壓力容器缺陷對于裝備性能以及安全影響非常大，出了事故后悔不過來不及的。壓力容器究竟均有哪些缺陷？你知道該如何避免嗎？

 

★ 壓力容器的常見缺陷★

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于其安全性的影響★

容器于制造過程之中產(chǎn)生的另一種缺陷是造成殼體幾何形狀的絕不連接，如凹凸不平、接縫角變形等。各種回轉(zhuǎn)殼體于內(nèi)壓作用之下的應(yīng)力和它的曲率半徑有關(guān)。

曲率半徑不同的兩種殼體連接于一起時，因為應(yīng)力不同，所產(chǎn)生的變形亦絕不一樣。但是它們亦互相約束，并且從此于交接處引起剪力與彎矩，使殼體產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，造成這么高的局部應(yīng)力。

一般說來，直徑大因而深度小的凹陷，幾何形狀的變化較緩和，所產(chǎn)生的影響亦小。于容器制造過程之中產(chǎn)生的封頭凹凸絕不平，一般均是變化較緩和的。

 

內(nèi)應(yīng)力的影響

一般來說，冷變形量愈大，所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力亦愈大。容器殼體之上殘存的內(nèi)應(yīng)力即便不致產(chǎn)生裂紋，亦會加劇壓力容器的疲勞破裂與應(yīng)力腐蝕破裂。

 

★ 化工容器進行氣密試驗試驗壓力如何確定★

對于化工容器進行氣密試驗重要是借以檢驗容器的嚴(yán)密性。作過氣壓強度試驗，并且經(jīng)過檢查合格的容器可絕不另外做氣密性試驗。

氣密性試驗必需于液壓試驗合格之后進行，其試驗壓力作為設(shè)計壓力的1.05倍。試驗時壓力應(yīng)緩慢上升，達到規(guī)定試驗壓力之后保壓10min，接著降至設(shè)計壓力，于焊縫與連接部位進行滲漏檢查。

小型容器亦可浸入水中檢查。例如有泄漏，修補之后再次進行液壓試驗與氣密試驗。

 

★ 低、之中、高壓容器之內(nèi)、內(nèi)部狀況等級檢查的內(nèi)容★

1、內(nèi)部檢查

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

（2）之外表面的腐蝕，保溫層破損、脫落、潮濕、跑冷；相鄰管道或是構(gòu)件的非常振動、響聲、互相摩擦。

（3）支承或是支座的損壞，基礎(chǔ)沉降、傾斜、開裂，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（試點檢查下列部位）

（1）筒體和封頭的連接、角接、搭接、布置絕不合理的焊接；

（2）方形孔、人孔、檢查孔和補強；

（3）封頭、支座、支承；

（4）法蘭以及排污口。

3、幾何尺寸檢查可依據(jù)原始資料進行下列內(nèi)容檢查）

（1）縱、環(huán)焊縫對于口錯邊量、棱角度，焊縫余高，角焊縫的焊縫厚度與焊角尺寸以及布置絕不合理的焊縫；

（2）同一斷面之上最為大直徑和最為小直徑，封頭表面、直邊高度與縱向皺折，不等厚板（鍛）件對于接接頭未曾進行削薄過分的超差情況；

（3）直立壓力容器與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）腐蝕和機械損傷測定其深度、直徑、長度和分布，并且標(biāo)圖記錄。對于非正常的腐蝕，應(yīng)查明原因。

（2）表面裂紋

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

有下列情況之一的，應(yīng)進行絕不小于焊縫長度20%的表面探傷檢查；

材料強度級別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，檢驗員應(yīng)依據(jù)可能存在的潛在缺陷，確定增加表面探傷的百分比；

如仍然發(fā)現(xiàn)裂紋，亦應(yīng)進行全部焊縫的表面探傷檢查。除此之外要更進一步的檢查之外表面的焊縫可能存在的裂紋缺陷。

之內(nèi)表面的焊縫已經(jīng)有裂紋的部位，對于其相應(yīng)之外表面的焊縫應(yīng)進行抽查。

2）對于應(yīng)力集中部位、變形部位、異種鋼焊接部位、工卡具焊跡、電弧損傷處與易產(chǎn)生裂紋部位，應(yīng)試點檢查。

3）有晶間腐蝕傾向的，可采用金相檢驗或是錘擊檢查。錘擊檢查時，用0.5～1.0kg的手錘，敲擊焊縫兩邊或是其他部位。

４）繞帶式壓力容器的鋼帶始、末端焊接接頭，應(yīng)進行表面裂紋檢查。

（３）焊縫咬邊上檢查

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

變形以及變形尺寸測定，可能伴生的其他缺陷及變形原因分析

5、壁厚測定

（1）測定點的位置應(yīng)有代表性，并且有足夠的測定點數(shù)。

測定之后應(yīng)標(biāo)圖記錄。測定點的位置，一般應(yīng)選擇下列部位：

1）液位常常波動部位；

2）易腐蝕、沖蝕部位；

3）制造成型時，壁厚減薄部位與使用之中產(chǎn)生變形的部位；

4）檢查表面缺陷時，發(fā)現(xiàn)的可疑部位。

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

6、材質(zhì)

