超聲波技術(shù)用在化工容器腐蝕的檢測(cè)上，可以反饋出優(yōu)秀的效果及精準(zhǔn)性。

2.4相控陣檢測(cè)技術(shù)

相控陣檢測(cè)技術(shù)是利用電子形式，操縱相控陣探頭集成的聲束，達(dá)成超聲波傳入、發(fā)射的形式。該檢測(cè)技術(shù)的原理是基于集成聲束達(dá)成特定區(qū)域內(nèi)生成偏轉(zhuǎn)、聚焦的效果，以此來(lái)操縱陣列換能設(shè)備的陣元發(fā)射，或是收到的相位延遲。相控陣優(yōu)勢(shì)為：該技術(shù)檢測(cè)速度更快以及該技術(shù)具有聚焦性能。

2.5漏磁檢測(cè)技術(shù)

磁粉檢測(cè)技術(shù)也是化工壓力容器腐蝕、檢測(cè)常用的技術(shù)之一，其能夠達(dá)成無(wú)損檢測(cè)，因此被大規(guī)模采用。但磁粉檢測(cè)期間，如磁懸液的注入及磁痕的辨別等環(huán)節(jié)基本都是用人工操作的。但隨著科技的進(jìn)步，管理者越來(lái)越重視壓力設(shè)備檢測(cè)的智能性技術(shù)。這種技術(shù)不僅能減少員工勞動(dòng)量，還有助于提升檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性，降低人為產(chǎn)生的誤差。漏磁方法就是比較先進(jìn)的智能化腐蝕檢測(cè)技術(shù)，它的工作流程是：當(dāng)鐵磁材料出現(xiàn)磁化后，它的表體及表體缺陷部分就會(huì)在材料的表體生成漏磁場(chǎng)，利用這個(gè)漏磁場(chǎng)就能夠發(fā)現(xiàn)腐蝕。漏磁檢查不只能檢測(cè)表面及附近的裂紋凹陷，還能夠從外部檢測(cè)窺測(cè)出壓力設(shè)備內(nèi)的腐蝕等情況，在檢測(cè)前也不用對(duì)壓力設(shè)備表面打磨，更加適合壓力設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)。

2.6渦流檢測(cè)技術(shù)

一是電磁渦流檢測(cè)是以電磁感應(yīng)原理為參考形成的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。電磁渦流和交流磁場(chǎng)線圈產(chǎn)生的電流方向相反。電磁渦流形成的交流磁場(chǎng)也能夠生成交變磁力線，它途徑激勵(lì)線圈時(shí)，又會(huì)形成反作用電流。因此通過(guò)檢測(cè)設(shè)備中的電磁渦流，就能夠得到損毀、缺陷或是腐蝕情況等相關(guān)數(shù)據(jù)。二是脈沖渦流檢測(cè)，使用脈沖發(fā)射裝置制造出一個(gè)不斷改變的直流脈沖磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)能夠穿透固定厚度的保溫層以及保護(hù)層，從而造成被測(cè)物體表面形成渦流，該渦流能夠從上表面流向下表面，不過(guò)強(qiáng)度會(huì)持續(xù)衰減。當(dāng)渦流擴(kuò)散期間還會(huì)形成逆磁場(chǎng)，通過(guò)接收模塊就能夠監(jiān)測(cè)渦流磁場(chǎng)的衰減變化，把衰減信號(hào)以及相關(guān)元素構(gòu)成函數(shù)關(guān)系，利用對(duì)信號(hào)衰減的推演就能達(dá)成監(jiān)測(cè)效果。

3.1技術(shù)選擇因素

化工壓力容器腐蝕檢測(cè)是確保企業(yè)安全生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)，腐蝕檢測(cè)的目的當(dāng)然在于準(zhǔn)確掌握腐蝕情況，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)的防腐措施。但在腐蝕檢測(cè)的進(jìn)行階段，檢測(cè)結(jié)果會(huì)受諸多因素影響，如檢測(cè)技術(shù)的選擇是否恰當(dāng)。首先檢測(cè)技術(shù)的選擇應(yīng)以不會(huì)對(duì)壓力容器造成損害為前提，再結(jié)合各檢測(cè)技術(shù)的適用范圍及作用，通過(guò)對(duì)當(dāng)前檢測(cè)對(duì)象及環(huán)境的了解，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度就檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行明確。

3.2腐蝕狀態(tài)因素

化工壓力容器出現(xiàn)腐蝕，是由兩方面原因造成，一是機(jī)械原因，二是外部環(huán)境原因。所以在進(jìn)行檢測(cè)前，應(yīng)就壓力容器有可能發(fā)生的腐蝕狀態(tài)進(jìn)行分析，還應(yīng)注意壓力容器的腐蝕狀態(tài)有可能是持續(xù)的，甚至具有一定的動(dòng)態(tài)特征。在進(jìn)行檢測(cè)前，要做好充分的準(zhǔn)備工作，對(duì)壓力容器的材質(zhì)、壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，及壓力容器所在環(huán)境與工作狀態(tài)進(jìn)行了解，掌握足夠的信息后，再明確檢測(cè)的方法。腐蝕檢測(cè)并非單一的質(zhì)量安全檢測(cè)，能否實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測(cè)將直接影響壓力容器是否以穩(wěn)定的狀態(tài)投入工作。

