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壓力容器缺陷對(duì)裝備性能及安全影響很大，出了事故后悔可是來(lái)不及的。壓力容器到底都有哪些缺陷？你知道該如何避免嗎？

★  壓力容器的常見(jiàn)缺陷  ★

1、裂紋crack

2、焊接缺陷Welding defects

3、其他缺陷Other defects

（1）分層缺陷；

（2）表面張口型缺陷；

（3）沖刷缺陷；

（4）腐蝕缺陷；

（5）變形缺陷。

★  壓力容器制造缺陷對(duì)其安全性的影響  ★

容器在制造過(guò)程中產(chǎn)生的另一種缺陷是造成殼體幾何形狀的不連接，如凹凸不平、接縫角變形等。各種回轉(zhuǎn)殼體在內(nèi)壓作用下的應(yīng)力與它的曲率半徑有關(guān)。

曲率半徑不同的兩種殼體連接在一起時(shí)，由于應(yīng)力不同，所產(chǎn)生的變形也不一樣。但它們又相互約束，并由此在交接處引起剪力和彎矩，使殼體產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，造成過(guò)高的局部應(yīng)力。

一般說(shuō)來(lái)，直徑大而深度小的凹陷，幾何形狀的變化比較緩和，所產(chǎn)生的影響也小。在容器制造過(guò)程中產(chǎn)生的封頭凹凸不平，一般都是變化比較緩和的。

內(nèi)應(yīng)力的影響 

一般來(lái)說(shuō)，冷變形量越大，所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也越大。容器殼體上殘存的內(nèi)應(yīng)力即使不至于產(chǎn)生裂紋，也會(huì)加劇壓力容器的疲勞破裂和應(yīng)力腐蝕破裂。

★  化工容器進(jìn)行氣密試驗(yàn)試驗(yàn)壓力如何確定  

對(duì)化工容器進(jìn)行氣密試驗(yàn)主要是為了檢驗(yàn)容器的嚴(yán)密性。作過(guò)氣壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并經(jīng)檢查合格的容器可不另做氣密性試驗(yàn)。

氣密性試驗(yàn)必須在液壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行，其試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.05倍。試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后保壓10min，然后降至設(shè)計(jì)壓力，在焊縫和連接部位進(jìn)行滲漏檢查。

小型容器也可浸入水中檢查。如有泄漏，修補(bǔ)后重新進(jìn)行液壓試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)。

