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2压力容器的焊后检查和焊后返修
任何的一种科技制品,在完成之后都需要有事后的检查和返厂维修,压力容器也不列外。压力容器在焊接完毕之后,应当首先检查它的焊缝外观和尺寸是否符合预定目标和目标参数、实验压力容器焊接完毕之后的抗热能力和对热的处理、检查压力容器是否在焊接的时候出现裂痕等损伤、检查压力容器在制作之后的致密性是否良好,是否有透气的现象出现。关于压力容器在焊接完毕之后的返厂检查必须要严格做到以下几点:
(1)焊接的返修次数不宜超过两次;
(2)如果需要对焊接之后的压力容器进行返厂检修,必须要提交它要返修的原因并且对原因作出分析,同时提出要维修的建议;
(3)在压力容器回厂返修之前,必须要将其清洗干净,可以采用表面扫描的方式确定已经清洗干净;
(4)等待补焊的部位一定要开阔、平整、以便于进行补焊工作的进行。
0.前言
低温压力容器是指设计温度低于-20℃,且工作时壁温在-20℃以下的一种压力容器。由于低温压力容器是在较低温度下进行工作,如容器中存在因缺陷、残余应力、应力集中等因素引起的较高局部应力时,容器就可能在没有出现明显塑性变形的情况下发生脆性破裂而酿成灾难性事故。为此,对低温压力容器在设计时应注意的若干问题,如设计温度的确定、材料的选择、结构设计、焊接的要求以及检验标准等进行详细的分析,显得尤为重要。
1.低温压力容器设计时应注意的若干问题
1.1设计温度的确定
由于设计温度高于或者低于-20℃,压力容器的结构设计、选材、焊接、制造等方面的要求是截然不同的,因此在设计低温压力容器时首先要确定其设计温度。一般,设计温度的确定须考虑介质温度和环境温度等。
在工程上,一般采用以下方法来确定低温压力容器的设计温度
(1)当元件金属两侧的流体温度不同时,设计温度的确定应综合考虑流体与壁面间的给热、 污垢热阻以及元件金属的热量传导等,然后通过计算求得元件两侧金属表面的温度。
(2)若容器内流体温度接近环境温度,或是外部环境有保冷、保温设施时,或是有传热条件使壳体壁温接近物料温度时,此时壳体温度可取为物料温度。
(3)如已有生产运行的同类容器,可通过实际测定确定受压元件的金属温度。
(4)若容器是放置在露天下或是无采暖的厂房内,其壳体的金属温度应考虑在低温环境中受到的气温条件的影响。
1.2低温下的选材
压力容器的材料应包括钢材、钢管、锻件、螺栓、螺母、法兰密封垫片及焊条等。由于是在低温(设计温度
(1)钢材的选择。
低温压力容器常用的钢材有I6MnR,I6MnDR,15MnNiDR,09MnNiDR,CF-62等,以及镍系低温钢材1.5Ni,2.5Ni,3.5Ni,5Ni,9Ni钢等。
在选择钢材时,应考虑几点:1)要求钢材具有足够的低温韧性且焊接性能良好;2)钢材必须按规范要求进行无损检测,不允许有任何的夹层、夹杂和裂纹等内部及表面缺陷;3)钢材的使用状态:低温钢材为正火(N) 状态,镍系低温钢及部分高强度低温钢为正火+回火(N+T) 或调质(Q+T) 状态。4)对低温用碳素钢和低合金钢各类钢材,应按要求进行低温夏比V型缺口冲击试验,且当钢板厚度δ>20mm时,应逐张进行超声波检测,合格级别按标准或图样规定。5)为保证钢材的塑性储备,钢材的屈强比(σslσb)宜小不宜大。
(2)锻件的选材具体见表1。
(3)螺栓、螺母应采用35CrMoA、30CrMoA,使用状态为调质,并应进行低温冲击试验。
(4)法兰密封垫片的选择:1)若选用金属材料的密封垫片,要求垫片的缠绕金属带、外壳或是孔隙、实心的金属垫片,其材料的选择应选用低温低于-40℃奥氏体不锈钢、铜、铝等在低温下无明显转变特性的金属材料。2)若选用非金属材料的密封垫片,要求其在低温下具备良好的弹性,如石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯等。
(5)焊条的选择:应选用化学成分和力学性能与母材相近的具有较好低温韧性的低氢碱性焊条,且应按复验药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量。
1.3结构设计
(1)结构应尽量简单,减少约束;避免形状突变减小局部高应力。
(2)容器元件的各个部分所形成的T形接头、角接接头焊缝和各类角焊缝,以及接管、凸缘端部都应修磨成圆角,使其内、外拐角圆滑过渡。
(3)结构各部分截面应避免产生过大的温度梯度。
(4)容器的鞍座、支座、支腿应设置垫板或连接板,不能直接焊在容器壳体上。
(5)接管DN
(6)设计压力≥2.45MPa或≥1.57MPa,介质易燃、有毒时,应采用对焊法兰。
(7)对于易燃、有毒介质,设计压力≥0.59MPa,或一般介质,设计压力≥1.57MPa,均需采用方头螺栓。
(8)对于易燃、有毒介质,若设计压力≥1.57MPa,厚度>30mm,或设计压力>0.59MPa的平盖和管板,均应采用锻件。
1.4焊接要求
在焊接时,应根据低温钢的特点来控制焊接工艺。一般,低温压力容器的焊接要求如下:
(1)不应使用不连续的焊缝或点焊连接焊缝。
(2)在焊接时应严格控制焊接线能量,以避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而导致低温韧性降低。一般,在焊接工艺所确定的范围内,宜尽量选用较小的焊接线能量。
(3)焊缝表面不得有裂纹、气孔和咬边等缺陷,应尽量打磨光滑。
(4)不得在母材的非焊接部位引弧,焊接接头应严格避免焊接缺陷,不得有未焊透、未熔合、裂纹、气孔、咬边等缺陷,同时要尽量减小对接焊缝的余高,其应不大于3mm。
(5)为避免压力容器在低温条件下发生脆断的几率,在焊后应进行消除应力热处理,以消除接头区域内的焊接残余应力。对于厚度大于16mm的焊接接头,在进行热处理后,要求其温度不应超过钢材的回火温度。
1.5检验标准
(1)用于制造低温压力容器简体、封头的钢板,当其钢板厚度超过标准时,应进行超声波探伤,合格级别为Ⅲ级。
(2)对接焊缝凡符合下列情况之一者,应经100%的射线探伤或超声波探伤:1)设计压力>0.59MPa,介质为易燃、有毒;2)设计压力>1.57MPa;3)低碳钢及碳锰钢板设计温度≥-40℃,但接头厚度>25mm;4)铁素体钢设计温度355MPa,或合金元素含量>3%;6)厚度>38mm的碳素钢,厚度>30mm的16MnR,厚度>25mm的15MnVR及奥氏体不锈钢,厚度>16mm的12CrMo、15CrMo。
(3)若对接接头采用局部射线探伤,要求其检测长度不得小于各条焊缝长度的50%且不小于250mm。
(4)采用100%的磁粉探伤或渗透探伤的部位有:1)进行过100%射线探伤或超声波探伤的容器的T型接头、对接焊缝和角焊缝;2)σs>390MPa的高强钢壳体上全部焊缝及热影响区表面;3)壳体上拆除临时附件后的焊痕及补焊的表面;4)温度1.57MPa的法兰用螺栓。
2.结束语
总之,低温压力容器是一种工作在-20℃环境下的压力容器,这就决定了其设计方法与普通压力容器有很大的区别。因此,在进行低温压力容器设计、制造及检验时,必须遵照《压力容器( GB150.1~150.4-2011)》的标准及要求,通过实际情况处理低温压力容器中常见的问题,以不断提高低温压力容器的质量,防止压力容器在低温操作过程中发生脆性断裂事故。
0 引言
