壓力容器常見缺陷和處理方法

1 腐蝕

腐蝕是壓力容器在使用過程中*容易產(chǎn)生的一種缺陷，特別是在化工容器中。它是由于金屬與所接觸的介質(zhì)產(chǎn)生化學或電化學變化作用而引起的。

腐蝕種類

容器的腐蝕可以是均勻腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕和疲勞腐蝕。不管是哪一種腐蝕，嚴重時都會導致容器的失效或破壞。

壓力容器的內(nèi)外表面都可以產(chǎn)生腐蝕。容器的外壁一般是大氣的腐蝕，大氣的腐蝕作用與地區(qū)與季節(jié)等有密切的關(guān)系，在干燥的地區(qū)或季節(jié)，大氣的腐蝕比潮濕地區(qū)或多雨季節(jié)輕微得多。

壓力容器外壁的腐蝕多產(chǎn)生于經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)和易于積存水分或濕氣的部位。在容器與支架的接觸面、容器與地面接觸的部分容易產(chǎn)生腐蝕。容器內(nèi)壁的腐蝕主要是由于工作介質(zhì)或它所含有的雜質(zhì)作用而產(chǎn)生的。一般來說，工作介質(zhì)具有明顯腐蝕作用的容器，設計時都采取防腐蝕措施，如選用耐腐蝕材料、進行表面處理或表面涂層、在內(nèi)壁加襯里等。因此，這些容器內(nèi)壁的腐蝕常常是因為防腐蝕措施遭到破壞而引起的。

容器內(nèi)壁的腐蝕也可能是由于正常的工藝條件被破壞而引起，例如干燥的氯對鋼制容器不產(chǎn)生腐蝕作用，而如果中含有水分或充裝的容器因進行水壓試驗后沒有干燥，或由于其它原因進入水分，則與水作用生成鹽酸或次氯酸，對容器內(nèi)壁產(chǎn)生強烈的腐蝕作用。

由于結(jié)構(gòu)原因也可引起或加劇腐蝕作用，例如，帶有腐蝕性沉積物的容器，排出管高于容器的底平面，使容器底部長期積聚有腐蝕性的沉積物，因而產(chǎn)生腐蝕。

此外，焊縫及熱影響區(qū)、鉚接容器的鉚釘周圍及接縫區(qū)都是比較容易產(chǎn)生腐蝕的地方。

由于容器外壁的腐蝕一般是均勻腐蝕或局部腐蝕，用直觀檢查的方法即可發(fā)現(xiàn)。外壁涂刷有油漆防護層的容器，如果防護層完好無損，而且又沒有發(fā)現(xiàn)其它可疑跡象，一般不需要清除防護層來檢查金屬壁的腐蝕情況。

外面有保溫層或其它覆蓋層的容器，如果保溫材料對器壁材料無腐蝕作用，或容器殼體有防腐層，在保溫層完好無損的情況下，也可以不拆除保溫層，但如果發(fā)現(xiàn)泄漏或其它有可能引起腐蝕的跡象，則至少在可疑之處拆除部分保溫層進行檢查。

容器內(nèi)壁可能有各種形式的腐蝕。對均勻腐蝕和局部腐蝕也可以通過直觀檢查的方法。對晶間腐蝕和斷裂腐蝕（應力腐蝕和疲勞腐蝕），除了嚴重的晶間腐蝕可以用錘擊檢查有所發(fā)現(xiàn)外，一般用直觀檢查是難以判斷的，常用金相檢驗、化學成分分析和硬度測定。一般襯里要作氣密性檢驗，檢驗時有妨礙檢驗的構(gòu)件應予以拆除。

經(jīng)直觀檢查發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)壁或外壁有均勻腐蝕或局部腐蝕時應測量被腐蝕處的剩余厚度，從而確定器壁的腐蝕厚度和腐蝕速率。

處理方法

對腐蝕缺陷的處理要根據(jù)容器的具體使用情況而定，一般原則是：

（1）內(nèi)壁發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕、斷裂腐蝕等缺陷時，不易繼續(xù)使用。如果腐蝕是輕微的，允許根據(jù)具體情況，在改變原有工作條件下使用。

（2）當發(fā)現(xiàn)分散點腐蝕，但不妨礙工藝操作時（不存在裂紋、腐蝕深度小于計算壁厚的一半），可對缺陷不作處理繼續(xù)使用。

（3）均勻腐蝕和局部腐蝕按剩余厚度不小于計算厚度的原則，確定其繼續(xù)使用、縮小檢驗間隔期限、降壓使用或判廢。

2 裂紋

裂紋是壓力容器中*危險的一種缺陷，它是導致容器發(fā)生脆性破壞的因素，同時又會促進疲勞破裂和腐蝕破裂的產(chǎn)生。

裂紋種類

壓力容器中的裂紋，按其生成過程，大致可分為兩大類，即原材料或容器制造中產(chǎn)生的裂紋和容器使用過程中產(chǎn)生的裂紋或擴展的裂紋。前者包括鋼板的軋制裂紋、容器的拔制裂紋、焊接裂紋和消除應力熱處理裂紋；后者包括疲勞裂紋和應力腐蝕裂紋。

