在役壓力容器環向棱角度檢驗方法

李景貴

（遼寧省遼陽市鍋爐壓力容器檢驗研究所 遼陽 111000）

在役壓力容器環向棱角度檢驗方法

李景貴

（遼寧省遼陽市鍋爐壓力容器檢驗研究所 遼陽 111000）

壓力容器制造中產生的棱角，導致該處的應力集中，降低了壓力容器的承載能力，增加了其危險性。作為定期檢驗的檢驗機構很難做到制備所有規格的樣板，按照現行GB 150規定的測量方法不利于檢驗機構開展定期檢驗工作，為此，本文結合筆者多年經驗和理論知識總結了一套簡單、快速、不需要任何樣板的測量棱角度方法。

壓力容器 定期檢驗 棱角度

在焊接接頭環向、軸向形成的棱角，其大小用棱角度（E）來表示。棱角度主要是由于預彎操作不規范、焊接變形等原因產生的。棱角度的存在形成了壓力容器的幾何不連續，造成棱角處的應力集中，進而使壓力容器局部承載能力下降，危及壓力容器的安全運行，因此，TSG R7001—2013 《壓力容器定期檢驗規則》規定了對首次定期檢驗的壓力容器，應當檢驗其棱角度[1]。

1 GB 150中規定的環向棱角度檢查方法[2]

宜分別用弦長等于Di/6，且不小于300mm的內樣板（或外樣板）和直尺檢查，如圖1所示。

圖1 GB 150規定的環向棱角度檢查方法（局部放大示意圖）

這種檢查方法有的優點是數據采集比較準確（其數值的準確度受樣板與壓力容器表面吻合程度等的影響[3]），但是，其樣板制作對于在役壓力容器定期檢驗機構而言非常麻煩，而且應當注意一般直尺端部并不是0刻度位置。

另外，應當注意到GB 150給出的是檢查方法，而不是檢驗方法。棱角度的測量在生產單位制造過程的檢驗控制環節中，已經由生產單位檢查后并經監檢機構確認，因此，作為在役壓力容器定期檢驗中棱角度的檢驗應當定義為上述檢查結果的驗證。作為檢查結果的驗證，其采用的方法是可以與原方法不同。

2 在役壓力容器環向棱角度檢驗方法

2.1 測量的基本原理概述

利用圓柱體的母線是直線的基本原理，可以將直尺沿著母線平行并靠緊壓力容器內表面（除焊縫位置外）的任何位置放置。然后，將直尺緩慢地略微傾斜后，發現仍然存在一個傾斜角度范圍，在這個范圍內，直尺仍然可以平行（近似平行）并緊靠壓力容器內表面（除焊縫位置外）的任何位置，這種現象可以用極限理論[4]作以解釋：沿筒體圓周方向上凹陷的寬度較圓周總長是非常小的，可以忽略不計。這樣，用一個直尺略微傾斜橫跨棱角處的凹陷，完全可以做到近視平行并緊靠壓力容器內表面（除焊縫位置外）的任何位置，即相當于GB 150中的樣板的作用。

2.2 測量操作方法介紹

在棱角度凹陷處的表面將鋼板尺沿筒體母線略微傾斜（傾斜程度以剛好使鋼板尺傾斜橫跨棱角度最大凹陷兩側為宜）并垂直于表面放置（如圖2所示），測量凹陷底部與鋼板尺之間的最大距離（如圖3所示），作為棱角度E。

圖2 鋼板尺的放置示意圖（主視）

圖3 測量示意圖（側視）

3 本方法與GB 150規定的測量方法的對比驗證

由表1可以看出，本方法與GB 150規定的測量方法相差不超過10%，與GB 150給定的測量方法非常接近。在不使用任何樣板而僅僅采用了簡單、常見的測量工具即可測量出在役壓力容器環向棱角度，其測量值是完全可以滿足在役壓力容器定期檢驗的精度要求。但是，應當注意的是從嚴格意義上講，本方法測量結果是偏大的[5]。

表1 本方法與GB 150規定的測量方法實測數據表

4 本方法測量精度的影響因素

1）受內徑影響較大，內徑越大測量值越接近真實值。依據極限理論，在同樣弦長的條件下，內徑越大，弦長與弧長越接近。

2）依據極限理論，在同樣凹陷寬度條件下，傾斜橫跨凹陷部分的鋼板尺長度越長，越接近平行母線，測量值越接近真實值。

3）測量E值時，可以選擇剛性探針等深入凹陷內，然后，測量深入部分的長度，即為棱角度E。

5 結論

本文介紹的這種環向棱角度的檢驗方法，操作簡單，不需要任何樣板，僅采用簡單、常見的測量工具，節約了資源，可以快速地檢驗出在役壓力容器環向棱角度是否符合要求，提高了檢驗工作效率。

這種檢驗方法測量棱角度E的值，從嚴格意義上講，其測量值較真實值略偏大，但是，從產品的制造精度上考慮，這個誤差是可以接受的，不會對產品出廠及使用帶來明顯的影響。

[1] TSG R7001—2013 壓力容器定期檢驗規則[S]．

[2] GB 150—2011 壓力容器[S]．

[3] 耿南平．公差配合與技術測量[M]．北京：航空航天大學出版社，2010：73．

[4] 同濟大學數學系．高等數學（第六版）[M]．北京：高等教育出版社，2007：23-43．

[5] 費業泰．誤差理論與數據處理[M]．北京：機械工業出版社，2005：10-33．

Proposal of Ring to Edge Angle Inspection Method for in Service Pressure Vessel

Li Jinggui
(Liaoyang city, liaoning province boiler pressure vessel inspection institute Liaoyang 111000)

Corner edge formed in the pressure vessel manufacturing, could lead to the severe stress concentration, reduces the carrying capacity of the pressure vessel, and increases its danger. As a inspection institution for regular inspection, it is difficult to prepare all specifications of sample plate. Current measurement method stipulated in GB 150 is not conducive for inspection institution to carry out regular inspection. Therefore, combining with the experience and theoretical knowledge for these years, this paper summarizes a set of simple, fast, and no sample needed edge angle measurement method.

Pressure vessel Inspection Edge Angle

X924

B

1673-257X(2016)12-0047-02

10．3969/j．issn．1673-257X．2016．12．010

李景貴(1978～)，男，本科，從事壓力容器檢驗及制造單位質量體系管理工作。

2016-05-06）