工业领域的多个行业都会用到压力容器,尤其在石油化工、汽车工业中,压力容器更是占据重要地位。但当前,我国的压力容器设计中还存在一些问题,特殊的使用条件对压力容器的安全设计有很高的要求,因而压力容器被列入特种设备的范畴。压力容器从设计到制造到最后的安装,其安全性及可靠性都会受到产品的设计方法的影响。压力容器的设计涉及到很多专业知识,不仅要求设计人员有扎实的专业理论知识,同时应具备较强的综合素质以及个人修养。设计人员应熟练掌握压力容器各部件材料的选用标准、外形设计、结构合理准则、受力分析、整体强化和制造的可行性,同时兼顾到使用安全及日常维护等。实际中设计工作还存在较多的问题,不仅影响了压力容器的使用效率及可靠性,还会威胁到使用者的生命及财产安全。
1 压力容器设计中存在的问题
1.1 设计未全面考虑应力腐蚀
应力腐蚀在多种腐蚀体系中都会产生,其中的共同点就是使用的金属材料因为特定的腐蚀介质环境,持久的拉应力导致材料的断裂破坏。压力容器中的碳钢与低合金钢材料如果在NaOH、KOH、硝酸盐、H2S水溶液、液氨等腐蚀性介质中,应力腐蚀开裂十分正常;奥氏体不锈钢遇到NaOH、KOH、H2S水溶液、海水及含有卤素离子的水溶液等腐蚀性介质中也常常会导致容器的应力腐蚀开裂。根据国家标准要求,化工行业的液氨容器在设计时一般选用的主体材料为Q345R,在焊接后设计应要求对容器进行热处理去除应力,从而预防应力腐蚀导致的损坏。
1.2 压力容器设计未考虑材料问题
压力容器材料的问题直接影响整个压力容器的各种属性,材料问题是压力容器设计的重要因素。材料的改变一般会受到以下几个因素影响:压力容器的使用人员、用户的特殊要求、压力容器所处的环境、容器的大小和外观等。压力容器一般处在较恶劣的工作环境之中,压力容器对材料的要求高于一般的工业设备,这是因为如果材料改变的话,其受力情况、耐腐蚀情况等都会出现一定的变化。
1.3 压力容器设计未考虑热处理问题
钢板的热处理规定中要求,钢板冷成形或其它的元件在受压时都要进行热处理,例如有应力腐蚀性介质的容器;盛放较多毒性物质的容器;成形之后碳钢及低合金钢厚度会降低10%的情况等;如果冷成形变形率的指标与所规定的要求不符,设计时如果不给出合适的热处理方式,也无法恢复材料的性能。压力容器设计者一般都会对压力容器的壳体、封头等部件做热处理要求,在多接管的设计中没有考虑到这些。
1.4 压力容器设计时类别划分不准确
设计对压力容器的使用介质的特性参数不够了解,导致容器类别划分不准确。如在进行盛装环氧乙烷、粗甲醇、氯乙烯等介质的容器设计时,设计者不能很好把握计算模型和选用的标准,不能准确进行疲劳循环载荷次数的判别和分析设计。
2 压力容器中车载气瓶设计问题的预防
移动式压力容器是压力容器中的一种,其重要分支就是气瓶,气瓶是使用的最为普遍的一种移动式压力容器,它的的特点是数量大,使用范围广,充装的气体种类多,重复使用率高。其中,车用气瓶属于特种气瓶。以下以车载气瓶为例,并根据上述问题,给出相应的预防措施。
2.1 针对车用气瓶类别的总体设计预防
车用气瓶在设计时,应根据不同车型对气瓶安装位置、气瓶强度支架进行图样设计。图样的设计、审查、产品设计图样的变更等,都应符合安全技术规范标准的要求。设计过程应注重质量控制,根据不同车型对车载气瓶的安装位置、气瓶强度支架进行合理设计,设计图中应明确技术要求、安装使用说明等,从而指导采购、生产、安装、检验等,设计图应符合国家技术规范和标准规定,保证图形表达正确、统一、完整。外来的车载气瓶设计文件,应进行审查并确认。审查设计图样上选用的技术标准和验收规范应为现行标准规范,其安装材料选择、结构尺寸、检验与试验要求符合法规和标准的规定;检查图形表达是否正确、统一、完整;根据公司的制造能力审查外来文件工艺性,是否能满足设计文件的要求。生产中,若发生材料与设计文件不一致时,应办理材料代用手续。经设计人员同意可以代用,变更文件由材料、零部件责任人,设计、工艺责任人会签。
2.2 合理设计年限及开孔,防止应力腐蚀
压力容器的设计使用年限问题应该严格遵循《固定式压力容器安全技术监察规程》中的要求,图纸中应该明确给出压力容器的使用年限。设计者在设计时要认真考虑设计容器各方面的影响因素,提高其可靠度,不断减少其安全隐患。设计者可根据压力容器材料的耐腐蚀能力、最大腐蚀速度及内外部受到的压力差等,计算出此压力容器的最大腐蚀承受度及最大腐蚀速率后,可依据公式计算出容器的安全使用年限。其次,由于外部使用环境对于容器有较大的影响,设计者应模拟最恶劣的使用环境中推算其使用寿命。最后,设计者图纸设计时还应考虑到使用者对其寿命的影响,设计者应在图纸中标明使用条件,规范要求容器使用中的承压部件的状况、容器壁厚等参数。
压力容器属于厚壁接管,一般都需要进行补强设计。设计中可参照壳体材料的特点、性质、功能等进行优选和设计,要保证接管补强材料的材质同压力容器壳体材料性质一致,全面维护金属材质的融通性。在选择厚壁接管补强方法时,要确保接管材质强度等级同被开孔容器材质强度等级保持一致,然而,强度等级过高的接管材料并不能发挥正面的补强功效,甚至会有负作用,这会在整体上影响容器结构的牢固度与稳定性。如果接管材料强度等级较低,则需对接管壁做增厚处理,保证其良好的补强效果,同时适度控制接
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管的有效流通面积,需要多重操作,不仅增加施工工序,也难以控制和确保开孔补强效果,有损容器功能与作用的发挥。设计时可采用无缝钢管技术,也可采用锻件加工技术,来优化厚壁连接补强技术,有效控制容器补强的误差,如果补强设计的压力很小,对于补强的质量与效果要求相对较小时,因此可以采用厚度适宜的无缝钢管,相反,则应该选择锻件加工技术。此外,设计中还可引入内伸管,所选择的内伸管的长度大小会在很大程度上影响接管的应力强度,一般情况下,内伸管越长,接头部位的应力强度则越小,而且通过引入内伸管,也能够发挥增强补强的功能。
2.3 设计时强化材料和热处理要求
车用气瓶应当按照规程、有关安全技术规范及国家标准与行业标准设计,设计文件应当由国家质检总局核准的检验检测机构进行设计文件鉴定,合格后方可用于制造。车用气瓶瓶体在进行材料设计时,应满足与所充装的燃气气体相容性的要求。制造纤维缠绕车用气瓶铝合金内胆的材料,应当具有良好的抗晶间腐蚀性能。盛装有应力腐蚀倾向气体的车用钢质气瓶,其瓶体材料实际抗拉强度不应当超过880MPa,实际屈强比不应当超过0.90。原材料无缝钢管表面应当采用超声检测,瓶体表面不得有褶叠、分层、裂纹等缺陷存在。采用气瓶标准规定以外的材料或者新研制的材料试制车用气瓶,其制造单位应当向国家质检总局提出试制申请,按照经批准的数量试制气瓶,其技术评审的结果经过国家质检总局批准后投入制造。如果现行气瓶采用标准以外的材料或新研制的材料,其材料制造单位应当按照经过技术评审的企业标准供货,车用气瓶制造单位,应当按照炉罐号对制造气瓶瓶体的金属材料进行化学成分复验,按照材料批号进行力学性复验,按照相应标准的规定进行无损检测、低倍组织复验。气瓶在制造过程中经过热处理改变材料力学性能,其所用的材料复验时可以不进行力学性能复验。
3 结束语
压力容器,尤其是车载气瓶的设计过程十分严谨,要严格执行国家的强制许可制度,设计人员也该具有较高的素质,把握好标准要求,不断提高设计水平,处理每个环节,不仅要遵守行业管理规范、标准的规定,还要充分优化设计方面的结构设计、计算方法、材料、焊接方法、检验检测等各方面,从而保证其使用安全。
