低溫絕熱壓力容器失效因素與檢驗評定技術研究

劉玉芳（大慶市特種設備檢驗研究所，黑龍江 大慶 163000）

低溫絕熱壓力容器失效因素與檢驗評定技術研究

劉玉芳
（大慶市特種設備檢驗研究所，黑龍江 大慶 163000）

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

關鍵詞：低溫絕熱壓力容器；失效因素；真空度；檢驗項目；檢驗結論

在通常情況下，真空絕熱容器是用于存儲液態(tài)的氧氣、液態(tài)的氮氣和液態(tài)的氬氣的容器，最近幾年，工業(yè)氣體和燃氣是我們經(jīng)常使用的一種氣體，液體的應用也擴展到了更廣闊的領域，這種氣體的廣泛使用也充分的證明，人們對環(huán)保越來越重視，同時深冷真空絕熱容器的發(fā)展也在很大的程度上推動了相關產(chǎn)業(yè)的進步。

1 定期檢驗與評定

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)單位返修設備不銹鋼容器失效的實際案例可知，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應力進行了重新的分配，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)方式都相當于是對材料進行了加熱操作，但是不同的方法在冷卻的時候，速度上存在著非常明顯的差異。相關的規(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其進行處理，很多企業(yè)都會選擇風冷的方式，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，冷卻的時間較長，所以在冷卻的時候也可能會出現(xiàn)馬氏體組織，此外，生產(chǎn)的過程中，很多廠家還是會選擇強化之后的不銹鋼，這不僅會提高整體的強度，同時還會大大減少生產(chǎn)中的成本，但是這種剛體在變形之后就會出現(xiàn)馬氏體組織，這兩個原因都會導致封頭出現(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系。按照相關的規(guī)定，真空度和日蒸發(fā)率是是否能夠再繼續(xù)的一個非常重要的依據(jù)，但是在真空度檢測的過程中還是會因為真空規(guī)管形式都是比較多樣的，內部的介質如果也不能合理的處理，就會對真空檢測的結果產(chǎn)生非常不利的影響，所以也很容易出現(xiàn)錯誤判斷的情況。

1.2 檢驗與評定存在著問題

1.2.1 真空規(guī)管損壞。一些研究人員認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)管的局部會出現(xiàn)一些水汽，這樣就會使得真叫出現(xiàn)腐蝕斷裂的問題，真空計就無法和其進行連接，我國在這一方面并沒有非常詳細的規(guī)定，有些廠家甚至在生產(chǎn)中都沒有安裝保護罩的墊片，這樣就大大增加了真空規(guī)管損壞的可能性。

1.2.2 檢驗項目級判定依據(jù)設置不合理。在相關的規(guī)定中，對移動式的真空絕熱壓力容器已經(jīng)有了比較詳細的闡述，在檢驗的過程中檢查的項目主要包括以下幾個方面：資料審查、罐體外觀檢驗、罐體與底盤連接檢驗、附屬設施連接檢驗、隔熱層檢驗、附件檢驗、安全附件檢驗、組裝檢驗、耐壓試驗和氣密性試驗、真空度檢測、緊急切斷閥耐壓試驗、罐體外表面油漆檢驗和強度校核。

在檢驗的過程中，強度的校核一定要有實測壁厚，但是在一些規(guī)定中又規(guī)定檢測中不能對壁厚進行檢測，在這樣的情況下就會使得強度校核工作無法正常的展開，另外，雖然進行了氣密性的檢測，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，用肉眼根本就無法判斷。所以如果內膽出現(xiàn)了損壞的現(xiàn)象，完全沒有辦法對其進行判斷，在出現(xiàn)了泄露現(xiàn)象之后，真空計也會出現(xiàn)變化，如果要選擇氣密性檢驗，需要很大的資金投入，所以其自身的實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的過程中，應該根據(jù)其自身的真空度和日蒸發(fā)率來判斷其所能達到的安全等級，相關的研究中規(guī)定，安全等級評定有著非常明確的對象，這一評定主要就是針對內膽，真空絕熱壓力器是沒有入口的，所以也不能對其內部的實際情況進行檢查，所以在安全等級判定的過程中也不能按照相關的標準和要求來進行。

2 檢驗項目的設定與檢驗結論

2.1 檢驗項目的設定

氣密性檢驗一般要對容器各個部件的連接緊密度以及是否存在泄漏的現(xiàn)象進行嚴格的檢查，這樣做的主要原因首先是如果內膽和加層中的任何一個部分發(fā)生了泄漏的現(xiàn)象，整個儀器的真空度也就無法保證，在這樣的情況下外殼也會出現(xiàn)一些結露等異常現(xiàn)象，對容器使用性能會產(chǎn)生非常不利的影響。其次是如果發(fā)生了泄漏也只能對外露的管線進行檢查，但是內部的情況無法得到有效的檢查，通過氣密性檢驗是沒有辦法準確找到泄漏點的。再次是如果泄漏的現(xiàn)象并不是非常的嚴重，可以通過對真空計進行檢測的方式進行判斷。最后是氣密性檢驗是需要很高資金投入的，所以如果可以選擇其他方式進行檢驗，盡量不要選擇使用氣密性檢驗對真空絕熱壓力容器的氣密性進行檢查。

當腐蝕深度超過腐蝕裕量、名義厚度不明、結構不合理，或者檢驗人員對強度有懷疑時，應當進行強度校核，可見強度校核的目的是在定期檢驗過程中，為了判斷缺陷是否會影響壓力容器的安全運行而采用的一種判斷方法，但是不管是采用常規(guī)強度校核計算方法還是應力分析方法，則必須進行壁厚檢測，而真空絕熱壓力容器無法進行內膽壁厚檢測，因此強度校核對于真空絕熱壓力容器也不適用。

2.2 檢驗結論

安全狀況等級評定主要是考慮材質不明及使用過程中產(chǎn)生的材質劣化、不合理結構、裂紋、機械損傷、原始焊接缺陷、腐蝕、母材分層等缺陷，由評定項目可知，其評定是對象是主要受壓元件，而真空絕熱壓力容器可能產(chǎn)生的缺陷是內膽封頭脆化，真空度失效。

結語

真絕熱壓力容器在結構上和其他產(chǎn)品相比有著非常明顯的差異，所以其結構也比較特殊，它沒有辦法和其他的容器一樣，通過最為直觀的方式對其進行檢查，所以這也給檢測工作帶來了一定的難度，但是檢測工作的質量會對容器的性能產(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其進行檢測。

參考文獻

[1]黃小宇.低溫絕熱氣瓶蒸發(fā)率計算分析[J].化學工程與裝備，2012（07）.

[2]陸金明.關于低溫絕熱氣瓶定期檢驗與評定方法的探討[J].中國化工裝備，2008（01）.

中圖分類號：TQ051

文獻標識碼：A