壓力容器常見(jiàn)缺陷和處理方法

1 腐蝕

腐蝕是壓力容器在使用過(guò)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(xué)或電化學(xué)變化作用而引起的。

腐蝕種類(lèi)

容器的腐蝕可以是均勻腐蝕、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕和疲勞腐蝕。不管是哪一種腐蝕，嚴(yán)重時(shí)都會(huì)導(dǎo)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(lái)說(shuō)，工作介質(zhì)具有明顯腐蝕作用的容器，設(shè)計(jì)時(shí)都采取防腐蝕措施，如選用耐腐蝕材料、進(jìn)行表面處理或表面涂層、在內(nèi)壁加襯里等。這些容器內(nèi)壁的腐蝕常常是因?yàn)榉栏g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(duì)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(jìn)行水壓試驗(yàn)后沒(méi)有干燥，或由于其它原因進(jìn)入水分，則與水作用生成鹽酸或次氯酸，對(duì)容器內(nèi)壁產(chǎn)生強(qiáng)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(zhǎng)期積聚有腐蝕性的沉積物，產(chǎn)生腐蝕。

焊縫及熱影響區(qū)、鉚接容器的鉚釘周?chē)敖涌p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(hù)層的容器，如果防護(hù)層完好無(wú)損，又沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其它可疑跡象，一般不需要清除防護(hù)層來(lái)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(duì)器壁材料無(wú)腐蝕作用，或容器殼體有防腐層，在保溫層完好無(wú)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(jìn)行檢查。

容器內(nèi)壁可能有各種形式的腐蝕。對(duì)均勻腐蝕和局部腐蝕也可以通過(guò)直觀檢查的方法。對(duì)晶間腐蝕和斷裂腐蝕（應(yīng)力腐蝕和疲勞腐蝕），除了嚴(yán)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(yàn)、化學(xué)成分分析和硬度測(cè)定。一般襯里要作氣密性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)時(shí)有妨礙檢驗(yàn)的構(gòu)件應(yīng)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(shí)應(yīng)測(cè)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(duì)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(shí)，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?cè)泄ぷ鳁l件下使用。

（2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)分散點(diǎn)腐蝕，但不妨礙工藝操作時(shí)（不存在裂紋、腐蝕深度小于計(jì)算壁厚的一半），可對(duì)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(jì)算厚度的原則，確定其繼續(xù)使用、縮小檢驗(yàn)間隔期限、降壓使用或判廢。

2 裂紋

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

裂紋種類(lèi)

壓力容器中的裂紋，按其生成過(guò)程，大致可分為兩大類(lèi)，即原材料或容器制造中產(chǎn)生的裂紋和容器使用過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋或擴(kuò)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(yīng)力熱處理裂紋；后者包括疲勞裂紋和應(yīng)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(wú)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(lèi)似的裂紋。

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

消除應(yīng)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(yīng)力熱處理時(shí)產(chǎn)生的，也可在使用中擴(kuò)展。

疲勞裂紋是因?yàn)槿萜鞯慕Y(jié)構(gòu)不良或材料存在缺陷，造成局部應(yīng)力過(guò)高，在容器經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的加壓或卸壓后產(chǎn)生的裂紋，在一些開(kāi)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(duì)材料進(jìn)行腐蝕而逐漸形成的，這種裂紋往往與應(yīng)力有關(guān)。因?yàn)閼?yīng)力和腐蝕兩者相互促進(jìn)，后者在材料表面形成缺口產(chǎn)生應(yīng)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(jìn)展，使表面缺口向深處發(fā)展。

壓力容器的裂紋在它的內(nèi)外表面的各個(gè)部位都可能存在，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(yīng)力過(guò)高的部位。

裂紋的檢查可以用直觀檢查和無(wú)損探傷。一般是通過(guò)直觀檢查發(fā)現(xiàn)或初步發(fā)現(xiàn)裂紋的跡象，再通過(guò)無(wú)損探傷加以確認(rèn)。無(wú)損探傷無(wú)論是液體的滲透探傷、熒光探傷和磁力探傷，對(duì)檢查表面裂紋都有較高的效用，可以根據(jù)具體情況適當(dāng)選用。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓力容器有裂紋缺陷時(shí)，應(yīng)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(shí)可以進(jìn)行金相檢驗(yàn)，以判斷裂紋是原材料存在的缺陷，還是容器制造時(shí)留下的，或是使用過(guò)程中產(chǎn)生的。再根據(jù)缺陷的嚴(yán)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(yīng)在檢查發(fā)現(xiàn)時(shí)予以鏟除。