参考文献:
引言
一般来讲锅炉压力容器一旦投入使用往往需要连续工作,如果在实际使用中出现任何事故苗头则会产生较大的危险事故,一方面造成较大经济方面损失,另一方面也会产生较大的人身伤害。由此,对于锅炉压力容器严格检验就显得至关重要。为了确保锅炉压力容器在实际使用中的安全运行,更加需要检验人员提高检验技术,以及关注检验中常见的问题。
1锅炉压力容器检验的几点要求
锅炉压力容器容易发生安全事故,尤其是供电、供暖等行业中的锅炉压力容器需要长时间运作,如果不加强管理的话,一旦发生意外,不仅会造成人员的伤亡,还会造成财产的损失,所以需要进行认真的检验工作。检验工作的主要内容如下:①抗压力检验,主要是对非运作情况下对锅炉压力容器进行测验,通过提高液体压力和气体压力,检测抗压的最大值,以便及时发现问题。②具有检验资格的检验单位对锅炉压力容器在线运行的外部检验,最少每年进行一次。③对锅炉压力容器进行内部和外部兼顾的检验,在设备非运作的情况下进行操作,安全状况等级较低的至少三年检验一次,而安全状况等级较高的可以五至六年检验一次。
2锅炉压力容器存在的问题
①锅炉压力容器设备出厂前就有质量的问题。表现在制作的原料不过关,或是劣质原料,或是不适合制作锅炉压力容器的原料;制作的技术水平不高,没有对设备进行技术处理,尤其是防腐蚀、抗氧化等方面的处理,导致设备在使用一段时间后出现泄漏、爆炸等。②锅炉压力容器其他构件有漏电的现象,设备的运转受到影响。③防雷问题。锅炉房整体接地防雷、线路防雷缺失,雷电天气影响锅炉压力容器自动控制系统电器元件的正常运行,当对锅炉进行内部检验时,一旦自动控制的供气系统受到影响,在检验时仍向设备内供气,当内部介质达到一定浓度时,检验人员用普通灯光照射检验的时候会发生爆炸。④锅炉的压力容器的抗热性和导热性不佳。高温的液体和蒸汽的高压使设备出现泄漏,危害人员的健康[1]。
3关于保证锅炉压力容器检验效果的几点措施
产厂家要保障设备的质量,使用企业引进设备的时候要做好监管。一方面,生产锅炉压力容器的厂家要提高生产技术,选用符合国家质量要求标准的材料,保证设备的质量,而且要不断创新技术,提高信息化水平,提高压力容器抗高温、抗压力、抗腐蚀的功能;另一方面,使用锅炉压力容器的企业,在引进设备的时候,要做好监管工作,选择口碑好的制造厂家,使用单位要及时与具有检验资质的检验单位联系,遵循我国以及行业内的标准规范进行检验操作,进行压力的测试、内部和外部的检验[2]。②做好锅炉设备整体的防雷设置,尤其是接地防雷。电路控制系统要选用优质的材料,避免漏电,这样可以避免锅炉其他构件漏电影响设备。这里需要强调一点,在进行锅炉压力容器内部检验时,要注意锅炉压力容器的通风换气,并设置专人进行监护,检验员需采用手电和安全电压的照明设备。③改善锅炉压力容器的检验质量。锅炉压力容器的检验是锅炉压力容器使用管理的重中之重,检验质量较高则能够从很大程度上将锅炉压力容器后续使用的安全性予以良好保证,使锅炉压力容器能够顺利运行。而如果检验质量较低则无法对设备后续使用予以充分性保障,在检验过程中要严格对照国家、行业标准,一旦相应检验数值超出了锅炉压力容器方面规定的允许值,则需要立即报告,以便及时对问题区域予以良好处理解决[3]。
4结语
总之,对于锅炉压力容器的严格检验不仅是锅炉压力容器安全运行的客观需求,而且也是提高锅炉压力容器有效使用的必然要求。因此在锅炉压力容器工程设计以及制造等环节中就需要强化对材料使用和材料的导热性、抗热性,以及电器设备的设置、防雷等方面的重视,时刻将电气安全作为是检验工作中不可忽视的一部分。这样才能真正的避免锅炉压力容器在后续使用中出现安全问题,最大程度减少经济方面以及人身方面的损害。
参考文献:
[1]陶雪荣.八五攻关课题“在役锅炉压力容器安全评估与爆炸预防技术研究”概况[J].中国特种设备安全,2016,03:30-34.
绕规模发放贷款。
出口押汇的主要作用在于为我国出口企业提供资金融通,加速出口企业资金周转,鼓励我国企业出口创汇。为了充分体现出口押汇业务政策的优惠性,政策规定出口押汇不得占用银行的信贷规模指标。然而在实践中,有些商业银行却出于对信贷规模和其他因素的考虑,将一般外汇贷款当作出口押汇业务,即扩大人民币的贷款规模。我国商业银行法第39条第2项、第4项分别规定:贷款余额与存款余额的比例不得超过75%,对同一借款人的贷款余额与商业银行资本余额的比例不超过25%。因此,将外汇贷款业务当作出口押汇业务,如果贷款数额超出了我国商业银行关于资产负债比例管理的规定,不仅违反了国家法律及政策性的规定,而且还绕了贷款规模控制的红灯,会变相地扩大人民币贷款的规模。
将打包贷款当做出口押汇。
打包贷款是指在信用证结算方式下,出口商以信用证为抵押向银行申请发货前取得一定资金融通的一种融资方式。在实践中,在出口商仅仅提供信用证单据的情况下,银行就为其办理出口押汇。因此银行实际上是将打包贷款当成了出口押汇。由于打包贷款下出口商不提供货物出运的全套单据,因此对于办理出口押汇的银行而言,信用证只是还款来源的保证,而不是抵押。由于没有货物、没有担保,因此银行会面临回收贷款的风险。在出口企业无法按时提交信用证条款中要求的各种单证或全部信用证的所有条款时,商业银行就无法用抵押的信用证向开证行提出付款要求,商业银行能否回收贷款只能依靠出口企业的信誉。
审查不严,造成国家退税款流失。
我国出口收汇核销管理办法实施细则第23条规定:对于打包放款或者出口押汇,银行在结汇或者入帐的同时不得出具出口收汇核销专用联,须待出口货款收回后,才能按照本实施细则第22条的要求办理有关手续,并出具出口收汇核销专用联。但是,在实践中,银行为出口企业办理完出口押汇手续,违规操作,无论货物是否出口,出口单位是否收回外汇,都给出口商结汇水单,到外汇管理局核销。因此,违规的出口押汇,便可以为企业套取国家退税款提供方便。商业银行违规办理出口押汇业务,不仅使国家退税不实,而且也使银行外汇资产带来巨大的风险。
与现行法律规定要求不一致,引发法律风险。
银行在实际办理出口押汇时,有时会在押汇协议中约定,在押汇申请人不能如期偿还押汇款项时,则获得对相关单据及其所指向货物的所有权。但是我国担保法第66条规定:出质人和质权人在合同中不得约定在债务履行期限届满质权人未受清偿时,质物的所有权转移为质权人所有。但是由于各个国家的法律法规对同一问题规定的不同,势必会引发一定的法律风险。具体到出口押汇协议,国内银行在出口押汇实践中采取与国内法不协调的做法,可能会帮助其赢得一些国外的诉讼。但是如果在涉外经济贸易纠纷中,如果确定我国的法律为其适用的准据法,则会因为与我国法律相违背而产生一些问题。
对策分析
银行办理出口押汇存在的问题,既有内部因素,诸如银行自身利益驱使,如通过变换手法绕规模发放贷款,以增加银行的收益;也有外部的原因,如银行间为了竞争的需要,采取一些变通或违规的做法,以此来争取客户等。针对这些问题,笔者认为,除强化宏观金融意识、加强人才管理和培训力度外,从业务角度来说,应有四大方面需要重视:
首先,要加强银行垫款资金的管理。
由于出口押汇业务不同于其他外汇贷款业务,从押汇到实现出口货款的收回需要一段时间,且货款是否能按时足额收回,具有不确定性。从出口方而言,一旦出口企业货款不能收回,造成的损失可能会殃及银行,因而导致银行垫款的风险。我国商业银行法第59条规定:商业银行应当按照有关规定,制定本行的业务规则,建立、健全本行的风险管理和内部控制制度。银行通过健全风险管理和内控制度,加强对出口押汇垫款资金实行跟踪管理,对押汇日期、金额、核销期限、未核销原因等情况进行严格考核,并通过出口押汇的总账与明细账来反映押汇业务的管理、以及效益的情况。