（1）重要受壓元件材質(zhì)的種類與牌號一般應(yīng)查明。

材質(zhì)不明者，對無特殊要求的鋼制壓力容器，允許按照鋼號Q235材料強度的下限值，進行強度校核；

對槽、罐車與有特殊要求的壓力容器，必需查明材質(zhì)。 對已進行過此項檢查，而且已經(jīng)作出明確處理的，不必重復(fù)檢查。

（2）重要受壓元件材質(zhì)是否劣化，可依據(jù)具體情況，采用化學(xué)分析、硬度測定、光譜分析或是金相檢驗等，予以確定。

7、有覆蓋層的壓力容器

（1）保溫層是否拆除，應(yīng)依據(jù)使用工況與外部環(huán)境條件因而定。有下列情況之一者，可絕不拆除保溫層。

1）制造時對于焊縫全部表面已經(jīng)探傷合格；

2）對于有代表性的部位局部抽查，未曾發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷；

3）外部環(huán)境沒侵入或是跑冷；

4）外部環(huán)境有可靠的防腐蝕措施；

5）有類似使用經(jīng)驗的；

6）檢驗員認(rèn)為沒有必要的。

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

（3）使用奧氏體不銹鋼堆焊襯里的，例如發(fā)現(xiàn)襯里破壞、龜裂、剝離與脫落等。對非金屬材料作襯里的，例如發(fā)現(xiàn)襯里破壞、龜裂或是脫落，或是于運行之中本體壁溫出現(xiàn)異常，應(yīng)局部或是全部拆除襯里，查明本體的腐蝕狀況或是其他缺陷。

（4）對上下表面有覆蓋層的，應(yīng)先行按照本題2、4檢查之內(nèi)表面，例如發(fā)現(xiàn)有裂紋等嚴(yán)重缺陷，亦應(yīng)于之外表面局部或是全部拆除覆蓋層，進行檢驗。

8、焊縫埋藏缺陷檢查

（1）有下列情況之一時，一般應(yīng)進行射線探傷或是超聲波探傷檢查，必要時也應(yīng)互相復(fù)驗。

1）制造中焊縫歷經(jīng)兩次超過返修或是使用過程之中焊縫補焊過的部位；

2）檢驗時發(fā)現(xiàn)焊縫表面裂紋，認(rèn)為需要進行焊縫埋藏缺陷檢查的；

3）錯邊量與棱角度有嚴(yán)重超標(biāo)的焊縫部位；

4）使用之中出現(xiàn)焊縫泄漏的部位和兩端延長部位；

5）用戶要求或是檢驗員認(rèn)為有必要的部位。 已經(jīng)進行過此項檢查，再度檢驗時，如無異常情況，一般可不必復(fù)查。

（2）檢驗方法與抽查數(shù)量，改由檢驗員依據(jù)具體情況確定。

9、安全附件檢查

依照有關(guān)安全附件規(guī)定，進行安全附件檢查。

10、緊固件檢查

對于高壓螺栓應(yīng)逐一清洗。檢查其損傷與裂紋情況，必要時應(yīng)進行表面無損探傷。應(yīng)試點檢查螺紋以及過渡部位的無環(huán)往裂紋。

低、之中、高壓容器之內(nèi)、內(nèi)部安全狀況等級檢查周期

（1）內(nèi)部檢查。

是指專業(yè)人員于壓力容器運行之中的定期在線檢查，每年大約一次。

（2）內(nèi)外部檢驗。

是指專業(yè)檢驗人員，于壓力容器停機時的檢驗，其期限分為： 安全狀況等級為1~3級的，每隔6年到少一次； 安全狀況等級作為3~4級的，每隔3年到少一次。

（3）耐壓試驗。

是指壓力容器停機檢驗時，所進行的超過最高工作壓力的液壓試驗或是氣壓試驗，其周期每10年大約一次。內(nèi)部檢查與內(nèi)外部檢驗內(nèi)容以及安全狀況等級的規(guī)定，見《于使用壓力容器檢驗規(guī)程》。

