低溫絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)研究

劉玉芳（大慶市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究所，黑龍江 大慶 163000）

低溫絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)研究

劉玉芳
（大慶市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究所，黑龍江 大慶 163000）

摘 要：低溫絕熱壓力容器是在運(yùn)行的過程中非常容易失效的，如果出現(xiàn)了這樣的情況，就一定要對(duì)其出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因進(jìn)行仔細(xì)的分析，之后采取有效的措施對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)定，只有這樣才能對(duì)其進(jìn)行妥善的處理。本文主要分析了低溫絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)，以供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：低溫絕熱壓力容器；失效因素；真空度；檢驗(yàn)項(xiàng)目；檢驗(yàn)結(jié)論

在通常情況下，真空絕熱容器是用于存儲(chǔ)液態(tài)的氧氣、液態(tài)的氮?dú)夂鸵簯B(tài)的氬氣的容器，最近幾年，工業(yè)氣體和燃?xì)馐俏覀兘?jīng)常使用的一種氣體，液體的應(yīng)用也擴(kuò)展到了更廣闊的領(lǐng)域，這種氣體的廣泛使用也充分的證明，人們對(duì)環(huán)保越來越重視，同時(shí)深冷真空絕熱容器的發(fā)展也在很大的程度上推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

1 定期檢驗(yàn)與評(píng)定

1.1 失效因素分析

1.1.1 封頭直邊端開裂。真空絕熱壓力容器內(nèi)膽在材料上采用的是奧氏不銹鋼體，按照生產(chǎn)單位返修設(shè)備不銹鋼容器失效的實(shí)際案例可知，封頭直邊端也是非常容易出現(xiàn)斷裂的問題，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因就是封頭在制作的過程中對(duì)應(yīng)力進(jìn)行了重新的分配，這樣就使得直邊段出現(xiàn)了以往沒有承受的應(yīng)力，從而使得其出現(xiàn)了明顯的斷裂現(xiàn)象。其次水奧氏體不銹鋼在生產(chǎn)的過程中都是以溶液的狀態(tài)存在，封頭生產(chǎn)的過程中。無論采用何種生產(chǎn)方式都相當(dāng)于是對(duì)材料進(jìn)行了加熱操作，但是不同的方法在冷卻的時(shí)候，速度上存在著非常明顯的差異。相關(guān)的規(guī)定中已經(jīng)有了非常明確的規(guī)定，在熱處理的過程中溫度上要大于140℃，之后要采用快速冷卻的方式對(duì)其進(jìn)行處理，很多企業(yè)都會(huì)選擇風(fēng)冷的方式，但是封頭廠在生產(chǎn)的過程中大多數(shù)情況下采用的是自然冷卻的方式，冷卻的時(shí)間較長(zhǎng)，所以在冷卻的時(shí)候也可能會(huì)出現(xiàn)馬氏體組織，此外，生產(chǎn)的過程中，很多廠家還是會(huì)選擇強(qiáng)化之后的不銹鋼，這不僅會(huì)提高整體的強(qiáng)度，同時(shí)還會(huì)大大減少生產(chǎn)中的成本，但是這種剛體在變形之后就會(huì)出現(xiàn)馬氏體組織，這兩個(gè)原因都會(huì)導(dǎo)致封頭出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。

1.1.2 真空失效。夾層真空度和日正法律是低溫絕熱壓力容器真空絕熱性和使用壽命有著非常密切的關(guān)系。按照相關(guān)的規(guī)定，真空度和日蒸發(fā)率是是否能夠再繼續(xù)的一個(gè)非常重要的依據(jù)，但是在真空度檢測(cè)的過程中還是會(huì)因?yàn)檎婵找?guī)管形式都是比較多樣的，內(nèi)部的介質(zhì)如果也不能合理的處理，就會(huì)對(duì)真空檢測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生非常不利的影響，所以也很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷的情況。

1.2 檢驗(yàn)與評(píng)定存在著問題

1.2.1 真空規(guī)管損壞。一些研究人員認(rèn)為很多的低溫容器都要安裝在室外，所以受到的自然因素影響也比較大，在真空規(guī)管的局部會(huì)出現(xiàn)一些水汽，這樣就會(huì)使得真叫出現(xiàn)腐蝕斷裂的問題，真空計(jì)就無法和其進(jìn)行連接，我國在這一方面并沒有非常詳細(xì)的規(guī)定，有些廠家甚至在生產(chǎn)中都沒有安裝保護(hù)罩的墊片，這樣就大大增加了真空規(guī)管損壞的可能性。

1.2.2 檢驗(yàn)項(xiàng)目級(jí)判定依據(jù)設(shè)置不合理。在相關(guān)的規(guī)定中，對(duì)移動(dòng)式的真空絕熱壓力容器已經(jīng)有了比較詳細(xì)的闡述，在檢驗(yàn)的過程中檢查的項(xiàng)目主要包括以下幾個(gè)方面：資料審查、罐體外觀檢驗(yàn)、罐體與底盤連接檢驗(yàn)、附屬設(shè)施連接檢驗(yàn)、隔熱層檢驗(yàn)、附件檢驗(yàn)、安全附件檢驗(yàn)、組裝檢驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)、真空度檢測(cè)、緊急切斷閥耐壓試驗(yàn)、罐體外表面油漆檢驗(yàn)和強(qiáng)度校核。