其次,要加强各种单据和申请人资格的审查。
国际贸易融资业务中涉及的各种单据种类多、内容广,稍有不慎就有可能出现出口押汇诈骗的风险。加强对各种单据和申请人的资格审查不但涉及业务收入的获得,而且还关系融资款项的回收。因此对单据审查不符条款、开证行或议付行资信和经营作风不佳、索汇路线曲折、申请人或开证行所在地区或国家政局不稳等影响到融资款项回收的情况,商业银行要认真、严格对待,不符合自身经营原则的,坚决不予办理。
再次,及时核销银行垫款。
中图分类号:F95 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0265-01
1.概述锅炉压力容器检验
1.1 锅炉压力容器检验的有关规定
对锅炉压力容器在进行检查的过程中一定要特别注意必须在没有水汽之后才能够进入,并且要将压力容器内拥有的管口进行盖好或者是用专门的管盖进行盖好,再将橡皮垫铺上一层以此来避免有其他物体的进入。要保证压力容器通风良好并且保证清洁,确保其内部所具有的温度不会超过40℃。行灯不要放在压力容器的内部。
1.2 锅炉压力容器检验的内容
(1)外部检查。外部检查指的是在锅炉压力容器进行运行的过程中对其进行在线的定期检查,每年至少一次。在进行外部检查的时候,检查的人员可以是由具有检验资格的检验单位检查或是由通过安监机构所认可的专业性人员进行检查。(2)耐压试验。耐压试验是在锅炉压力容器停机的时候使用超过最高使用压力进行气压试验和液压试验。一般情况下,对固定式的锅炉压力容器至少在进行每两次的内外部检验期间要有一次耐压试验,而移动式的锅炉压力容器,则最起码每6年要进行一次耐压试验。(3)内外部检验。内外部检验其实是指对锅炉压力容器进行停机检验,通常是由具有检验资格的检验单位进行检验。
1.3 锅炉压力容器检验的方法
对锅炉压力容器进行检验的方法主要是由检验人员运用一些简单的检验工具对锅炉压力容器进行一系列的基本测量、利用仪器和设备对无损探伤进行检验、采用化学和金相的分析方法对锅炉压力容器一系列相关的进行检测。在检测的过程中,可以利用样板检查法、利用相关检测仪器设备或是锤基检查法等进行检验。
2.锅炉压力影响的危险性
2.1 爆炸危险性
锅炉爆炸破坏力很大。锅炉是一种密闭的承压容器,受力情况极为复杂。锅炉发生爆炸的原因主要有:操作或设备原因引起的锅内压力升高,当压力大于某一受压元件所能承受的极限值时,就会发生爆炸;另一种是在正常的工作压力下,由于部件本身的缺陷或材质失效,导致锅炉爆破。在发生严重爆炸时,由于锅内压力骤降,高温饱和水喷出后迅速汽化,体积成百倍地膨胀,形成冲击波,极易造成设备甚至建筑物的破坏和人身伤亡。
2.2 锅炉压力容器安全运行的重要性
引发锅炉压力容器安全事故的原因包括设备制造缺陷、生产管理不善、不按规定违章作业等,另外,粗制滥造、不达标产品充斥市场也是引起锅炉压力容器安全问题的一个关键原因。锅炉压力容器发生爆炸的事件时有发生,破坏力大,波及范围也较广,不仅会造成巨大的财产损失,还对人们的安全形成很大的威胁。
因为锅炉等承压类设备的稳定运行涉及到企业、社会的经济发展、公共安全和稳定,企业在开发利用的同时要清晰认识到锅炉压力容器安全运行的重要性。
3.锅炉压力容器监督检验工作的主要内容
3.1 耐压试验
耐压试验主要是指在压力容器停机时进行的超过最高使用压力的液压试验和气压试验。对于固定式的压力容器,在每两次的内外部检验期间要至少有一次耐压试验,而对于移动式的压力容器,则至少每6年进行一次试验。
3.2 外部检查
外部检验主要是指压力容器在运行过程中的在线定期检查,至少每年一次。外部检查允许由具有检验资格的检验单位进行,也可以由经过安监机构认可的专业人员进行。
3.3 内外部检验
内外部检验主要是指压力容器停机检验,并主要由有资格的检验单位进行。一般情况下,投用后的首次内外部检验周期为3年,并由压力容器的安全等级状况进行调整。如果压力容器的安全等级为1~2级,至少每6年进行一次检验;而等级为3级时,则需要至少每3年进行一次检验。
4.锅炉压力容器检验中常见问题
4.1 锅炉压力容器检验中的设备设施及保护缺陷
锅炉压力容器检验过程中的此类事故有着如下几个方面的表现形式:首先是锅炉压力容器自身刚度、强度以及稳定性指标的缺失问题,突出表现在支撑件的锈蚀与开裂问题之上;其次是锅炉压力容器设备及设施之间薄弱的密封性能,突出表现在锅炉压力容器传输管道及阀门位置热水、化学介质以及蒸汽的泄漏问题之上;再次是锅炉压力容器检验过程中对检验平台搭建的关注力度的不够。
4.2 锅炉压力容器检验中的电危害
锅炉压力容器检验过程中的此类事故有着如下几个方面的表现形式:首先是在运行带电设备存在部分性漏电问题,由此导致静电、电火花问题频频危机锅炉压力容器检验工作的正常运行;其次是雷电自然灾害在不充分防雷保护措施的作用之下危及锅炉压力容器的安全运行;最后是现场作业人员在锅炉压力容器检验过程当中频繁性使用照明检验等非安全性电压设备,由此引发电危害事故进一步扩大。
4.3 锅炉压力容器检验中的电磁辐射危害分析
锅炉压力容器检验过程中的此类事故有着如下几个方面的表现形式:首先是由锅炉压力容器运行X以及γ射线所造成的现场型辐射问题;其次是由放射源丢失所造成的辐射范围及辐射威胁进一步扩大的问题。此类问题将导致参与锅炉压力容器检验的工作人员出现不同程度的人体损伤,其放射性元素的危害性无法得到及时根除。
4.4 锅炉压力容器检验中的高温物质危害
锅炉压力容器检验过程中的此类事故有着如下几个方面的表现形式:首先是锅炉压力容器实际运行过程中所产生的高温蒸汽在输送过程中引发的管道高温问题以及热水运行设备高温性问题;其次是针对高温炉膛以及高温炉渣的检验工作。此类问题将导致锅炉压力容器现场作业人员存在不同程度的烫伤与灼伤可能性。
5.锅炉压力容器检测中常见问题采取的解决对策
5.1 加强锅炉压力容器焊接的质量
在锅炉压力容器制造的过程中,焊接是十分重要的一种方法。一般情况下,为了能够使锅炉压力容器的焊接质量得到保证,都会根据相关的操作规程和所提供的文件进行焊接,但是前提是所提供的文件具有较高的可靠性。因此,在实际的操作过程中,首先要选择好焊接材料的质量,在进行焊接的时候要遵循工艺标准以及选择优质的焊工设备,同时要求焊工具有相应的技术资格,并且在进行焊接的时候要做记录,为以后的质量检查和控制工作提供依据。
5.2 加强锅炉压力容器材料的质量
由于锅炉压力容器是由多种材料组合成的,因此材料本身的质量优劣直接影响了锅炉压力容器的质量。为了能够保证锅炉压力容器的质量,在进行锅炉压力容器生产的过程中,对于锅炉压力容器的制造材料要进行严格的选择。只有保证选用优质的材料,才能够继续开展下一步的工作,才能为锅炉压力容器的顺利运行工作提供保障。
5.3 加强完善对锅炉压力容器检验的质量
在对锅炉压力容器进行检验的过程中,质量的检验是十分重要和具有意义的。优质的检验质量能够为锅炉压力容器的质量提供有效的保证,能够使锅炉压力容器进行正常的顺利运作。
总之,锅炉压力容器的质量检验是非常重要的工作,在检验过程中要重视各环节的细致检测,保证产品的安全性。
参考文献
[1] 压力容器安全技术监察规程,质技监局锅发[19991154号.
