基于失效模式的在役壓力容器檢驗

李軍 程波

摘要：當下，失效理論在社會多個行業發展進程中有廣泛應用，而壓力容器是現代工業發展中的基礎設備設施。全面落實在役壓力容器的檢驗工作，具有很大現實意義。本文在闡述失效模式的基礎上，對在役壓力容器檢驗中失效模式的應用方法及流程做出較詳細分析。

關鍵詞：在役壓力容器;失效模式;檢驗流程

失效，實質上就是指設備或設備零部件在運行期間，在損壞等因素的作用下而喪失原有功能與作用的情況，以變形、損傷、斷裂等較為常見。失效模式是現代設備投運期間的一類主要發展趨向，在與科技相關的領域中，失效模式形成的影響難以完全規避，故而加強失效分析工作，及時發現設備設施運行期間存在的隱患，力爭延長設備使用年限，對工業產業運行過程有明顯的促進作用。

一、失效模式

我國工業產業在發展過程中，因為材料生產、設備制造等技術體系缺乏完善性，造成壓力容器在長期運行期間存在不同程度的缺陷與不足。且外加當下制造企業經濟實力參差不齊，為減少運營成本，企業通常不會重視新技術的引進與應用，以致壓力容器現存的質量缺陷難以及時解除，變形、斷裂等問題頻頻發生。結合失效過程的特征，可將壓力容器失效模式分為物理失效、化學失效兩個類型，但是若對失效現象發生所具備的特征進行分析，一般會把失效模式分為變形、斷裂、腐蝕、磨損及泄漏五種類型[1]。

以上五種失效模式為壓力容器失效模式的基本類型，結合各自失效過程特征，又能對其做出進一步細分。例如依照變形嚴重性的不同，可劃分為彈性變形、蠕變變形及塑性變形失效模式;按變形嚴重程度，可分為韌性斷裂、脆性斷裂模式;結合斷裂紋路拓展渠徑不同，可分為沿晶斷裂、混晶斷裂與穿晶斷裂模式;結合應力形成原因與載荷性質的差異性，可分為疲勞斷裂、環境斷裂模式，而后者又有機械疲勞、高溫疲勞、腐蝕疲勞及微動疲勞模式等之分。

二、失效模式在役壓力容器檢驗

以失效模式為基礎，對在役壓力容器開展檢驗工作，能夠同步提升壓力容器檢驗效果與質量，及時發現潛在的安全隱患，實施有效的解除措施，促進容器功能的最大化，對工業有關產業持續發展目標的實現提供設備設施支撐。

（一）制定檢驗方案

明確壓力容器的生產材料類型、運行機制、生產環境、操作技術等因素，確定失效具體內容與形成原因，明確內、外部因素對其形成的影響，在綜合分析多種因素后，有針對性的制定檢測方案，嚴格執行，并深度探析造成失效的不同因素間的相關性，并加強控制變量的整體分析，探析關鍵因素與主要矛盾，不斷完善檢驗方案，進而實現對壓力容器失效過程的有效抑制與解除，以防壓力容器運行期間，隱患蔓延，影響設備運行安全性、有效性。

（二）合理選擇檢驗方法

結合壓力容器的具體作業環境特征，在正式投入前期，一定要全面落實容器的維護、管理工作項目，以促使壓力容器效能的充分發揮。在具體檢測實踐中，可采用宏觀檢測方法判斷壓力容器的基本運行狀況，也可應用工具設備或直接觀察法，實現對壓力容器外部形態的檢查，確定其是否出現形體改變、結構斷裂、表層損傷等情況[2]。并以宏觀檢查工作為基礎，在專業儀器設備與技術方法的協助下，例如超聲檢驗、渦流檢測及射線檢驗等，對壓力容器的材質、功能、腐蝕狀況等指標的整體監測，獲得更準確的檢測信息，在全面掌握容器運行狀況的基礎上，有針對性的開展維修與保養工作，若在檢修內容與方法確定后，應開展停機檢修工作，保證檢查的全面性，同時定期檢查易損部位運行狀況。

（三）在役壓力容器檢驗具體操作

首先，全面審查壓力容器資料內容，結合設備運行實際情況，重視對壓力容器材料質量的檢測與審查，評判壓力容器材料是否符合工業產業運行期間對壓力、溫度、工作介質等指標提出的要求，明確材料的強度、韌性、耐溫性（高溫、低溫）以及抗腐蝕性等是否與設計標準、使用需求相匹配。與此同時，還要加強對壓力容器內所儲存或流通介質的審查，重點是檢查壓力容器運行期間介質成分變化與雜質形成狀況，通過分析檢查結果，以間接性判斷容器能否迎合應力腐蝕的客觀性需求。審核壓力容器作業環境的載荷、溫度等指標的變化情況，洞察變化規律，以預測壓力容器在實際運行期間疲勞、蠕變、低溫脆斷等失效現象的發生率。加強對壓力容器運行期間相關數據信息的記錄，尤其是啟動、停機等操作環節中容器運行數據的變化，以評估其是否存有充裝過度、化學爆炸、超壓失穩等隱患。

其次，加強壓力容器內、外部的宏觀檢查。該項檢查工作的落實，通常是在有關儀器設備協助下進行的，進而達到對壓力容器失效狀況的有效分析與控制。多數情況下，視覺與聽覺等感觀檢驗是常用的宏觀檢查手段類型，視覺檢測方法應用期間，主要是結合燈光放大形式，實現對失效部位的精確識別與判斷;而聽覺檢測技術在應用期間，通常是采用小錘進行敲擊動作，檢測人員結合敲擊回聲，初步判斷壓力容器的基本運行狀況，明確其是否存在裂縫、腐蝕等不良狀況[3]。在壓力容器檢驗過程中，宏觀檢查是一類最常見的檢查手段，宏觀檢測工作效率與檢驗人員的實踐經驗存在明顯相關性，應全力保證壓力容器檢測位點的精確性，全面提升宏觀檢驗工作的有效性。

最后，合理應用超聲波檢測技術，其功能在于測量容器厚度。壓力容器在現實應用期間，多種介質會對其運行效率形成影響，通常體現在壓力容器的內壁被腐蝕、磨損等方面上。若該種現象不能有效被抑制，將會直接影響壓力容器效能的正常發揮，情節嚴重時可誘發安全事故。故而使用單位可定期采用超聲波儀器測量壓力容器的厚度，將檢測結果和壁厚設計值或上一次檢測結果進行對比，分析壓力容器當前的運行狀況。

三、結束語

本文對失效模式類型進行了淺要分析，并對以失效模式為基礎的在役壓力容器檢驗方法做出較詳細研究，希望能與同行分享經驗。在具體實踐中，結合壓力容器失效形式的不同，選擇差異性檢查方法，并定期開展檢測工作，及時發現與排除隱患，彌補失效缺陷，促使壓力容器對工業發展做出更大貢獻。

參考文獻

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