★  低、中、高壓容器內(nèi)、外部狀況等級(jí)檢查的內(nèi)容  ★

1、外部檢查

（1）壓力容器的本體、接口部位、焊接接頭等的裂紋、過(guò)熱、變形、泄漏等；檢漏孔、信號(hào)孔的漏液、漏氣、檢漏管疏通。

（2）外表面的腐蝕，保溫層破損、脫落、潮濕、跑冷；相鄰管道或構(gòu)件的異常振動(dòng)、響聲、相互摩擦。

（3）支承或支座的損壞，基礎(chǔ)下沉、傾斜、開(kāi)裂，緊固螺栓的完好情況。

（4）檢查確認(rèn)安全附件是否符合規(guī)定要求。

2、結(jié)構(gòu)檢查（重點(diǎn)檢查以下部位）

（1）筒體與封頭的連接、角接、搭接、布置不合理的焊接；

（2）方形孔、人孔、檢查孔及其補(bǔ)強(qiáng)；

（3）封頭、支座、支承；

（4）法蘭及排污口。

3、幾何尺寸檢查可根據(jù)原始資料進(jìn)行下列內(nèi)容檢查）

（1）縱、環(huán)焊縫對(duì)口錯(cuò)邊量、棱角度，焊縫余高，角焊縫的焊縫厚度和焊角尺寸及布置不合理的焊縫；

（2）同一斷面上zui大直徑與zui小直徑，封頭表面、直邊高度和縱向皺折，不等厚板（鍛）件對(duì)接接頭未進(jìn)行削薄過(guò)度的超差情況；

（3）直立壓力容器和球形壓力容器支柱的垂直度；

（4）繞帶式壓力容器相鄰鋼帶間隙。

4、表面缺陷檢查

（1）腐蝕與機(jī)械損傷測(cè)定其深度、直徑、長(zhǎng)度及其分布，并標(biāo)圖記錄。對(duì)非正常的腐蝕，應(yīng)查明原因。

（2）表面裂紋

1）內(nèi)表面的焊縫（包括近縫區(qū)），應(yīng)以肉眼或5~10倍放大鏡檢查裂紋。

有下列情況之一的，應(yīng)進(jìn)行不小于焊縫長(zhǎng)度20%的表面探傷檢查；

材料強(qiáng)度級(jí)別b＞540MPa的；Cr-Mo鋼制的；

有奧氏體不銹鋼堆焊層的；

介質(zhì)有應(yīng)力腐蝕傾向的；

其他有懷疑的焊縫。

如發(fā)現(xiàn)裂紋，檢驗(yàn)員應(yīng)根據(jù)可能存在的潛在缺陷，確定增加表面探傷的百分比；

如仍發(fā)現(xiàn)裂紋，則應(yīng)進(jìn)行全部焊縫的表面探傷檢查。同時(shí)要進(jìn)一步的檢查外表面的焊縫可能存在的裂紋缺陷。

內(nèi)表面的焊縫已有裂紋的部位，對(duì)其相應(yīng)外表面的焊縫應(yīng)進(jìn)行抽查。

2）對(duì)應(yīng)力集中部位、變形部位、異種鋼焊接部位、工卡具焊跡、電弧損傷處和易產(chǎn)生裂紋部位，應(yīng)重點(diǎn)檢查。

3）有晶間腐蝕傾向的，可采用金相檢驗(yàn)或錘擊檢查。錘擊檢查時(shí)，用0.5～1.0kg的手錘，敲擊焊縫兩側(cè)或其他部位。

４）繞帶式壓力容器的鋼帶始、末端焊接接頭，應(yīng)進(jìn)行表面裂紋檢查。

（３）焊縫咬邊檢查

（４）其他對(duì)焊接敏感性材料，還應(yīng)注意檢查可能發(fā)生的焊趾裂紋。

變形及變形尺寸測(cè)定，可能伴生的其他缺陷以及變形原因分析

5、壁厚測(cè)定

（1）測(cè)定點(diǎn)的位置應(yīng)有代表性，并有足夠的測(cè)定點(diǎn)數(shù)。

測(cè)定后應(yīng)標(biāo)圖記錄。測(cè)定點(diǎn)的位置，一般應(yīng)選擇下列部位：

1）液位經(jīng)常波動(dòng)部位；

2）易腐蝕、沖蝕部位；

3）制造成型時(shí)，壁厚減薄部位和使用中產(chǎn)生變形的部位；

4）檢查表面缺陷時(shí)，發(fā)現(xiàn)的可疑部位。

（2）利用超聲波測(cè)厚儀測(cè)定壁厚時(shí)，如遇到母材存在夾層缺陷，應(yīng)增加測(cè)定點(diǎn)或用超聲波探傷儀，查明夾層分布的情況，以及與母材表面的傾斜度。 測(cè)定臨氫介質(zhì)的壓力容器壁厚時(shí)，如發(fā)現(xiàn)壁厚增值，應(yīng)考慮氫腐蝕的可能性。

6、材質(zhì)

（1）主要受壓元件材質(zhì)的種類(lèi)和牌號(hào)一般應(yīng)查明。

材質(zhì)不明者，對(duì)于無(wú)特殊要求的鋼制壓力容器，允許按鋼號(hào)Q235材料強(qiáng)度的下限值，進(jìn)行強(qiáng)度校核；

對(duì)于槽、罐車(chē)和有特殊要求的壓力容器，必須查明材質(zhì)。 對(duì)于已經(jīng)進(jìn)行過(guò)此項(xiàng)檢查，且已作出明確處理的，不再重復(fù)檢查。

（2）主要受壓元件材質(zhì)是否劣化，可根據(jù)具體情況，采用化學(xué)分析、硬度測(cè)定、光譜分析或金相檢驗(yàn)等，予以確定。

7、有覆蓋層的壓力容器

（1）保溫層是否拆除，應(yīng)根據(jù)使用工況和外部環(huán)境條件而定。有下列情況之一者，可不拆除保溫層。

1）制造時(shí)對(duì)焊縫全部表面已探傷合格；

2）對(duì)有代表性的部位局部抽查，未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷；

3）外部環(huán)境沒(méi)有侵入或跑冷；

4）外部環(huán)境有可靠的防腐蝕措施；

5）有類(lèi)似使用經(jīng)驗(yàn)的；

6）檢驗(yàn)員認(rèn)為沒(méi)有必要的。

（2）有金屬襯里的壓力容器，如發(fā)現(xiàn)襯里有穿透性腐蝕、裂紋、局部鼓包或凹陷，檢查孔已流出介質(zhì)，應(yīng)局部或全部拆除襯里層，查明本體的腐蝕狀況或其他缺陷。