中图分类号:TH49 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0396-01
1、引言
压力容器在高温高压环境中工作比较常见,压力容易承受不同种类或不同强度的载荷的过程中,当局部或整体超过了载荷的临界值,容易导致压力容器出现失稳,突然失去其几何形状。而载荷分布部位不同、载荷的大小不同会造成失稳后的几何形状的不同。压力容器的失稳又可以称为屈曲,此类失稳的原因不是结构的强度不足。论文结合笔者的工作所得,将从压力容器稳定性的计算方法着手,并结合具体的工程实例来进行压力容器的稳定性分析。限于笔者学术研究的水平,文中的内容存在不足,恳请专业人士批评指正。
2、压力容器的稳定性的计算
压力容器中的稳定性的计算式以简单的结构为模型的,如圆筒、外牙球壳、压杆等,以圆筒临界外压为例,求取;临界载荷:
P=hE/(R0(n2-1)[1+nl/(3.14R0)2]2)+0.73E(h/2R0)3X[(2n2-1-u)/[(1+ nl/(3.14R0)2)+(n2-1)]
其中,p为临界外压力,单位为MPa;h为圆筒的有效厚度,单位为毫米;R0为圆筒的外半径,单位为毫米;E外材料弹性模量,单位为MPa;u为泊松比;l为圆筒的长度,单位为毫米,;n为圆筒屈曲时形成的波形数目。由于压力容器的形状不同,所采用的容器设计的规范也有不同的推荐方法,但大多是以此类的计算方法为基础进行推导的。对于圆筒或球壳以外的结构,可以采用类似于球壳或圆筒的计算方式来进行,但存在一定的误差。因而在压力容器的稳定性的分析过程中,可以对结构加以限制,取得合适的安全系数。
3、结构有限元分析
压力容器稳定性分析大多需要有限元的支持,因而在结构的有限元模型建立时需要注意几个方面的内容:其一,有限元模型建立时要注意一些问题,如在分析区域建立模型,要根据实际的情况,对压力容器是否存在外压来计算长度;压力容器的结构是否对称,由于失稳是从对称结构向非对称结构变化的过程,因而需要特别注意;对于对称结构施加对称的负载,这样可以在非线性分析时得到屈曲解,但负载的力需要根据屈曲模态进行分析。其二,有限元模型建立的过程,一般以壳单元shell63为基础进行构建,约束为环向位移,筒体一段约束为轴向位移,在外表面施加压力,建立完整模型。
4、压力容器的稳定性分析
压力容器的稳定性分析是以有限元软件分析方法为基础的,从理论上解释,不同形状的压力容器,受到不同的载荷都可以用有限元软件进行载荷的解析,以Ansys软件为基础的研究最为普遍,其分析一般包含非线性屈曲分析和特征值屈曲分析
4.1 非线性屈曲分析
非线性屈曲的分析的精度比较高,在实际的工程应用中非常广泛,并且此类稳定性评估的精度要高于特征值屈曲分析。在分析时,采用一种逐步递增的非线性静力分析来对压力容器的结构求不稳定的临界载荷。非线性屈曲分析可以对扰动、初始缺陷等特征进行分析。其中初始缺陷对压力容器的结构的临界载荷的影响非常大,由于实际的制造加工和理论图纸设计的形状是存在区别的。因而在制造中,要对壳体或圆筒的圆度等进行规定。在进行压力容器的非线性屈曲分析一般遵循以下的步骤:
(1)求取压力容器结构的特征屈曲模态和特征值屈曲载荷,在此过程中首先要用到特征值屈曲分析法。
(2)在分析特征值屈曲模态时,将初始缺陷与之等同,其中规定变形量,将压力容器的制造加工中的最大误差设置为最大的变形量,最大的载荷为特征值屈曲载荷的1.2倍,在理论计算中,将材料设置为理想的弹塑性材料模型,加载的方式为弧长法。
(3)横坐标的选择过程中以最大的位移点与之对应,而将载荷作为纵坐标,绘制出位移-载荷的曲线图。
(4)在确定极限载荷时,采用两倍弹性斜率法,如下图1所示。
非线性屈曲分析法的好处是可以对任意的结构形状进行极限载荷求解,具有广泛性。压力容器在进行稳定性的分析时,长以安全系数来衡量结构的安全稳定性,在进行强度规定时,许用载荷不能超过极限载荷的2/3,也就是所谓的安全系数要大于1.5。精度与计算方法密切相关的,而将安全系数量化,可以反映压力容器的稳定性。
4.2 特征值屈曲分析
与非线性屈曲分析不同,特征屈曲分析是线性分析方式,对于预测理论屈曲强度具有较好的作用,但是针对一个理想的弹性结构而言的。例如,在计算外压圆筒的特征屈曲分析时,需要和米西斯公式结果相当,而分析压杆的稳定性时,计算特征值屈曲需要与欧拉解相当。特征值屈曲分析对于线性的情况比较实用,但是对许多结构不是线性的或初始缺陷的,其弹性屈曲强度处的分析精确度并不高。一般特征值屈曲分析的结果并没有非线性屈曲分析的精度高,特征值屈曲分析得出非保守结果的可能性较大,在实际的工程案例中应用并不广泛,下图2为结构屈曲过程的示意图。
5、工程应用分析
在某工程的夹套压力容器的分析中,夹套内的理论压力为0.5MPa,在其一端1430mm处有一内径为1185mm,厚度为35mm的接管,其外伸的长度为880mm。在经过线性屈曲分析(特征值屈曲分析)时,得到的临界载荷为3.47MPa;但经过非线性屈曲分析后得到的临界载荷为1.87MPa,其许用的外压力为0.86MPa,因而在设备的稳定性分析中,可以认为设备是安全的。
6、结束语
压力容器在日常的生活中比较常见,也是社会运转不可或缺的设备之一,但是压力容器往往因而高温高压工作的原因,出现失稳的情况,带来了一定的安全隐患,一旦发生较大的事故,将带来恶劣的影响。因而分析压力容器的失稳情况,并针对性的加以载荷的预测和分析,可以为减少此类事故打下较好的基础。论文中的压力容器的失稳以有限元分析为基础,但是有限元在实际的操作中会因为容器的不规则形状和载荷分布的不稳定型,精确性有待进一步的提高。
参考文献
[1]4732-1995,钢制压力容器-分析设计标准标准释义[S].