原材料軋制裂紋是由于金屬材料本身存在的疏松、縮孔和非金屬夾雜物等缺陷積聚在一起，經(jīng)軋制而生成的線性缺陷。這種缺陷可以在材料的內(nèi)部，也可以在表面，無一定的方向性和固定的部位。有些拔制的小型高壓容器中，也常常發(fā)現(xiàn)類似的裂紋。

焊接裂紋主要是在容器制造過程中產(chǎn)生的，這是由于容器制造廠質(zhì)量檢驗不嚴，或原有缺陷輕微未被發(fā)現(xiàn)而在使用過程中有所發(fā)展。

消除應力熱處理裂紋是一種呈分枝狀的晶間裂紋，是在焊后消除應力熱處理時產(chǎn)生的，也可在使用中擴展。

疲勞裂紋是因為容器的結(jié)構(gòu)不良或材料存在缺陷，造成局部應力過高，在容器經(jīng)過反復多次的加壓或卸壓后產(chǎn)生的裂紋，在一些開停頻繁的壓力容器中可以發(fā)現(xiàn)這種裂紋。

腐蝕裂紋是腐蝕介質(zhì)在一定的工作條件下，對材料進行腐蝕而逐漸形成的，這種裂紋往往與應力有關(guān)。因為應力和腐蝕兩者相互促進，后者在材料表面形成缺口產(chǎn)生應力集中，或削弱金屬的晶間結(jié)合力，而前者則加速腐蝕的進展，使表面缺口向深處發(fā)展。

壓力容器的裂紋雖然在它的內(nèi)外表面的各個部位都可能存在，但是一般*容易產(chǎn)生裂紋的地方是焊縫與焊接熱影響區(qū)以及局部應力過高的部位。

裂紋的檢查可以用直觀檢查和無損探傷。一般是通過直觀檢查發(fā)現(xiàn)或初步發(fā)現(xiàn)裂紋的跡象，再通過無損探傷進一步加以確認。無損探傷無論是液體的滲透探傷、熒光探傷和磁力探傷，對檢查表面裂紋都有較高的效用，可以根據(jù)具體情況適當選用。

當發(fā)現(xiàn)壓力容器有裂紋缺陷時，首先應根據(jù)裂紋所在部位、數(shù)量、大小、分布情況及容器的工作條件等分析裂紋產(chǎn)生的原因，必要時可以進行金相檢驗，以判斷裂紋是原材料存在的缺陷，還是容器制造時留下的，或是使用過程中產(chǎn)生的。然后再根據(jù)缺陷的嚴重程度和容器的具體情況確定缺陷或?qū)Υ嬖谌毕莸娜萜魈幚矸椒ā?/p>

由于材料軋制或拔制容器留下的微裂，一般都比較淺，可以用手銼或砂輪等磨去。焊接裂紋應在檢查發(fā)現(xiàn)時予以鏟除。

由于結(jié)構(gòu)不良、局部應力過高而產(chǎn)生裂紋的部件一般不宜繼續(xù)使用。存在腐蝕裂紋的容器，也不應將裂紋鏟除或焊補后繼續(xù)使用。

在特殊情況下，由于容器制造或原材料留下的裂紋確實難以消除，經(jīng)過具有資格的壓力容器缺陷評定單位檢查鑒定，并根據(jù)斷裂力學的分析和計算，確認裂紋不會擴展，且具有足夠的安全裕度，容器可以采取可靠的監(jiān)護措施，繼續(xù)使用，但要縮短檢驗間隔期限，嚴密監(jiān)視裂紋的發(fā)展情況。

3變形

變形是指容器在使用以后整體或局部地方發(fā)生幾何形狀的改變，這種缺陷一般在壓力容器中是比較少見的。

變形種類

容器的變形一般可以表現(xiàn)為局部凹陷、鼓包、整體扁癟、整體膨脹等幾種形式。

局部凹陷是容器殼體或封頭的局部區(qū)域受到外力的撞擊或擠壓因而發(fā)生的表面凹洼，這種變形一般只能在殼壁較薄的小容器上產(chǎn)生，它并不引起容器壁厚的改變，而只是使某一局部表面失去了原有的幾何形狀。

鼓包是容器的某一部分承壓面因嚴重的腐蝕，壁厚顯著減薄，因而在內(nèi)壓作用下發(fā)生的向外凸起變形。個別情況下也可因容器的局部溫度過高，致使材料的機械性能降低而產(chǎn)生鼓包，這種變形將使容器這一區(qū)域的壁厚進一步減薄。

