解析影響壓力容器檢驗誤差的因素

張毅 施展(克拉瑪依市特種設(shè)備安全檢驗所, 新疆 克拉瑪依 834000)

解析影響壓力容器檢驗誤差的因素

張毅 施展(克拉瑪依市特種設(shè)備安全檢驗所, 新疆 克拉瑪依 834000)

壓力容器作為石化產(chǎn)業(yè)的重要裝備，其制造質(zhì)量事關(guān)其運行安全及企業(yè)安全生產(chǎn)目標(biāo)的實現(xiàn)。對此，應(yīng)重視對壓力容器的檢驗研究，其中尤其要明確壓力容器檢驗誤差的影響因素，并據(jù)此提出針對性的應(yīng)對措施。

壓力容器檢驗；誤差；影響因素

在鋼制壓力容器的檢驗中，誤差的存在會對檢驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、有效性產(chǎn)生直接影響，并對判定產(chǎn)品質(zhì)量造成干擾。因此，對于壓力容器的檢驗誤差影響因素的研究非常重要，并應(yīng)通過研究提出切實可行的應(yīng)對方案，具體如下。

1 檢測工具不精準(zhǔn)

壓力容器的制造工藝包括冷作、焊接和機加工，其中機加工的精度要求精確很高，常用千分尺、游標(biāo)卡尺等檢測工具。而焊接加工受人為因素的影響比較大，焊縫的外觀質(zhì)量是焊接質(zhì)量的一部分，同樣影響壓力容器安全性和耐久性，所以必須嚴(yán)加控制，焊縫的外觀質(zhì)量包括焊縫表面缺陷、成形形狀和尺寸。通常用角尺、直(卷)尺等來檢測工件的幾何成型尺寸，用焊縫檢測尺、樣板尺等自制非標(biāo)工具來檢測焊縫成型的外觀質(zhì)量和尺寸。圖1所示為焊縫檢測尺的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 焊縫檢驗尺的結(jié)構(gòu)圖

焊縫檢測尺是一種自制焊縫檢測工具，目前在壓力容器制造中的應(yīng)用非常廣泛。由圖1可知，焊縫檢測尺的咬邊深度尺、高度尺和主體尺的零位處于同一直線上。但在筒體縱向焊縫咬邊和余高檢測時，由于筒體基本面為一圓弧形，焊縫檢驗尺的基準(zhǔn)面又是一個平面，這就造成了檢測時的不準(zhǔn)確，且這一誤差隨圓弧半徑的減小而增大。因此，焊縫檢測尺的測量精度很難完全滿足實際使用要求。

2 檢測標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)謹(jǐn)

依據(jù)GB150.4-2011，壓力容器焊接接頭環(huán)向棱角用弦長為1/6Di且不小于300mm的內(nèi)樣板(或外樣板)來檢測，而軸向形成的棱角則用直尺來檢查。其中，棱角是縱(環(huán))焊接接頭與實際直線或圓弧構(gòu)成的棱角程度。在實際檢驗中，樣板都選為設(shè)計內(nèi)(外)徑尺寸，即以焊縫處棱角與圖樣尺寸圓弧的差值為棱角，如此僅在壓力容器的圖示圓弧與實際圓弧相等(除焊縫處棱角)時，才能保證測量數(shù)據(jù)的有效性。但事實上，壓力容器的圖示圓弧與實際圓弧根本不可能相等，表明樣板檢驗法不夠準(zhǔn)確。壓力容器在殼體組裝好后，需檢測其長度，但GB151-1999僅規(guī)定了外蓋長度±9mm及管箱長度±3mm的允差，而未規(guī)定殼體長度的允差。如若按GB150.4-2011和GB/T1804-2000進(jìn)行判定，則發(fā)現(xiàn)這一標(biāo)準(zhǔn)的尺寸范圍僅到4m，而在實際應(yīng)用中，殼體長度大于4m的壓力容器普遍存在，這無法準(zhǔn)確判定殼體長度測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

3 檢測基準(zhǔn)不規(guī)范

在焊縫對口錯邊量測量中，可選用自制樣板或焊接檢驗尺等工具。其中，如若選用樣板，則需分別測出樣板與焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)的間距，并將測量數(shù)據(jù)的差值視為錯邊量。但事實上，對接焊縫的錯邊量與棱角度或殼體局部變形同時存在，這將造成檢測基準(zhǔn)不確定。如若選用焊接檢驗尺，多以直線為基準(zhǔn)，則難以在小直徑容器徑向曲面上找平，如此僅憑經(jīng)驗的判定方法必定會影響到測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。在焊縫棱角測量中，如若選用樣板，應(yīng)將其中心刻度線與焊縫中心對準(zhǔn)，并測量樣板中心與焊縫表面中心的間距；如若選用焊縫檢驗尺，則在測量縱縫時，應(yīng)保證檢測尺與壓力容器的環(huán)向切線平行及與軸向中線垂直，其中環(huán)縫測量與縱縫相反。在上述測量中，都由人來實現(xiàn)中線的垂直或?qū)R，則將造成測量數(shù)據(jù)存在誤差。如若選用弓形樣板，且壓力容器的直徑尺寸與樣板圓弧不相同，則樣板兩側(cè)緊貼任一側(cè)都會改變測量基準(zhǔn)，并影響到測量數(shù)據(jù)的精度。

4 壓力容器檢驗誤差的控制

綜上，在壓力容器的檢驗中，檢測工具不精準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)謹(jǐn)和檢測基準(zhǔn)不規(guī)范等因素都會造成檢驗誤差，從而影響到壓力容器的檢驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對此，筆者建議從以下幾個方面來控制壓力容器的檢驗誤差：一是提高檢測工具的實用性和精準(zhǔn)度，所以在檢測工具的選擇中，應(yīng)將壓力容器的制造工藝考慮其中，并在操作規(guī)程中規(guī)定檢測工具的測量精度、計量鑒定和使用方法等的要求；二是深入完善有關(guān)的計算方式及其適用范圍等，以保證壓力容器的自身條件滿足實際使用要求；三是嚴(yán)控樣板法的使用條件，以免因壓力容器的實際尺寸和理論尺寸不符合殼體變形等引起的檢驗不準(zhǔn)確；四是明確規(guī)定壓力容器的測量指標(biāo)，以控制人為因素對測量精度的影響，從而保證壓力容器檢驗的合理性、科學(xué)性和統(tǒng)一性。

5 結(jié)語

為了提高壓力容器的檢驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)分析、明確導(dǎo)致壓力容器檢驗誤差的影響因素，根據(jù)影響因素提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。還應(yīng)考慮檢驗人員的綜合素質(zhì)這一因素，即選用業(yè)務(wù)能力強及綜合素質(zhì)高的檢驗人員，提高壓力容器檢驗的精確度是保證壓力容器安全運行及實現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)目標(biāo)的根本所在，因此應(yīng)在明確其影響因素的基礎(chǔ)上提出改進(jìn)意見。

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