[2]4732-1995,钢制压力容器-分析设计标准[S].
中图分类号: TH49 文献标识码: A 文章编号:
一.前言
化工事业的发展对我国的经济的发展起着举足轻重的作用,化工压力容器更是现阶段化工企业生存发展的重要的设备保证。然而,由于我国当前的压力容器某些方面的技术尚不成熟以及设计人员等的主观方面的问题,使得我国的压力容器的安全性能不高,为了经济建设的发展和人民生命财产安全,就必须加大化工压力容器的安全、可靠性能的研究,不断的推进化工压力容器的设计方式的改进,促进我国化工事业的发展。笔者结合多年的理论研究和实际工作经验,对化工压力容器的可靠性的设计提出自己见解。
二.化工压力容器的概述及可靠性设计原理简述
1.化工压力容器的概述
化工压力容器是指化学工业生产和试验装置中的承受压力的容器。按其外径与内径的比值K的大小而分为薄壁容器(K≤1.2)和厚壁容器(K>1.2)。薄壁容器的受力可按二向(维)应力状态分析,厚壁容器因受力复杂,至少需按三向应力状态分析。按其承受压力的高低可分为低压容器(0.1≤p<1.6MPa),中压容器(1.6≤p<10MPa)、高压容器(10≤p<100MPa)和超高压容器(≥100MPa)。按其工艺过程则可分为反应容器、换热容器、分离容器、贮运容器等。按其受压特点则可分为内压容器和外压容器。高压容器按其结构制造特点又可分为热套式、多层包扎式和绕带式压力容器。
2.可靠性设计原理简述
假定压力容器的应力s、强度r都为随机变量,服从正态分布,将应力与强度的分布密度分别记为f(s)与g(r),均值分别为μs、μr,标准差分别为σs、σr。由应力一强度干涉模型(图1)。设计对象强度>应力的概率为:p(r―s>0),即为可靠度,用R表示,,β是失效概率的函数,可从正态概率积分表中查得,β越大,结构越可靠。强度和应力之差y=r-s为可靠性随机变量,亦服从正态分布,由正态分布函数特征性知其均值、标准差、β值分别为
可靠性设计就是根据应力和强度的统计特征,使设计出的平均强度满足可靠性要求,即
三.化工压力容器的设计要求
1.保证完成工艺生产:化工压力容器必须能承担工艺过程所要求的压力、温度、介质及具备工艺生产所要求的规格(直径、长度、容积)和结构(开孔接管、密封等)。
2.生产时安全可靠:化工生产的物料往往具有强烈的腐蚀性、毒性、易燃易爆,工作时内部储存着一定的能量,一旦发生破坏,容器内部储存的能量将在极短的时间释放出来,具有极大的摧毁力,因而必须安全可靠。
3.预定的使用寿命:影响化工压力容器使用寿命的主要因素是化工介质的腐蚀,它会使容器壳体壁厚减薄、甚至烂穿,因此在设计容器时必须考虑附加腐蚀裕量来保证满足使用年限的要求。
4.制造、检验、安装、操作和维修方便:提出这一要求的目的,一方面是基于安全性的考虑,因为结构简单、易于制造和检验的设备,其质量就容易得到保证,即使存在某些超标缺陷也能够准确地发现,便于及时予以消除;另一方面,这样做的目的也是为了满足某些特殊的使用要求,如对于顶盖需要经常装拆的试验容器,要尽量采用快拆的密封结构,避免使用螺栓连接;又如对于有清洗、维修内件要求的容器,需设置必要的人孔或手孔。
四.压力容器的点蚀及控制
1.压力容器的点蚀基本特征:金属在介质中表面上个别点或微小区域内,出现蚀孔或麻点且随时间推移不断向纵深发展形成小孔状腐蚀坑。
2.发生条件:容器内具有易钝化的金属,存在侵蚀性阴离子(例如Cl-)与氧化剂。
3.设计中对压力容器点蚀的控制:针对点蚀腐蚀,一般来讲加缓蚀剂为重要控制手段。缓蚀剂可以是无机缓蚀剂也可是有机缓蚀剂,可依据实际设计需要选取合适的缓蚀剂。选取含Cr、Mo、N元素的材料可有效提高抗点蚀能力。
五.压力容器的晶间腐蚀和控制
主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在而产生。
1.晶间腐蚀的特性:晶粒和晶界区的组织不同决定了其电化学性质不同,适当的环境下晶粒和晶界的差异才能显露出来。
2.控制措施:一是采取用超低碳钢,降低N、C、P等含量;二是添加少量稳定化元素Ti或Nb。
六.压力容器的应力腐蚀(SCC)及其控制
1.SCC的基本特征研:研究SCC的特征可以从宏观和微观两个方向分别入手。
一是宏观特征:SCC基本无可塑性变形;腐蚀部位具有局限性,并呈树枝状裂纹;主裂纹与导致裂纹的拉应力方向呈垂直状态;应力大小可影响裂纹和断口形态。二是微观特征:形式多样,可有穿晶、沿晶或混合型;其一般是由表面向内部逐步发展;腐蚀断面可有多种花纹。
2.SCC产生条件:一是SCC的产生必须具备一定拉应力。此拉应力主要来源于容器组装时期残留的拉应力,容器工作时所承受的热应力和工作应力,以及腐蚀发生后腐蚀产物膨胀所产生的应力。二是SCC的产生必须要有特定的介质。一些介质可以引起金属产生应力腐蚀断裂。介质条件可以随局部未知的浓缩变化而变化。三是不同材质的金属,对腐蚀的敏感性不同。一般情况下,纯金属材料比合金材料发生SCC的概率更小,不同组织具有不同敏感性,铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢不易“氯脆”。
3.设计中对SCC的控制:一是碱脆及其控制。锅炉钢易发生碱脆,在设计中可选用适当的碳钢,如宜用含C约0.20%的镇静钢,资料显示加入Al、Ti(0.2~0.7%)、Cr、稀土(
七.预防压力容器破裂问题的技术探讨
化学压力容器的破裂形式主要有五种,即:1.韧性破裂2.脆性破坏3.疲劳破坏4.腐蚀破裂5.蠕变破坏。现根据五种化学压力容器的破裂形式,有针对性的提出解决措施。
1.韧性破裂预防措施
韧性破坏的产生主要是由于材料所受应力过大,超过了容器的极限强度,因此在设计生产容器时,要确保所用材料具有足够厚度和强度,以满足实际工作需要、同时严格按照容器的工作参数进行操作,避免容器超工作参数运行情况的发生,同时应注重日常养护维修工作,保证容器各监测仪器的灵敏可靠度,使其真正发挥险前预警作用,同时若发现容器有明显塑性变形的情况下,应立即停止使用。
2.脆性破裂的预防措施
容器发生脆性破坏主要是由于材料的韧性太低造成的。因此在设计时应选用韧性良好的材料、同时制造焊接时应严格执行NB-T47015-2011《压力容器焊接规程》,尽量消除容器内部缺陷的产生。在实际使用中要加强监测,发现问题及时消除。
3.疲劳破裂的预防措施
疲劳破裂的产生是由于长期受到重复应力的作用,使得应力集中,在薄弱面产生裂缝引起的。因此在实际使用中应避免不必要的加压和卸载操作、同时在设计制造时要保证质量,使其能够发挥应有的功能。
4.腐蚀破裂预防措施
造成腐蚀破裂的原因是由于腐蚀介质与容器器壁接触发生反应,因此在实际使用中可以采取措施,避免介质与承压部件的接触,同时加强日常防护,将隐患消除与萌芽之中。
5.蠕变破裂的预防措施
蠕变破裂通常是在高温与应力共同作用的结果。在设计时要选择合适的材料,设计合理受力结构,满足高温与应力作用的要求、同时在使用中应尽量避免容器局部产生高温、同时经常养护维修,防止蠕变破裂事故的发生。
八.结束语
加强化工压力容器可靠性的设计具有重要的意义,它关系到我国经济的发展、化工科学的进步、化工企业的生存发展以及人民生命财产的安全。当前我国的化工压力容器的安全可靠性能还比较低,当然这是各种因素综合作用的结果,作为一名化工设计人员,我们有责任也有义务通过自己的努力,采取各种措施来加强化工容器的安全。
参考文献:
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[3]郑丽华郝俊文陈珏化工设备机械工学课程设计的改革与探索(被引用2次)[期刊论文]《化工高等教育》-2005年3期
前言
大庆油田天然气分公司每年的生产维修项目中,要求所有场站工程中安装的压力容器在安装前必须在施工现场进行压力试验,此项工作需由施工单位完成,以进一步确认设备在运输过程中制造质量未受影响,要求100%复检,但通常压力容器的现场复检多选择液压试验,所采用试验介质多选择中性洁净水,在这种情况下,我们应根据设备所盛装的介质不同来确定试验的方法和试验后应采取的处理措施,本论文简要介绍几种现场压力方法。
压力试验是压力容器制造完成后的最重要的检验过程,压力试验分为液压试验、气压试验和气、液组合试验。
一、压力容器的种类
压力容器,是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。压力容器的分类方法很多,从使用、制造和监检的角度分类,有以下几种。
1、按承受压力等级分为:容器、中压容器、高压容器和超高压容器。
2、按盛装介质分为:非易燃、无毒;易燃或有毒;剧毒。
3、按工艺过程中的作用不同分为:
①反应容器:用于完成介质的物理、化学反应的容器。
②换热容器:用于完成介质的热量交换的容器。
③分离容器:用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。
④贮运容器:用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。
下面以油气加工装置维修工程中常见的两类压力容器为例说明压力容器的现场压力试验:1、换热压力容器,2、贮运压力容器。
二、现场压力试验方法
1、换热压力容器
试验前准备:
施工单位在完成换热器吊装后准备对换热器做水压试验,试验先将换热器所有内表面清扫干净,各连接配件的紧固螺栓装配齐全,紧固妥当。压力试验用的法兰盖的压力等级必须与试验压力相匹配。压力试验使用2个压力量程相同并且经过校正的压力表。选用的压力表换热器器内的介质相适应,使用的压力表精度等级不低于1.5级,压力表刻度极限最高值为最高工作压力的2倍。表盘直径不小于100mm。压力表应安装在压力容器顶部便于观察的位置。压力试验场地拉设警示带,圈定作业范围,并应经过建设单位安全技术部门有关人员检查认可,无关人员不得在现场逗留。
试验温度:该换热器属于合金钢容器,液压试验时液体温度不得低于15摄氏度。现场水的温度测定为21摄氏度。
试验方法:试验时容器顶部设排气孔1个,待容器内充满中性洁净水后,将该孔关闭,并保持换热器观察表面的干燥。施工现场保障水源,当压力容器壁温与液体温度相近时,使用柱塞泵对换热器缓慢升压至设计压力,确认无渗漏后继续升压至规定的试验压力,保压30分钟,然后将压力降至规定试验压力的80%,保压足够长时间,对所有焊接接头和连接部位进行检查,经检查无渗漏后可泄压,如有渗漏,修补后重新试验。
