真空絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)

歐佳興

摘 要：隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，真空絕熱壓力容器應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，但在廣泛應(yīng)用的同時(shí)，真空絕熱壓力容器在運(yùn)行的過(guò)程成中容易失效，一旦出現(xiàn)了失效的情況，相關(guān)部門(mén)與技術(shù)人員要結(jié)合失效的原因做出一些具體的分析，并采取一定的措施對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)定，本文針對(duì)真空絕熱壓力容器的失效因素和檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)做幾點(diǎn)闡述。

關(guān)鍵詞：真空絕熱壓力容器；失效因素；檢驗(yàn)評(píng)定

普遍來(lái)講，真空絕熱壓力容器的用途是用來(lái)儲(chǔ)存液態(tài)的氧氣、液態(tài)的氮?dú)夂鸵簯B(tài)的氬氣等，隨著工業(yè)技術(shù)的逐步發(fā)展，工業(yè)氣體和燃?xì)馐侨藗兩a(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用的氣體，同時(shí)液態(tài)氣體的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，幾乎已經(jīng)涵蓋了各個(gè)領(lǐng)域，因?yàn)檫@種氣體有其自身的優(yōu)勢(shì)，在環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的背景下，工業(yè)氣體和燃?xì)鈱?duì)環(huán)境的污染小，能夠促進(jìn)環(huán)保工作的推行，因此真空絕熱壓力容器的發(fā)展也越來(lái)越受到人們的重視，同時(shí)它的發(fā)展也在很大程度上推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 真空絕熱壓力容器失效因素分析

1.1 應(yīng)力導(dǎo)致封頭直邊端開(kāi)裂

真空絕熱壓力容器在內(nèi)膽的設(shè)計(jì)上采用的材料是奧氏不銹鋼體，根據(jù)生產(chǎn)單位返修比率數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)不銹鋼體失效的因素分析得知，由于應(yīng)力導(dǎo)致的封頭兩邊的斷裂現(xiàn)象是比較普遍的，封頭直邊端是較易斷裂的，它在容器運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生斷裂會(huì)導(dǎo)致容器失效，產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象的原因是在制作封頭的過(guò)程中對(duì)容器應(yīng)力進(jìn)行了重新的布局，這樣就使容器的兩邊端出現(xiàn)了應(yīng)力不足的現(xiàn)象，因承受應(yīng)力不足從而導(dǎo)致斷裂。其次奧氏不銹鋼體在生產(chǎn)的過(guò)程中都是以液態(tài)的形式存在，但在生產(chǎn)的過(guò)程中，無(wú)論以何種方式都避免不了對(duì)液體的高溫加熱，但是在液體的冷卻上，不同的操作方法在冷卻的速度上卻存在著較大的差異，相關(guān)規(guī)定指出，在熱處理的過(guò)程中須達(dá)到140度的高溫，降溫的處理要快速，但現(xiàn)在大多數(shù)的廠家在封頭的生產(chǎn)中采取的是自然冷卻的方式，耗時(shí)較長(zhǎng)，并且有很多廠家為了降低成本選擇強(qiáng)化后的不銹鋼，這種鋼體在變形之后出現(xiàn)的馬氏體組織，也會(huì)造成應(yīng)力不足導(dǎo)致封頭兩邊開(kāi)裂。[1]

1.2 夾套與氣、液相接管的角焊縫泄漏造成失效

夾套與氣、液相接管的角焊縫泄漏而導(dǎo)致的真空絕熱容器失效也占據(jù)很大的比例，在通過(guò)以往失效案例的分析上，制作單位對(duì)于真空容器的設(shè)計(jì)上，忽略了氣、液相接管的導(dǎo)熱作用，隨著工業(yè)液體的多次充裝，相接管與容器的接連部位產(chǎn)生了溫差，并出現(xiàn)交變應(yīng)力；另外隨著真空絕熱容器的長(zhǎng)期運(yùn)行，夾套與接管連接的角焊縫處較容易出現(xiàn)裂紋，造成空氣進(jìn)入其中，從而降低了真空度，這也是導(dǎo)致真空絕熱容壓力器失效的關(guān)鍵因素。