（3）用奧氏體不銹鋼堆焊襯里的，如發(fā)現(xiàn)襯里破壞、龜裂、剝離和脫落等。對(duì)于非金屬材料作襯里的，如發(fā)現(xiàn)襯里破壞、龜裂或脫落，或在運(yùn)行中本體壁溫出現(xiàn)異常，應(yīng)局部或全部拆除襯里，查明本體的腐蝕狀況或其他缺陷。

（4）對(duì)于內(nèi)外表面有覆蓋層的，應(yīng)先按本題2、4檢查內(nèi)表面，如發(fā)現(xiàn)有裂紋等嚴(yán)重缺陷，則應(yīng)在外表面局部或全部拆除覆蓋層，進(jìn)行檢驗(yàn)。

8、焊縫埋藏缺陷檢查

（1）有下列情況之一時(shí)，一般應(yīng)進(jìn)行射線(xiàn)探傷或超聲波探傷檢查，必要時(shí)還應(yīng)相互復(fù)驗(yàn)。

1）制造中焊縫經(jīng)過(guò)兩次以上返修或使用過(guò)程中焊縫補(bǔ)焊過(guò)的部位；

2）檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)焊縫表面裂紋，認(rèn)為需要進(jìn)行焊縫埋藏缺陷檢查的；

3）錯(cuò)邊量和棱角度有嚴(yán)重超標(biāo)的焊縫部位；

4）使用中出現(xiàn)焊縫泄漏的部位及其兩端延長(zhǎng)部位；

5）用戶(hù)要求或檢驗(yàn)員認(rèn)為有必要的部位。 已進(jìn)行過(guò)此項(xiàng)檢查，再次檢驗(yàn)時(shí)，如無(wú)異常情況，一般可不再?gòu)?fù)查。

（2）檢驗(yàn)方法和抽查數(shù)量，由檢驗(yàn)員根據(jù)具體情況確定。

9、安全附件檢查

按照有關(guān)安全附件規(guī)定，進(jìn)行安全附件檢查。

10、緊固件檢查

對(duì)高壓螺栓應(yīng)逐個(gè)清洗。檢查其損傷和裂紋情況，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行表面無(wú)損探傷。應(yīng)重點(diǎn)檢查螺紋及過(guò)渡部位的無(wú)環(huán)向裂紋。

 低、中、高壓容器內(nèi)、外部安全狀況等級(jí)檢查周

（1）外部檢查。

是指專(zhuān)業(yè)人員在壓力容器運(yùn)行中的定期在線(xiàn)檢查，每年至少一次。

（2）內(nèi)外部檢驗(yàn)。

是指專(zhuān)業(yè)檢驗(yàn)人員，在壓力容器停機(jī)時(shí)的檢驗(yàn)，其期限分為： 安全狀況等級(jí)為1~3級(jí)的，每隔6年至少一次； 安全狀況等級(jí)為3~4級(jí)的，每隔3年至少一次。

（3）耐壓試驗(yàn)。

是指壓力容器停機(jī)檢驗(yàn)時(shí)，所進(jìn)行的超過(guò)zui高工作壓力的液壓試驗(yàn)或氣壓試驗(yàn)，其周期每10年至少一次。外部檢查和內(nèi)外部檢驗(yàn)內(nèi)容及安全狀況等級(jí)的規(guī)定，見(jiàn)《在用壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程》。

有下列情況之一的壓力容器，內(nèi)外部檢驗(yàn)期限應(yīng)適當(dāng)縮短：

（1）介質(zhì)對(duì)壓力容器材料的的腐蝕情況不明、介質(zhì)對(duì)材料的腐蝕速率大于0.25mm/a，以及設(shè)計(jì)者所確定的腐蝕數(shù)據(jù)嚴(yán)重不準(zhǔn)確的；

（2）材料焊接性能差，在制造時(shí)曾多次返修的；

（3）檢驗(yàn)的；

（4）使用條件差，管理水平低的；

（5）使用期限超過(guò)15年，經(jīng)技術(shù)鑒定，確認(rèn)不能按正常檢驗(yàn)周期使用的；

（6）檢驗(yàn)員認(rèn)為應(yīng)該縮短的。

有下列情況之一的壓力容器，內(nèi)外部檢驗(yàn)期限應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)：