液压试验完毕后,应容器内部洁净水排净,并用空气压缩机将内部吹干,检查期间,压力保持不变,严禁采用连续加压来保持压力不变,在压力试验液压过程中,不得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。
对于换热器现场进行压力试验时,应注意换热器中的特殊换热管,如外翅片管、内翅片管、螺纹管、波节管、T型管和缩放管等管型,在进行水压试验时很容易含水,也很难吹扫,除了用干燥空气遵照以上方法进行吹扫的外,还须用抽真空或注入氮气的办法来处理,这样多次反复进行,才能保证设备的安全。
2、贮运压力容器
压力容器盛装介质不与中性洁净水发生反应的设备,在进行以水作为操作介质的液压试验后,必须找到设备最低点将水放净,然后用干燥的空气进行吹扫,吹扫时建议将空气升压后,压力控制在0.3MPa,然后再排放,这样做可以防止设备试压后不能马上安装而造成设备腐蚀,或设备内残留水分影响设备的运行。
压力容器所盛介质为特殊介质,如氨、丙烷、油等特殊介质,这时采用水介质做液压试验应该采取以下措施,
找设备最低点将水排除,然后把最低点封住,在最低点只留一个与进气口直径大小一样的排放孔,并用阀门控制其开启,然后用干燥的空气进行吹扫,空气必须升压,压力控制在0.5-0.8MPa之间,打开控制阀门,放净空气,多次重复上述工作,直到没有水气出现为止,可以用白纸进行试验干燥的情况,经检验合格后,用抽真空或用氮气充满的办法来保护设备,再进行安装,防止在安装过程中进入水气,尤其在多雨季节。
三、检验标准
1、液压试验合格标准
液压试验的压力容器符合下列条件为合格:1、无渗漏,2、无可见变形,3、无异常声响。
2、气压试验合格标准
气压试验的压力容器符合下列条件为合格:
试验过程中无异常的声响;
经肥皂液或其他检漏液检查无泄气;
无可见的变形。试验所用气体应为干燥洁净的空气、氮气或者其他气体。
结论:
根据压力容器的不同种类,有针对性地进行现场复检,特别是在安装工程中的水压试验是十分必要的,且操作起来并不困难,具有重要的现实意义。
一、引言
随着现代工业的发展,对产品质量和结构安全性,使用可靠性提出越来越高的要求,由于无损检测技术具有不破坏试件,检测灵敏度高等优点,所以其应用日益广泛。目前对压力容器的检测方法有多种,本文主要介绍无损检测的常用技术如射线、超声、磁粉和渗透及新技术如声发射、磁记忆等。
二、无损检测方法
现代无损检测的定义是:在不损坏试件的前提下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构,性质,状态进行检查和测试的方法。
(一)射线检测
射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外,对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。
射线检测方法可获得缺陷的直观图像,对长度、宽度尺寸的定量也比较准确,检测结果有直观纪录,可以长期保存。但该方法对体积型缺陷(气孔、夹渣)检出率高,对体积型缺陷(如裂纹未熔合类),如果照相角度不适当,容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件,且检测成本高、速度慢,同时对人体有害,需做特殊防护。
(二)超声波检测
超声检测(Ultrasonic Testing,UT)是利用超声波在介质中传播时产生衰减,遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。
超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹,还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。
该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点,且超声波探伤仪体积小、重量轻,便于携带和操作,对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷,此外,该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。
(三)磁粉检测
磁粉检测(Magnetic Testing,MT)是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。
在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段,磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。
磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快,检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料,工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。
(四)渗透检测
渗透检测(PenetrantTest,PT)是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷,其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中,用去除剂清除多余渗透液后,用显像剂表示出缺陷。
渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料,如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用,必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块,使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。
该方法操作简单成本低,缺陷显示直观,检测灵敏度高,可检测的材料和缺陷范围广,对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验,对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高,还可用于磁粉检测无法应用到的部位。
(五)声发射检测
声发射(Acoustic Emission,AE)是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。
压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号,根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。
声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的,对缺陷的变化极为敏感,可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息,检测灵敏度很高。此外,因为绝大多数材料都具有声发射特征,所以声发射检测不受材料限制,可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。
(六)磁记忆检测
磁记忆(Metal magnetic memory, MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法,其本质为漏磁检测方法。
压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响,易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹,在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位,它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查,从而发现焊缝上存在的应力峰值部位,然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析,以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。
磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备,不要求专门的磁化装置,具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区,能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域,能显示出裂纹在金属组织中的走向,确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法,除早期发现已发展的缺陷外,还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息,并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法,在实际应用中,必须辅助以其他的无损检测方法。
三、展望
作为一种综合性应用技术,无损检测技术经历了从无损探伤(NDI),到无损检测(NDT),再到无损评价(NDE),并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来,新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。
参考文献
[1]魏锋,寿比南等. 压力容器检验及无损检测:化学工业出版社,2003.