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

（1）介質(zhì)對于壓力容器材料的的腐蝕情況不明、介質(zhì)對于材料的腐蝕速率大于0.25mm/a，及設(shè)計者所確定的腐蝕數(shù)據(jù)嚴(yán)重絕不準(zhǔn)確的；

（2）材料焊接性能差，于制造時曾經(jīng)多次返修的；

（3）首次檢驗的；

（4）使用條件差，管理水平低的；

（5）使用期限超過15年，經(jīng)過技術(shù)鑒定，確認(rèn)絕不能按照正常檢驗周期使用的；

（6）檢驗員認(rèn)為應(yīng)該縮短的。

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

（1）非金屬襯里層完好的，但是其檢驗周期絕不應(yīng)超過9年；

（2）介質(zhì)對于材料的腐蝕速率低于0.1mm/a或是有可靠的耐腐蝕金屬襯里的壓力容器，透過一到二次之內(nèi)內(nèi)部檢驗，確認(rèn)符合原要求的，但是絕不應(yīng)超過10年；

（3）裝有觸媒的反應(yīng)器及裝有充填物的大型壓力容器，其定期檢驗周期改由使用單位依據(jù)設(shè)計圖樣與實際使用情況確定。

 

★ 壓力容器焊接之中產(chǎn)生熱裂紋的原因★

熱裂紋均是沿著焊縫金屬中樹狀結(jié)晶的交界處發(fā)生并且發(fā)展的。

最為常見的情況是于焊縫下方沿著焊縫長度方向開裂，有時候于焊縫外部分布兩個樹枝狀晶粒間。熱裂紋均產(chǎn)生于晶界處，這說明于焊縫結(jié)晶過程之中晶界是個薄弱地帶。

產(chǎn)生熱裂紋的原因便是焊縫之中有液態(tài)間層存在，與結(jié)晶過程之中焊縫受到拉應(yīng)力的作用。存在液態(tài)間層是發(fā)生熱裂紋的根本原因，因而拉應(yīng)力是熱裂紋的必要條件。

并且絕不是整個結(jié)晶過程的末期，于固相線鄰近便是產(chǎn)生熱裂紋的危險溫度區(qū)。

近縫區(qū)的金屬一樣加熱到非常高溫度（略低于熔點），假如近縫區(qū)母材的晶界有雜質(zhì)或是低熔點共計晶存在，于熱的作用之下便于熔化，在晶界處形成液態(tài)間層，冷卻過程之中出現(xiàn)的拉應(yīng)力便會使近縫區(qū)產(chǎn)生熱裂紋。

于焊縫熱裂紋與近縫區(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)，亦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★

缺口和端部小面積材料的狀態(tài)是決定一個構(gòu)件是否呈脆性狀態(tài)破壞的重要因素，常見的許多脆性破壞皆始在缺口或是裂紋的端部。

其原因在于，如果受拉伸的構(gòu)件存在缺口（裂口）時，因為其不連續(xù)性，亦拉伸應(yīng)力絕不可能傳到裂紋的橫>截面，加到裂紋區(qū)域的載荷，亦遭傳到裂紋尾部的一個小區(qū)域之內(nèi)，這樣于該處便產(chǎn)生一個高的局部集中應(yīng)力與應(yīng)變。

或許裂紋愈來愈長，亦局部應(yīng)力與應(yīng)變愈大。 裂紋端部的局部應(yīng)力隨著施加應(yīng)力增加因而增大，不久達到材料的屈服強度，這便會使橫截面積縮小。

因而鄰近裂紋面的材料，于拉伸方向是沒有應(yīng)力的，這部分材料把阻止裂紋端部小體積金屬的變形，這種約束把產(chǎn)生另外兩個方向的二次應(yīng)力，這便于裂紋端部小體積材料之內(nèi)產(chǎn)生三向拉伸應(yīng)力，此三向應(yīng)力狀態(tài)絕不允許材料厚度方向產(chǎn)生收縮或是變形，乃所謂平面應(yīng)變狀態(tài)。

依照第三強度理論，如果三個主應(yīng)力之中最為大和最為小主應(yīng)力也為拉伸應(yīng)力，因此最為大主應(yīng)力可以超過材料單向拉伸時的屈服應(yīng)力，也即因為缺口的存在，在缺口端部小體積材料產(chǎn)生一個三向拉伸應(yīng)力系統(tǒng)。

它提高了屈服應(yīng)力，除此之外反而降低了延性，故而于一定條件之下產(chǎn)生脆性破壞。