整體扁癟是因為受外壓作用的殼體壁厚太薄，以至在壓力作用下失去穩(wěn)定性，喪失原有的殼體形狀，這種變形只發(fā)生在容器的受外壓部件，如夾套容器的內(nèi)筒。

整體膨脹變形是因為容器壁厚太薄或超壓使用，致使整個容器或某些截面產(chǎn)生屈服變形而造成的。這種變形一般都是緩慢進行的，只有在特殊的監(jiān)測下才能發(fā)現(xiàn)。處理方法

變形的檢查一般可用直觀檢查，不太嚴重的變形可以通過量具檢查來發(fā)現(xiàn)。

產(chǎn)生變形缺陷的容器，除了不太嚴重的局部凹陷以外，其它的一般不宜繼續(xù)使用。因為經(jīng)過塑性變形的容器，壁厚總有不同程度的減薄，而且變形材料也會因應變硬化而降低習韌性，耐腐蝕性能也較差。

對于輕微的鼓包變形，如果變形面積不太大，而且又未影響到容器的其它部分，則在容器材料可焊性較好的情況下，可以考慮采用挖補處理。即將局部鼓包的部分挖去，再用相同形狀和材料的板塊進行補焊，焊后按容器原來的技術(shù)要求對焊縫進行技術(shù)檢驗。

怎么進行壓力容器維護保養(yǎng)

1）壓力容器的安全裝置（安全閥、壓力表、卸壓孔及防爆膜）應可靠、靈敏、準確，并定期進行檢查與校驗。

2）應經(jīng)常檢查壓力容器的防腐措施，保證完好，同時要采取措施，防止壓力容器和有關(guān)連接管道的“跑、冒、滴、漏”。

3）應經(jīng)常檢查壓力容器的緊固件和密封狀況，要求完整、可靠；減少與消除壓力容器的振動。

4）檢查壓力容器的靜電接地情況，保證接地裝置完整、良好。

5）停用與封存的壓力容器也應定期進行維護和保養(yǎng)。

意問題

壓力容器的維修應符合國家特種設備專業(yè)部門制定的規(guī)定。維修時，特別要注意以下問題。

（1）吹掃置換在用壓力容器停止運行后，必須按規(guī)定的程序和時間執(zhí)行吹掃置換。要系統(tǒng)地對所有管線吹掃置換流程表，嚴格按照吹掃流程逐項吹掃置換。對那些易燃易爆和有毒介質(zhì)，特別是黏度大、壓力容器和管道內(nèi)壁結(jié)垢而結(jié)構(gòu)復雜的壓力容器，吹掃的流量、流速和時間要足夠大，才能保證吹掃干凈。當用水蒸氣吹掃時，壓力容器管道內(nèi)會積存蒸汽冷凝水，故用水蒸氣吹掃過后，還須用壓縮空氣再進行吹掃，進行低點放空、排盡積水。如果檢修時人要進入用氮氣置換后的壓力容器內(nèi)工作，則事先需用空氣進行吹掃，將氮氣驅(qū)凈，待氣體分析含量合格后方可進入。

（2）增設盲板壓力容器與壓力容器或壓力容器與壓縮機之間、泵或其他設備之間，有許多管道互相連通，對一個石油化工聯(lián)合企業(yè)來說，為了保證安全生產(chǎn)，一套停工檢修的裝置必須用盲板隔絕與之相連的眾多管線。不加盲板，只靠閥門是不行的。因為閥門經(jīng)過長期的介質(zhì)沖刷、腐蝕、結(jié)垢或雜質(zhì)的積存等因素，很難保證嚴密，否則一旦有易燃易爆物料從中竄通，遇到施工用火便會引起爆炸燃燒事故；如果竄通有毒或窒息性物料，進入壓力容器內(nèi)工作的人員便會中毒或窒息而死亡。凡是能引起著火、爆炸或?qū)θ擞袀Φ乃形锪瞎芫€均應以盲板相隔離。

（3）檢修施工用火檢修施工用火都要經(jīng)過批準，并要做到“三不動火”：即沒有批準不動火；防火措施不落實不動火；監(jiān)護人不在現(xiàn)場不動火。用火必須明確規(guī)定的地點和時間。因不執(zhí)行用火規(guī)定發(fā)生過著火和人員傷亡事故的情況時有發(fā)生。因此，必須嚴格執(zhí)行用火管理制度。