由于結(jié)構(gòu)不良、局部應(yīng)力過(guò)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(yīng)將裂紋鏟除或焊補(bǔ)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(shí)難以消除，經(jīng)過(guò)具有資格的壓力容器缺陷評(píng)定單位檢查鑒定，并根據(jù)斷裂力學(xué)的分析和計(jì)算，確認(rèn)裂紋不會(huì)擴(kuò)展，且具有足夠的安全裕度，容器可以采取可靠的監(jiān)護(hù)措施，繼續(xù)使用，但要縮短檢驗(yàn)間隔期限，嚴(yán)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(jiàn)的。

變形種類(lèi)

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(yán)重的腐蝕，壁厚顯著減薄，在內(nèi)壓作用下發(fā)生的向外凸起變形。個(gè)別情況下也可因容器的局部溫度過(guò)高，致使材料的機(jī)械性能降低而產(chǎn)生鼓包，這種變形將使容器這一區(qū)域的壁厚減薄。

整體扁癟是因?yàn)槭芡鈮鹤饔玫臍んw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?yàn)槿萜鞅诤裉』虺瑝菏褂?，致使整個(gè)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(jìn)行的，只有在特殊的監(jiān)測(cè)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(yán)重的變形可以通過(guò)量具檢查來(lái)發(fā)現(xiàn)。

產(chǎn)生變形缺陷的容器，除了不太嚴(yán)重的局部凹陷以外，其它的一般不宜繼續(xù)使用。因?yàn)榻?jīng)過(guò)塑性變形的容器，壁厚總有不同程度的減薄，變形材料也會(huì)因應(yīng)變硬化而降低習(xí)韌性，耐腐蝕性能也較差。

對(duì)于輕微的鼓包變形，如果變形面積不太大，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(bǔ)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(jìn)行補(bǔ)焊，焊后按容器原來(lái)的技術(shù)要求對(duì)焊縫進(jìn)行技術(shù)檢驗(yàn)。

怎么進(jìn)行壓力容器維護(hù)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(yīng)可靠、靈敏、準(zhǔn)確，并定期進(jìn)行檢查與校驗(yàn)。

2）應(yīng)經(jīng)常檢查壓力容器的防腐措施，保證完好，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(yīng)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(dòng)。

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(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

意問(wèn)題

壓力容器的維修應(yīng)符合國(guó)家特種設(shè)備專(zhuān)業(yè)部門(mén)制定的規(guī)定。維修時(shí)，特別要注意以下問(wèn)題。

（1）吹掃置換在用壓力容器停止運(yùn)行后，必須按規(guī)定的程序和時(shí)間執(zhí)行吹掃置換。要系統(tǒng)地對(duì)所有管線吹掃置換流程表，嚴(yán)格按照吹掃流程逐項(xiàng)吹掃置換。對(duì)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(fù)雜的壓力容器，吹掃的流量、流速和時(shí)間要足夠大，才能保證吹掃干凈。當(dāng)用水蒸氣吹掃時(shí)，壓力容器管道內(nèi)會(huì)積存蒸汽冷凝水，故用水蒸氣吹掃過(guò)后，還須用壓縮空氣再進(jìn)行吹掃，進(jìn)行低點(diǎn)放空、排盡積水。如果檢修時(shí)人要進(jìn)入用氮?dú)庵脫Q后的壓力容器內(nèi)工作，則事先需用空氣進(jìn)行吹掃，將氮?dú)怛?qū)凈，待氣體分析含量合格后方可進(jìn)入。

（2）增設(shè)盲板壓力容器與壓力容器或壓力容器與壓縮機(jī)之間、泵或其他設(shè)備之間，有許多管道互相連通，對(duì)一個(gè)石油化工聯(lián)合企業(yè)來(lái)說(shuō)，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(mén)是不行的。因?yàn)殚y門(mén)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)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(yán)密，否則一旦有易燃易爆物料從中竄通，遇到施工用火便會(huì)引起爆炸燃燒事故；如果竄通有毒或窒息性物料，進(jìn)入壓力容器內(nèi)工作的人員便會(huì)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(yīng)以盲板相隔離。

（3）檢修施工用火檢修施工用火都要經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)，并要做到“三不動(dòng)火”：即沒(méi)有批準(zhǔn)不動(dòng)火；防火措施不落實(shí)不動(dòng)火；監(jiān)護(hù)人不在現(xiàn)場(chǎng)不動(dòng)火。用火必須明確規(guī)定的地點(diǎn)和時(shí)間。因不執(zhí)行用火規(guī)定發(fā)生過(guò)著火和人員傷亡事故的情況時(shí)有發(fā)生。必須嚴(yán)格執(zhí)行用火管理制度。