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[3]沈功田,张万岭等.压力容器无损检测技术综述:无损检测,2004.
中图分类号:TK22文献标识码: A
伴随我国社会经济的稳步发展,科学技术以及工业化水平的不断提高,在现代工业化的生产中,不断涌现出先进的工业设备。而锅炉压力容器作为重要组成部分,也是常见的工业设备之一。在长期运转的过程中,质量会直接受到影响。锅炉压力容器工作状态不仅仅影响到工业化水平,还与工业生产活动的质量有着直接的关系,为了确保锅炉压力容器工作顺利进行,就需要定期对锅炉压力容器进行检验。检验时,应分析检验中所出现的问题,从实际运行情况着手,采取有效的预防事故对策。
1 锅炉压力容器概况
锅炉压力容器是一种特种设备,其在特定的压力和特定的温度条件下工作时,拥有非常高的爆炸危险性,原因取决于其特殊的操作条件和结构形式。爆炸事故是灾难性的,后果极其严重。锅炉压力容器事故不仅仅对企业生产秩序造成影响,严重的会影响到正常社会生活、危及人民群众的生命和财产安全。这就需要在进行锅炉压力容器检验时,提高检验工作的质量,有效预防事故的发生。
2 锅炉压力容器检验中的问题
以锅炉压力容器的使用范围和相关设备种类为前提,进行锅炉压力容器检验,容器内部各项部件应通过化学、物理等方法进行整体、全面的检验。锅炉压力容器检验中出现危险事故因设备检验方法、用途、结构的不同而引发。在检验锅炉压力容器时,最常见的事故有:1)人为因素,人为因素会导致一定程度的事故,还有对操作人员身体造成的伤害等。例如:检验人员因误操作造成的危险、指挥性错误、强烈冒险意识情绪化等心理异常情况、患有心脏病、患有晕高病及高血压、体力不支、视力不好、听力不佳等等;2)环境因素,因环境因素造成的事故通常表现为人体的窒息、缺氧和损伤,例如:通风方式不良、通风系统不合格、内部空间不足、不良环境中作业等。由该因素所造成的事故危险也较为常见;
3 锅炉压力容器检验策略
3.1材料质量
作为锅炉压力容器的基础部分,锅炉压力容器材料的质量对锅炉密封性、压力容器刚度等都有着直接的影响。在实际的工作中,为了能够确保锅炉压力容器质量,有关单位就应该控制采购材料的范围,在对其控制的过程中,对锅炉压力容器材料进行控制时,先采取选用的方式,材料在验收合格后才允许发送以及保管、存放。因此,在实际控制工作中,为了有效避免因材料的质量问题对锅炉压力容器的正常工作产生影响,就应该待材料合格后,再检验、验收锅炉压力容器材料。
3.2焊接质量
在实际工作中,制造锅炉压力容器的重要方法之一就是焊接,锅炉压力容器焊接质量取决于封头和筒节之间、平板拼接之间的有序工作。通常情况下,锅炉压力容器对焊接接头进行焊接时,为了确保焊接的质量,会以相应程序图样和文件或者质量管理制度为依据。首先管理控制焊接材料,再根据焊工资格、焊工设备、具体工艺标准等组对焊接。为了给日后质量控制提供根据,应记录相应焊接过程。
3.3制造质量
进行实际加工前,作为锅炉压力容器的关键环节,锅炉压力容器制造首先应明确相关工艺以及相应工艺流程,并以周密研究设计图纸为前提准备。生产的过程中,为了避免出现相应故障,车间工作人员需严格按照标准规范和规章制度开展工作,为确保工艺流程科学、合理性,人员不得根据自己的想法进行操作,应使锅炉压力容器检验工作安全、顺利进行。在实际的工作中,为了进一步确保锅炉压力容器质量,应编制审批相应工艺,并审查其工作图样。为便于分析实际出现的问题,制出相应模型。
3.4检验质量
在实际工作中,锅炉容器检验质量的一部分就是检验质量工作,为确保锅炉能够正常运行,以及运行过程中锅炉容器的质量,检验质量工作具有着十分重要的意义。锅炉容器质量的检验如果超出了允许值,就必须修复锅炉压力容器,且严禁 输出存在缺陷的、质量不达标的。为了控制锅炉容器质量,就应该严格按照检验程序进行专检、互检、自检,其标准依据相应的规章制度。并且,在生产的过程中,专门的检验人员也应对产品进行逐一检查,这样可有效避免锅炉压力容器产品的质量事故,输出不达标的产品。在实际的工作中,严格检验锅炉压力容器,并建立相应的控制点。
4 检验工作中预防事故安全对策
要促进工业生产正常化、确保工业化稳步发展,相关设备的安全运行是非常重要的安全手段。采取科学的预防事故安全措施,才能有效防止危险因素所致的事故发生。
4.1人为因素与环境因素预防对策
应对检验人员进行定期的培训,并制定科学的误操作预防制度,选择身体健康人员就业,重视加强人员体能训练。而要杜绝环境因素导致的故事,可选择明确的通风方式,并在内部检验系统中设置试试状态标识,另外要设置内外监控联络人员。
4.2压力试验对策
要尽可能配备与压力等级相匹配的压力表和设备,以免造成危害。可先通过压力试验来进行预防。选择试验介质时,不能使用易燃易爆或者有毒的气体作为气压试验的气体,且必须选择使用纯净水作为水压试验的介质。科学的试验应严格依照指导书进行,人员责任要加强。
4.3腐蚀性、有毒物质预防对策
要彻底收集和吹扫带有腐蚀性或有害有毒物质。在进行多点测试的同时,派专人保护酸碱物质,操作人员在进行检验工作时,也必须要注意防腐蚀、防毒用具的佩戴。
4.4易爆易燃预防对策
在锅炉压力容器的检验中,最不能出现的就是易爆易燃事故。检验工作人员在吹扫彻底进行后,抽样应尽可能多点,检验过程中禁止施焊或动用明火,要高度重视抽样测试。
4.5预防粉尘对策
在锅炉压力容器检验工作中,绝对不能忽视粉尘所造成的危害,对该危害可进行人工清扫,彻底对沉降物实施清扫是主要的预防对策,工作人员在进行检验时,切忌使用机械进行吹扫,并且应注意防护面具等防护工具的佩戴。
4.6预防运动物体的对策
第一,针对炉膛内部结焦材料而言,在没有全面清除危险品之前,不能私自闯入,应做外部保温层的全面、整体检验。第二、轻拿轻放拆装的部件和检测的工具,特别是比较小的零部件,不要任意抛接或随意丢失,为了防止丢失可采取系保险绳的措施。最后,检验活动如果正在低层进行和开展时,施焊的工作禁止出现在上部。为了有效防止火灾的出现,必须要对需要施焊的活动进行明确标识。
4.7预防电磁辐射与电危害对策
预防电磁辐射时,操作人员应穿戴放辐射产品,在工作中严格依照指导书进行操作;应派专人保存、保护放射源;在设备作业时间内,与工作关系不相干的人员禁止入内,并加大工作人员监督力度;在警戒区以及作业区内,应悬挂明显的警示标识,通过以上手段可有效预防电磁辐射。预防电危害,首先可使用安全电压;第二,要对避雷装置细致、认真的检查,并加强对绝缘用品的使用,例如:靴、鞋、手套等;第三,全面、整体地检查设备的检验接地的保护装置,在安装漏电保护装置时应给予高度重视。
参考文献
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