（4）壓力容器及設備拆卸與封閉檢驗修理及操作人員進到現(xiàn)場，首先遇到的工作就是開啟壓力容器人孔，拆卸壓力容器的人孔蓋，管線的法蘭、機泵等。拆卸工作中安全作業(yè)應予重視，稍有疏忽，就會發(fā)生事故，造成人身傷害。在封閉人孔時，由于不認真檢查，將安全帽、破布、手套、工具、螺釘?shù)仍谠O備內(nèi)部，開工后造成設備堵塞。1）開啟塔類設備的人孔時，應堅持按自上而下的順序依次打開。封閉人孔時則應自下而上地依次封閉。封閉人孔前至少應有2人（施工、生產(chǎn)單位各1人）共同檢查，確認內(nèi)部無物品時方可封閉。2）任何壓力容器在打開底部人孔或手孔時，均應事先打開低點放空，并要注意因堵塞造成的假象，當確認無問題時，方可打開底部人孔或手孔，開啟時不要對著人進行。3）拆卸泵時，應關(guān)閉出入口閥門，打開底部放空閥，在電源開關(guān)處掛上警告牌，以防誤送電，確認后方可拆泵。4）管道法蘭的拆卸應先放空泄壓，尤其是對酸堿等腐蝕性介質(zhì)的管道。松螺栓后不要全部去掉，防止管道下垂傷人。5）人孔、法蘭等擰螺栓時，應根據(jù)操作溫度和壓力選用墊片。緊固螺栓應對稱地進行，使螺栓和墊片受力均勻，方能保證其嚴密不漏。

（5）進入壓力容器內(nèi)部作業(yè)當貯存或使用過有害氣體或液體的壓力容器打開后，不能立即入內(nèi)工作，應先采樣分析氧和有毒、易燃氣體含量，待確認分析合格，同時按相關(guān)規(guī)定的要求，做好準備和清理工作。再辦理好壓力容器內(nèi)部作業(yè)許可證后方可入內(nèi)，其壓力容器外部應設專人監(jiān)護。

（6）起重吊裝壓力容器系統(tǒng)中，有的壓力容器體積大，起重負荷達到近百噸；有的壓力容器安裝在高處，高度有幾十米；檢修時一個閥門或一段管道都需要吊裝，由于檢修現(xiàn)場條件有限，做好起重吊裝工作會碰到很多困難，為確保安全檢修，起重吊裝必須要遵守有關(guān)規(guī)定。對于高處作業(yè)要遵守高處起重吊裝規(guī)定，每個起重操作工都要具備一定的專業(yè)技術(shù)知識，經(jīng)過培訓合格后才能從事起重吊裝工作；對每一項起重設備，都應準確計算起重負荷，并留有適當?shù)陌踩禂?shù)，嚴禁超負荷起吊。（7）高處作業(yè)高處作業(yè)主要是保護作業(yè)者的安全，防止高處墜落事故的發(fā)生，除應為操作人員提供必要的工作條件（如腳手架等）外，*重要的是操作人員在高處作業(yè)要遵守高處作業(yè)有關(guān)規(guī)定。

（8）電氣安全1）對工作介質(zhì)為易燃易爆特性的壓力容器，必須使用防爆燈具。2）操作人員進入壓力容器檢修，照明燈具必須使用12～36V電壓，以確保安全作業(yè)。3）對操作人員使用手持電動工具，使用時必須有安裝觸電保護器措施。

（9）檢修質(zhì)量對壓力容器系統(tǒng)進行檢修，操作人員必須嚴格按工藝要求作業(yè)，現(xiàn)場監(jiān)護必須嚴格把關(guān)，認真驗收，確保檢修質(zhì)量。

（10）其他注意事項1）不得在壓力容器上任意開孔。2）修理時要制定正確的焊接工藝。3）檢修后要進行必要的檢驗，并徹底清理。4）壓力容器內(nèi)部有壓力時，不得對主要受壓元件進行任何修理或緊固作業(yè)。5）檢修完畢，將填寫的記錄存入檔案。

修理改造

除前面提到的壓力容器修理改造注意的問題以外，還要進行以下處理。1）有襯里的壓力容器，如襯里有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，可進行補焊或局部更換襯里。補焊前，應對有缺陷部位打磨再做滲透檢測；補焊后還應做滲透檢測。對有特殊耐蝕要求的襯里的修理，還應按設計要求進行特殊項目的檢驗。2）壓力較低的壓力容器，局部腐蝕嚴重可采用挖補或更換筒節(jié)、封頭，更換的筒節(jié)或封頭應按現(xiàn)行標準進行制造與檢驗。3）壓力容器的密封面損壞，可采用打磨及補焊處理，高壓容器用的金屬密封元件，可采用研磨修理。4）換熱容器管-管板接頭的修理。換熱容器管-管板焊接接頭出現(xiàn)裂紋等缺陷時，或管腐蝕需要換管時，可用鉸削或磨去的方法，清除接頭的焊縫金屬，然后重新焊接。4.移動式壓力容器在維修中會碰到更換安全附件、重新涂漆等情況，應根據(jù)相關(guān)規(guī)定對移動式壓力容器進行維修工作。