在檢驗(yàn)的過程中，強(qiáng)度的校核一定要有實(shí)測(cè)壁厚，但是在一些規(guī)定中又規(guī)定檢測(cè)中不能對(duì)壁厚進(jìn)行檢測(cè)，在這樣的情況下就會(huì)使得強(qiáng)度校核工作無法正常的展開，另外，雖然進(jìn)行了氣密性的檢測(cè)，但是除了一些肉眼可見的少部分管線之外，其他的管線隱蔽性非常的強(qiáng)，用肉眼根本就無法判斷。所以如果內(nèi)膽出現(xiàn)了損壞的現(xiàn)象，完全沒有辦法對(duì)其進(jìn)行判斷，在出現(xiàn)了泄露現(xiàn)象之后，真空計(jì)也會(huì)出現(xiàn)變化，如果要選擇氣密性檢驗(yàn)，需要很大的資金投入，所以其自身的實(shí)際作用并不是非常的明顯。

另外，固定式的真空絕熱壓力容器在檢測(cè)的過程中，應(yīng)該根據(jù)其自身的真空度和日蒸發(fā)率來判斷其所能達(dá)到的安全等級(jí)，相關(guān)的研究中規(guī)定，安全等級(jí)評(píng)定有著非常明確的對(duì)象，這一評(píng)定主要就是針對(duì)內(nèi)膽，真空絕熱壓力器是沒有入口的，所以也不能對(duì)其內(nèi)部的實(shí)際情況進(jìn)行檢查，所以在安全等級(jí)判定的過程中也不能按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求來進(jìn)行。

2 檢驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)定與檢驗(yàn)結(jié)論

2.1 檢驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)定

氣密性檢驗(yàn)一般要對(duì)容器各個(gè)部件的連接緊密度以及是否存在泄漏的現(xiàn)象進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，這樣做的主要原因首先是如果內(nèi)膽和加層中的任何一個(gè)部分發(fā)生了泄漏的現(xiàn)象，整個(gè)儀器的真空度也就無法保證，在這樣的情況下外殼也會(huì)出現(xiàn)一些結(jié)露等異常現(xiàn)象，對(duì)容器使用性能會(huì)產(chǎn)生非常不利的影響。其次是如果發(fā)生了泄漏也只能對(duì)外露的管線進(jìn)行檢查，但是內(nèi)部的情況無法得到有效的檢查，通過氣密性檢驗(yàn)是沒有辦法準(zhǔn)確找到泄漏點(diǎn)的。再次是如果泄漏的現(xiàn)象并不是非常的嚴(yán)重，可以通過對(duì)真空計(jì)進(jìn)行檢測(cè)的方式進(jìn)行判斷。最后是氣密性檢驗(yàn)是需要很高資金投入的，所以如果可以選擇其他方式進(jìn)行檢驗(yàn)，盡量不要選擇使用氣密性檢驗(yàn)對(duì)真空絕熱壓力容器的氣密性進(jìn)行檢查。

當(dāng)腐蝕深度超過腐蝕裕量、名義厚度不明、結(jié)構(gòu)不合理，或者檢驗(yàn)人員對(duì)強(qiáng)度有懷疑時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，可見強(qiáng)度校核的目的是在定期檢驗(yàn)過程中，為了判斷缺陷是否會(huì)影響壓力容器的安全運(yùn)行而采用的一種判斷方法，但是不管是采用常規(guī)強(qiáng)度校核計(jì)算方法還是應(yīng)力分析方法，則必須進(jìn)行壁厚檢測(cè)，而真空絕熱壓力容器無法進(jìn)行內(nèi)膽壁厚檢測(cè)，因此強(qiáng)度校核對(duì)于真空絕熱壓力容器也不適用。

2.2 檢驗(yàn)結(jié)論

安全狀況等級(jí)評(píng)定主要是考慮材質(zhì)不明及使用過程中產(chǎn)生的材質(zhì)劣化、不合理結(jié)構(gòu)、裂紋、機(jī)械損傷、原始焊接缺陷、腐蝕、母材分層等缺陷，由評(píng)定項(xiàng)目可知，其評(píng)定是對(duì)象是主要受壓元件，而真空絕熱壓力容器可能產(chǎn)生的缺陷是內(nèi)膽封頭脆化，真空度失效。

結(jié)語

真絕熱壓力容器在結(jié)構(gòu)上和其他產(chǎn)品相比有著非常明顯的差異，所以其結(jié)構(gòu)也比較特殊，它沒有辦法和其他的容器一樣，通過最為直觀的方式對(duì)其進(jìn)行檢查，所以這也給檢測(cè)工作帶來了一定的難度，但是檢測(cè)工作的質(zhì)量會(huì)對(duì)容器的性能產(chǎn)生重大的影響，在這樣的情況下也需要采用合理的方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TQ051

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