1.3 真空檢測(cè)的失誤導(dǎo)致失效

夾層真空度和日蒸發(fā)率是決定真空絕熱壓力容器使用壽命的一個(gè)重要指標(biāo)，根據(jù)絕熱壓力容器使用定期檢驗(yàn)規(guī)則中明確規(guī)定，真空度和日蒸發(fā)率是檢測(cè)真空絕熱壓力容器能否繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)行的唯一衡量標(biāo)準(zhǔn)，如果超出這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍，是不能夠再繼續(xù)運(yùn)行的，但是在實(shí)際的檢測(cè)工作中，由于真空管的材質(zhì)及其規(guī)格都沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各檢測(cè)單位使用的真空管沒(méi)有規(guī)定成文的具體要求，并且檢驗(yàn)單位使用的真空檢測(cè)設(shè)備型號(hào)單一，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)管接口不匹配的情況，另外檢測(cè)的環(huán)境與容器內(nèi)介質(zhì)的含量也會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成很大的影響，經(jīng)有關(guān)專(zhuān)家實(shí)踐分析得出，真空內(nèi)的不同介質(zhì)成分也決定容器內(nèi)真空度的和合格標(biāo)準(zhǔn)，要根據(jù)不同的情況作出分析，不能采取一刀切的模式，因此檢測(cè)結(jié)果的較大差異也造成了真空度監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，檢測(cè)數(shù)據(jù)的失誤導(dǎo)致容器失效。[2]

2 真空絕熱壓力容器的檢驗(yàn)評(píng)定

2.1 真空絕熱壓力容器檢驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)定的分析

根據(jù)容器在實(shí)際運(yùn)行中的需要，具體的檢驗(yàn)項(xiàng)目也要根據(jù)具體情況而設(shè)定，設(shè)定真空絕熱壓力容器的檢驗(yàn)項(xiàng)目要從各個(gè)方面進(jìn)行分析而得出結(jié)論，包括資料審查、案例分析、宏觀監(jiān)察，容器與底盤(pán)連接處的具體檢驗(yàn)，容器外殼厚度的測(cè)定，絕熱性能的檢驗(yàn)，容器運(yùn)行中各管路系統(tǒng)和安全閥門(mén)的檢查等等，在氣密性的試驗(yàn)中，主要檢查的是容器是否存在泄漏的狀況，無(wú)論是容器的內(nèi)膽還是夾層出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致的泄漏，都會(huì)使容器真空度降低，容器外體還會(huì)出現(xiàn)上霜的現(xiàn)象，但是氣密性試驗(yàn)也是有其弊端的，氣密性試驗(yàn)只能監(jiān)測(cè)出容器是否有泄漏的現(xiàn)象，但無(wú)法準(zhǔn)確找到泄漏點(diǎn)，并且氣密性試驗(yàn)所耗費(fèi)的成本較高，因此如果只是輕微的泄漏，可以通過(guò)真空度的檢驗(yàn)來(lái)完成。

2.2 檢驗(yàn)周期與安全狀況等級(jí)評(píng)定的結(jié)論

根據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中明確的指出，真空絕熱壓力容器的安全運(yùn)行狀況的檢測(cè)主要是針對(duì)容器的材質(zhì)質(zhì)量和運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的材質(zhì)損耗，導(dǎo)致質(zhì)量惡化，導(dǎo)致出現(xiàn)的焊接處裂縫，結(jié)構(gòu)布局的失誤，機(jī)械自身的損耗，不銹鋼的腐蝕等等，通過(guò)檢測(cè)項(xiàng)目的評(píng)定可以看出，檢測(cè)真空絕熱壓力容器的主要評(píng)定對(duì)象是其受壓元件，并且容器內(nèi)膽兩邊封頭脆化開(kāi)裂，造成真空度失效也是容器失效的重要原因，但是在真空絕熱壓力容器具體的運(yùn)行中，封頭脆化開(kāi)裂的現(xiàn)象又很難進(jìn)行評(píng)定，因此建議相關(guān)部門(mén)檢驗(yàn)的周期以年作為單位，最好一年進(jìn)行一次較全面的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)周期的調(diào)整要根據(jù)容器內(nèi)真空降低的速度和概率進(jìn)行。[3]

3 結(jié)語(yǔ)

總之，真空絕熱壓力容器如今已被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，由于其是一種材質(zhì)較為特殊的容器，檢驗(yàn)評(píng)定其性能的正常運(yùn)行都有一定的復(fù)雜性和難度，不能像普通的容器一樣去試驗(yàn)，因此對(duì)于真空絕熱壓力容器的有效性要做好以下幾點(diǎn)，其一，明確容器的失效原因，合理的設(shè)定檢驗(yàn)項(xiàng)目，其二，根據(jù)容器內(nèi)部真空度的降低速率調(diào)整檢驗(yàn)的周期，其三，在極其必要的情況下進(jìn)行氣密性試驗(yàn)和耐壓性試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃柯.真空絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)研究[J].化工管理，2018（35）：228.

[2]柳麗萍.真空絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)研究[J].化工管理，2018（33）：136.

[3]劉小胡.真空絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)研究[J].化工管理，2018（21）：139-140.