2023年《安全技术》之在役压力容器缺陷处理.docx

在役压力容器缺陷处理 摘　要　介绍了在役压力容器常见缺陷以及它们的处理方法 关键词　在役压力容器 缺陷处理 平安评定 The defects treatment of the inservice pressure vessel Abstract　It introduces common defects of the inservice pressure vessel and the treatment method of these defects. Keywords　Inservice pressure vessel　The defects treatments　Safety assessment 通过检检可发现在役压力容器存在着大量的各种各样的缺陷，尤其是十年动乱期间制造的压力容器，普遍都存在着先天和后天性缺陷。如果将这些带缺陷的压力容器都报废，其损失巨大。根据检规的有关精神要求，对在役压力容器的缺陷处理应掌握“合于使用〞的原那么，对其缺陷的处理不是为了使其恢复到现行设计、制造标准。对在役压力容器中的缺陷应从实际出发，正确运用理论知识和实践经验，同时要考虑平安可靠与经济合理。进行正确的处理，使大量的带缺陷的压力容器起死回生，给国家及企业带来巨大的经济效益。 在役压力容器常见的缺陷是外表缺陷和焊缝内部缺陷。外表缺陷主要有：裂纹、腐蚀、变形、机械损伤、工卡具焊迹、电弧擦伤、弧坑、焊缝气孔、焊缝夹渣、焊瘤、内凹、咬边、错边、棱角以及焊缝的成型不符合有关规定等。焊缝内部缺陷主要有：气孔、夹渣、夹钨、未焊透、未熔合、裂纹等。以上这些缺陷有些是制造时遗留下来的，有些是使用中产生的，处理的重点应是使用中产生的缺陷。 1 外表缺陷的处理意见 （1）外表裂纹的处理。根据产生的部位不同分为母材裂纹和焊缝裂纹，母材裂纹是在轧制钢板时形成的，而焊缝裂纹是在熔化焊接时产生的，它可分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。热裂纹是焊缝金属由结晶开始一直冷却到固相线732℃以前所产生的裂纹，特征是沿原奥氏体晶界开裂，多产生在焊缝中心，个别情况下产生在焊接热影响区，近焊缝的母材夹渣也可能引起热裂纹。冷裂纹是焊缝金属冷却到300℃以下时所产生的，也称氢致裂纹或延迟裂纹，常产生在热影响区的熔合线附近的过热区中，有时也产生于焊缝金属中。再热裂纹是在热处理或500~600℃工作后产生的裂纹，常产生于焊缝热影响区的粗晶区中，对于母材裂纹用砂轮机打磨消除，对于焊缝裂纹只要不是因选材不当或不是因结构的原因造成的，一般用砂轮机打磨消除。打磨消除裂纹后的剩余壁厚只要满足强度要求，可不进行补焊，打磨部位应光滑并圆滑过渡，侧面斜度应不大于1：4，反之，那么应进行补焊恢复，确是因选材不当造成的裂纹，该容器应报废，如是因结构不当造成的可视具体情况作出修复或判废处理。 （2）外表腐蚀的处理。形成的原因一是由于大气腐蚀，二是由容器内的介质引起的腐蚀。外表腐蚀分为均匀性面腐蚀和分散点腐蚀。均匀性的面腐蚀按最小剩余壁厚进行强度校核，如强度满足，可不作处理，但应圆滑过渡，对分散的点腐蚀，如同时符合以下条件的可不作处理：①腐蚀深度不超地壁厚（扣除腐蚀裕量）的1/5；②在直径为200mm的范围内，点腐蚀面积不超过40cm2或沿任一直径点腐蚀长度之和不超过40mm，反之，那么视具体情况作补焊恢复或作降压、更换处理。 （3）变形（凹陷、鼓包）的处理。对此缺陷处理应根据具体情况进行分析。如是由于使用过程中产生的变形，该容器一般都判废。反之，那么可继续或限定条件使用。 （4）机械损伤、工卡具焊迹、电弧擦伤的处理。对此缺陷一般用砂轮打磨消除后的最小乘余壁厚满足强度要求，可不补焊，但对打磨部位进行圆滑过渡，侧面斜度应不大于1：4。反之，应补焊恢复。对不锈耐酸钢容器的外表如有影响耐腐蚀性能的缺陷，必须进行修磨或补焊。 （5）弧坑、焊缝气孔、焊缝夹渣、焊瘤、内凹和焊缝成型不符合有关规定的处理。对此缺陷一般均用砂轮机打磨消除。如焊缝余上下于母材1mm。可进行补焊恢复。 （6）咬边的处理。对低温容器、交变载荷或频繁间歇操作的焊缝咬边，都应打磨消除。其它容器一般可按以下原那么处理：①内外表焊缝咬边深度不超过0.5mm，连续长度不超过100mm，且焊缝两侧咬边总长不超过该焊缝长度的10%者，可不作处理。超过者，一般应打磨消除或打磨后补焊。②外外表焊缝咬边深度不超过1.0mm，连续长度不超过100mm，且焊缝两侧咬边总长不超过该焊缝长度的15%者，可不作处理，超过者，一般应打磨消除或打磨后补焊。 （7）错边、棱角的处理。属于一般性超标，可作打磨处理或不作处理。对于超标严重的应通守应力分析，作出能否继续使用的结论。 2 焊缝内部缺陷的处理意见 一是使用当中产生的缺陷。二是根据检规中的第36条规定执行，如平安等级达不到要求，那么按CVDA-84压力容器缺陷评定进行平安评定，或视具体情况作出返修判废。进行平安评定时，求出等效裂纹尺寸ā和许用裂纹尺寸ac,如ā〈am= ac/n（平安系数n≥2），那么可不必返修。对那些工作条件苛刻、制造质量差的容器，还可提高平安系数n来解决。因此，平安评定可大量节省人力、物力和财力。例如，上海第三钢铁厂一台1969年制造的135m3的氧气球罐，在1990年的检验中发现有50张超标片，其中有12张片子超过了检规中的有关规定。这12张超标片的性质是未熔合4张，未焊透3张，裂纹1张，条渣和密孔共4张，通过平安评定均合格。在1993年、1996年的再次开罐检查中发现这12张片子的缺陷几乎没有开展。因此，该罐可继续使用，不必返修。 通过平安评定和成功的经验，判断缺陷是否返修可根据以下原那么决定：①超过许用裂纹尺寸am的所有缺陷都应该挖磨后补焊修复；②对小于许用裂纹尺寸a m的焊缝内部缺陷一般可不作处理，但须计算出疲劳寿命，在其寿命期内进行定期检测，如果发现缺陷扩展，可再作补焊修复处理；③连续长度大于100mm缺陷应补焊修复；④检测出的特征尺寸超过10mm的裂纹必须进行补焊；⑤如错边或棱角超标严重的部位内部有超标缺陷，那么应按CVDA-84压力容器缺陷评定中介绍的方法求得该处的集中应力，并叠加其他应力，求得该处的允许裂纹并与现有缺陷相比较，如不平安，那么返修。