3.3人為操作因素

腐蝕檢測(cè)并非目測(cè)檢測(cè)的單一化表現(xiàn)，各檢測(cè)方法的應(yīng)用都需要技術(shù)要求與操作要求，在進(jìn)行檢測(cè)階段，即便各項(xiàng)準(zhǔn)備工作都已充分，但也有可能因?yàn)闄z測(cè)人員檢測(cè)態(tài)度不端正、操作技術(shù)不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題，導(dǎo)致腐蝕檢測(cè)無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行。檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，最終是以操作的方式進(jìn)行，人為原因造成的誤差無(wú)法徹底消除，但通過(guò)科學(xué)且嚴(yán)格的管理，以及檢測(cè)人員檢測(cè)技能及職業(yè)操守的提升，可最大限度地降低誤差，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.1根據(jù)腐蝕環(huán)境選擇檢測(cè)技術(shù)

壓力容器普遍應(yīng)用于化工生產(chǎn)，因其多以有色金屬以及碳鋼制成，受化學(xué)影響的程度較高，同時(shí)也會(huì)受機(jī)械原因影響，兩種情況都會(huì)造成壓力容器出現(xiàn)腐蝕情況。在就化工壓力容器進(jìn)行腐蝕檢測(cè)時(shí)，既要了解其材質(zhì)構(gòu)成，也要結(jié)合其所在環(huán)境，將各影響因素都考慮其中，再就檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行選擇。

4.2根據(jù)壓力容器狀態(tài)提高防腐水平

防腐檢測(cè)是為確保壓力容器能夠保持較為穩(wěn)定的工作狀態(tài)，確保安全生產(chǎn)。防腐技術(shù)與手段的應(yīng)用則能在腐蝕產(chǎn)生的源頭加以防范。應(yīng)從壓力容器的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與工作環(huán)境狀態(tài)入手。比如在壓力容器投入使用之前，根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要就其材質(zhì)及結(jié)構(gòu)進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整，鎳的采用就可提升防腐的效果；同時(shí)，輔助制劑與耐腐涂層的應(yīng)用也會(huì)起到防腐功效，輔助制劑具有成本低，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，耐腐涂層的應(yīng)用則要充分考慮材料要求與氣壓要求等。

4.3多樣化檢測(cè)方式配合

為確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性，為安全生產(chǎn)提供保障，在檢測(cè)方式的選擇上應(yīng)以多種方式相結(jié)合的方式進(jìn)行。首先，在檢測(cè)方式的選擇上，應(yīng)以無(wú)損檢測(cè)為前提，杜絕因腐蝕檢測(cè)造成壓力容器的二次破壞；其次，檢測(cè)方式應(yīng)以實(shí)際情況相結(jié)合，通過(guò)了解與分析，明確各檢測(cè)方式的作用性。檢測(cè)方式主要包括目視檢測(cè)法、超聲波測(cè)厚法、底板漏磁檢測(cè)法、底板聲發(fā)射檢測(cè)法、高頻導(dǎo)波檢測(cè)法，以及三維激光掃描檢測(cè)等。

4.4提高檢測(cè)準(zhǔn)確意識(shí)

腐蝕檢測(cè)的方式方法明確之后，檢測(cè)成效的體現(xiàn)還要通過(guò)操作來(lái)完成，所以，在檢測(cè)環(huán)節(jié)應(yīng)注重檢測(cè)意識(shí)的明確，與檢測(cè)責(zé)任的落實(shí)，這是檢測(cè)工作得以順利進(jìn)行，并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測(cè)的基礎(chǔ)。在進(jìn)行檢測(cè)工作之前，應(yīng)首先就檢測(cè)的重要性進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，這不僅利于精確檢測(cè)意識(shí)的形成，也利于員工清晰檢測(cè)責(zé)任，確保其在檢測(cè)環(huán)節(jié)保持正確的工作態(tài)度。

4.5注重檢測(cè)人員技術(shù)培訓(xùn)

要熟練掌握各檢測(cè)技術(shù)的作用表現(xiàn)及操作，對(duì)檢測(cè)人員提出了較高的要求。企業(yè)應(yīng)給予足夠的重視，為確保檢測(cè)人員的知識(shí)儲(chǔ)備、技能應(yīng)用，以及職業(yè)操守都能符合檢測(cè)要求，應(yīng)采取技術(shù)培訓(xùn)的方式，確保檢測(cè)人員的綜合能力不落后于企業(yè)的安全生產(chǎn)需要。技術(shù)培訓(xùn)不僅局限于崗前，也應(yīng)實(shí)現(xiàn)崗后的定期培訓(xùn)與考核，為檢測(cè)人員的檢測(cè)工作再增加一道安全屏障。

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)下的壓力容器能夠完成無(wú)損檢測(cè)，這推動(dòng)了壓力容器的腐蝕檢測(cè)逐漸走向智能化的過(guò)程。針對(duì)超聲波檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)，其通過(guò)相關(guān)性能，最后能夠達(dá)成換能裝置程序自動(dòng)補(bǔ)償和智能判斷檢測(cè)數(shù)據(jù)等，這就避免了人工產(chǎn)生的誤差。在未來(lái)，隨著化工行業(yè)的不斷發(fā)展，未來(lái)的檢測(cè)要求會(huì)更高，檢測(cè)過(guò)程會(huì)更智能化。

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【作者簡(jiǎn)介】

李俊成，男，1992年出生，助理工程師，碩士，研究方向?yàn)闊o(wú)損檢測(cè)。

（編輯：李鈺雙）