（4）壓力容器及設(shè)備拆卸與封閉檢驗(yàn)修理及操作人員進(jìn)到現(xiàn)場(chǎng)，遇到的工作就是開(kāi)啟壓力容器人孔，拆卸壓力容器的人孔蓋，管線的法蘭、機(jī)泵等。拆卸工作中安全作業(yè)應(yīng)予重視，稍有疏忽，就會(huì)發(fā)生事故，造成人身傷害。在封閉人孔時(shí)，由于不認(rèn)真檢查，將安全帽、破布、手套、工具、螺釘?shù)仍谠O(shè)備內(nèi)部，開(kāi)工后造成設(shè)備堵塞。1）開(kāi)啟塔類(lèi)設(shè)備的人孔時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持按自上而下的順序依次打開(kāi)。封閉人孔時(shí)則應(yīng)自下而上地依次封閉。封閉人孔前至少應(yīng)有2人（施工、生產(chǎn)單位各1人）共同檢查，確認(rèn)內(nèi)部無(wú)物品時(shí)方可封閉。2）任何壓力容器在打開(kāi)底部人孔或手孔時(shí)，均應(yīng)事先打開(kāi)低點(diǎn)放空，并要注意因堵塞造成的假象，當(dāng)確認(rèn)無(wú)問(wèn)題時(shí)，方可打開(kāi)底部人孔或手孔，開(kāi)啟時(shí)不要對(duì)著人進(jìn)行。3）拆卸泵時(shí)，應(yīng)關(guān)閉出入口閥門(mén)，打開(kāi)底部放空閥，在電源開(kāi)關(guān)處掛上警告牌，以防誤送電，確認(rèn)后方可拆泵。4）管道法蘭的拆卸應(yīng)先放空泄壓，尤其是對(duì)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(shí)，應(yīng)根據(jù)操作溫度和壓力選用墊片。緊固螺栓應(yīng)對(duì)稱(chēng)地進(jìn)行，使螺栓和墊片受力均勻，方能保證其嚴(yán)密不漏。

（5）進(jìn)入壓力容器內(nèi)部作業(yè)當(dāng)貯存或使用過(guò)有害氣體或液體的壓力容器打開(kāi)后，不能立即入內(nèi)工作，應(yīng)先采樣分析氧和有毒、易燃?xì)怏w含量，待確認(rèn)分析合格，按相關(guān)規(guī)定的要求，做好準(zhǔn)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(yīng)設(shè)專(zhuān)人監(jiān)護(hù)。

（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(fù)荷達(dá)到近百?lài)?；有的壓力容器安裝在高處，高度有幾十米；檢修時(shí)一個(gè)閥門(mén)或一段管道都需要吊裝，由于檢修現(xiàn)場(chǎng)條件有限，做好起重吊裝工作會(huì)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(duì)于高處作業(yè)要遵守高處起重吊裝規(guī)定，每個(gè)起重操作工都要具備一定的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)，經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格后才能從事起重吊裝工作；對(duì)每一項(xiàng)起重設(shè)備，都應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算起重負(fù)荷，并留有適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，嚴(yán)禁超負(fù)荷起吊。（7）高處作業(yè)高處作業(yè)主要是保護(hù)作業(yè)者的安全，防止高處墜落事故的發(fā)生，除應(yīng)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(duì)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(jìn)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(duì)操作人員使用手持電動(dòng)工具，使用時(shí)必須有安裝觸電保護(hù)器措施。

（9）檢修質(zhì)量對(duì)壓力容器系統(tǒng)進(jìn)行檢修，操作人員必須嚴(yán)格按工藝要求作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)必須嚴(yán)格把關(guān)，認(rèn)真驗(yàn)收，確保檢修質(zhì)量。

（10）其他注意事項(xiàng)1）不得在壓力容器上任意開(kāi)孔。2）修理時(shí)要制定正確的焊接工藝。3）檢修后要進(jìn)行必要的檢驗(yàn)，并徹底清理。4）壓力容器內(nèi)部有壓力時(shí)，不得對(duì)主要受壓元件進(jìn)行任何修理或緊固作業(yè)。5）檢修完畢，將填寫(xiě)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(wèn)題以外，還要進(jìn)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(jìn)行補(bǔ)焊或局部更換襯里。補(bǔ)焊前，應(yīng)對(duì)有缺陷部位打磨再做滲透檢測(cè)；補(bǔ)焊后還應(yīng)做滲透檢測(cè)。對(duì)有特殊耐蝕要求的襯里的修理，還應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行特殊項(xiàng)目的檢驗(yàn)。2）壓力較低的壓力容器，局部腐蝕嚴(yán)重可采用挖補(bǔ)或更換筒節(jié)、封頭，更換的筒節(jié)或封頭應(yīng)按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造與檢驗(yàn)。3）壓力容器的密封面損壞，可采用打磨及補(bǔ)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(shí)，或管腐蝕需要換管時(shí)，可用鉸削或磨去的方法，清除接頭的焊縫金屬，重新焊接。4.移動(dòng)式壓力容器在維修中會(huì)碰到更換安全附件、重新涂漆等情況，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定對(duì)移動(dòng)式壓力容器進(jìn)行維修工作。