（1）非金屬襯里層完好的，但其檢驗(yàn)周期不應(yīng)超過(guò)9年；

（2）介質(zhì)對(duì)材料的腐蝕速率低于0.1mm/a或有可靠的耐腐蝕金屬襯里的壓力容器，通過(guò)一至二次內(nèi)外部檢驗(yàn)，確認(rèn)符合原要求的，但不應(yīng)超過(guò)10年；

（3）裝有觸媒的反應(yīng)器以及裝有充填物的大型壓力容器，其定期檢驗(yàn)周期由使用單位根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣和實(shí)際使用情況確定。

★  壓力容器焊接中產(chǎn)生熱裂紋的原因  

熱裂紋都是沿著焊縫金屬中樹(shù)狀結(jié)晶的交界處發(fā)生并發(fā)展的。

zui常見(jiàn)的情況是在焊縫中間沿焊縫長(zhǎng)度方向開(kāi)裂，有時(shí)在焊縫內(nèi)部分布兩個(gè)樹(shù)枝狀晶粒之間。熱裂紋都產(chǎn)生在晶界處，這說(shuō)明在焊縫結(jié)晶過(guò)程中晶界是個(gè)薄弱地帶。 

產(chǎn)生熱裂紋的原因就是焊縫中有液態(tài)間層存在，和結(jié)晶過(guò)程中焊縫受到拉應(yīng)力的作用。存在液態(tài)間層是發(fā)生熱裂紋的根本原因，而拉應(yīng)力是熱裂紋的必要條件。

并不是整個(gè)結(jié)晶過(guò)程的后期，在固相線(xiàn)附近才是產(chǎn)生熱裂紋的危險(xiǎn)溫度區(qū)。

近縫區(qū)的金屬同樣加熱到很高溫度（稍低于熔點(diǎn)），如果近縫區(qū)母材的晶界有雜質(zhì)或低熔點(diǎn)共晶存在，在熱的作用下就在熔化，于晶界處形成液態(tài)間層，冷卻過(guò)程中出現(xiàn)的拉應(yīng)力就會(huì)使近縫區(qū)產(chǎn)生熱裂紋。 

在焊縫熱裂紋和近縫區(qū)的熱裂紋存在著相互依存的關(guān)系，近縫區(qū)熱裂紋可能是焊縫熱裂紋的延續(xù)，也可能是焊縫熱裂紋的起源。

★  高壓容器脆性破壞產(chǎn)生缺口影響的原因  ★

缺口及其端部小面積材料的狀態(tài)是決定一個(gè)構(gòu)件是否呈脆性狀態(tài)破壞的重要因素，常見(jiàn)的許多脆性破壞均始于缺口或裂紋的端部。 

其原因在于，當(dāng)受拉伸的構(gòu)件存在缺口（裂口）時(shí)，由于其不連續(xù)性，則拉伸應(yīng)力不可能傳到裂紋的橫>截面，加到裂紋區(qū)域的載荷，則被傳到裂紋端部的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)，這樣在該處就產(chǎn)生一個(gè)高的局部集中應(yīng)力和應(yīng)變。

當(dāng)然裂紋愈長(zhǎng)，則局部應(yīng)力和應(yīng)變?cè)酱蟆?裂紋端部的局部應(yīng)力隨著施加應(yīng)力增加而增大，很快達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度，這就會(huì)使橫截面積縮小。

而鄰近裂紋面的材料，在拉伸方向是沒(méi)有應(yīng)力的，這部分材料將阻止裂紋端部小體積金屬的變形，這種約束將產(chǎn)生另外兩個(gè)方向的二次應(yīng)力，這就在裂紋端部小體積材料內(nèi)產(chǎn)生三向拉伸應(yīng)力，此三向應(yīng)力狀態(tài)不允許材料厚度方向產(chǎn)生收縮或變形，即所謂平面應(yīng)變狀態(tài)。

按照第三強(qiáng)度理論，當(dāng)三個(gè)主應(yīng)力中zui大與zui小主應(yīng)力亦為拉伸應(yīng)力，因而zui大主應(yīng)力可以超過(guò)材料單向拉伸時(shí)的屈服應(yīng)力，亦即由于缺口的存在，于缺口端部小體積材料產(chǎn)生一個(gè)三向拉伸應(yīng)力系統(tǒng)。

它提高了屈服應(yīng)力，同時(shí)卻降低了延性，故在一定條件下產(chǎn)生脆性破壞。