淺析壓力容器常見缺陷及處理方法

侯銘霖，夏倩茹

大連金州重型機器集團有限公司

淺析壓力容器常見缺陷及處理方法

侯銘霖，夏倩茹

大連金州重型機器集團有限公司

社會在發展，時代在進步，人們生活水平的日新月異，對能源的需求也逐步上升，因此化工設備也就也就越來越多。所以，化工PV設備在生產運行中所出現的問題，也就越來越成為人們所關注的問題，本文就對壓力容器常見的缺陷及處理方法進行了簡要的分析。

化工設備；缺陷；處理方法

化工機械壓力容器常見缺陷為腐蝕、裂紋以及變形，技術人員應進行定期核查檢驗，消除危害，預防缺陷進一步擴大，影響生產正常運行。

1 腐蝕

腐蝕是PV在正常運行過程中最容易出現的缺陷之一，由于受壓金屬材料與所接觸的介質發生化學反應或者電化學反應而引起的相應變化。

1.1 腐蝕類別及生成原因

容器的腐蝕主要分為均勻腐蝕，應力腐蝕，點腐蝕，晶間腐蝕和疲勞腐蝕等。

腐蝕形成于壓力容器的內部或外部表面，PV的外部腐蝕通常為大氣腐蝕，地域潮濕多雨，大氣腐蝕要比干燥地區嚴重的多；經常呈現潮濕狀態，或容易積存潮氣和水氣的位置，在壓力容器受壓件與非受壓件的接觸面往往容易發生腐蝕；容器內壁的腐蝕往往來源于介質或介質中雜質的腐蝕性。通常若工作介質具有較強的腐蝕性，設計時，需要采用防腐手段，如設備本體采用耐蝕材料，或與介質接觸表面堆焊耐蝕層，或采用不銹鋼襯里結構。固此類設備的內壁腐蝕一般是由于防腐措施遭到破壞引發的；均勻腐蝕和局部腐蝕可以通過一般的直觀檢測方法來判斷。但對于晶間腐蝕和疲勞斷裂腐蝕，一般則必須通過金相檢驗，化學分析以及硬度測定來鑒別。

1.2 對于腐蝕的處理方法

PV內壁出現疲勞斷裂腐蝕或晶間腐蝕等缺陷時，建議更換。若腐蝕程度不深，可以考慮放寬工作條件使用。

出現分散點腐蝕，但不存在裂紋、腐蝕深度還在強度計算范圍內，可不做處理。

局部腐蝕與均勻腐蝕通過計算剩余厚度，判定可以繼續工作或縮短檢測周期，改變工況甚至作廢處理。

2 裂紋

裂紋時PV運行過程中出現的缺陷中最危險的一種，它主要導致化工設備發生脆性破壞，并且會誘發腐蝕裂紋和疲勞裂紋的產生。

2.1 裂紋的種類及產生原因

PV設備中的裂紋缺陷分為兩大類，即設備制造中產生的裂紋，和容器運行使用過程中產生擴展裂紋。前者包括軋制、拔制裂紋，焊接裂紋和熱處理裂紋；后者包括應力腐蝕裂紋和疲勞裂紋。

軋制裂紋是因為材料本身存在的缺陷聚集在一起，經鋼廠軋制形成的一些既可以在鋼板表面，也可以在鋼板內部的缺陷。此種缺陷沒有方向性和位置性。

焊接裂紋主要是在容器制造過程中，某些細小缺陷被制造廠檢驗忽略，后期發展為較為明顯的缺陷。

熱處理裂紋成分枝狀的晶間裂紋，由于設備焊后熱處理導致的某些晶間不融合，并且會隨著設備的運行過程中繼續放大擴展。

疲勞裂紋是由于PV設備結構設計存在缺陷，或材料不合格造成局部應力過高，在容器經過反復多次開停車所造成的。

腐蝕裂紋是腐蝕介質在一定的工況下，腐蝕接觸面金屬而逐漸產生的，局部應力也是導致腐蝕裂紋原因所在，產生應力集中或削弱金屬的晶間結合力，加速擴展腐蝕裂紋。

2.2 對于裂紋的處理方法

一般的裂紋是通過直觀檢測和無損檢測結合判定。無損檢測的方法一般選用磁粉檢測或者滲透檢測。發現PV的裂紋缺陷后，首先應根據裂紋形狀大小，多少及所在位置來分析裂紋形成的原因，然后根據裂紋等級和具體工況確定缺陷的整治方案。

對于材料軋制或者拔制容器產生的裂紋，一般可用人工打磨的方法除去；焊接裂紋則應該在設備制造過程中及時發現，及時鏟除重新焊接、無損檢測。對于特殊條件，原材料及PV設備制造過程原因所遺留下來的裂紋，經具有資質的壓力容器缺陷評審單位核定后，確定裂紋在可控范圍內，且容器具安全裕度足夠，則容器可通過采取相應的監控措施，縮短檢驗周期的情況下，繼續使用。

3 變形

變形是在PV設備中比較少見的缺陷，它指容器在使用以后發生整體或者局部地方的幾何形變。

3.1 變形的種類及產生原因

變形通常可分為鼓包、局部凹陷、整體扁憋、整體膨脹等幾種形式。

鼓包是由于受壓件局部腐蝕程度深，設備變薄，在內壓驅動下，向外凸起變形。或者也可由于局部受熱不均，溫度升高，材料的許用應力下降，機型性能顯著降低，發生鼓包，此種形變將導致壁厚進一步減薄。

局部凹陷是PV封頭或殼體的局部地方受外力沖擊或擠壓而產生的表面形變內凹，這種形變一般產生于薄壁容器，它一般不會是壁厚變化，而是會使局部幾何形狀改變。

整體扁癟是由于受外壓作用的殼體厚度較薄，以至于受壓失穩，變形，此類形變發生在只受外壓驅使下，如夾套容器的內筒。

整體膨脹是由于超壓操作或者容器腐蝕裕度不夠，屈服變形造成的。此類變形不容易監測，需特殊對待。

3.2 對于變形的處理方法

產生變形的缺陷的PV設備，除了程度較輕的局部凹陷，其他變形導致材料耐蝕性也逐步降低，均不應繼續使用。

對于產生輕微鼓包的PV設備，若變形面積不大，且不影響設備其余部分，可以考慮在容器可焊性較好的前提下采取挖補處理，焊后需對補焊處做圖紙要求的無損檢測。

[1]吳錚.壓力容器攪拌處角焊縫缺陷淺談及返修處理[J].科技世界，2014（02）.

[2]劉亞明.開孔補強設計在壓力容器設計中的應用探析[J].河南科技，2013（09）.