培训资料

时间:2024.4.20

1.       设备管理:

1.1.    设备使用管理

1.1.1.      设备台账与档案管理  
   设备办理入库后,要及时按照《机械设备管理标准》要求,建立设备台账与设备档案,内容要齐全,资料要规范。同时,将设备相关信息录入公司物资装备管理网中,便于公司及时掌握设备的技术状况,掌握设备的使用状况与分布,有利于对设备进行有效管理。

1.1.2.   现场设备管理组织机构与制度  
   
抓好现场设备管理工作,一要靠组织,二要靠制度。首先,建立设备管理组织机构,合理配备设备管理人员和设备维修人员,只有组织落实,人员到位,才能较好的开展设备管理工作。其次,应建立设备管理制度,现场设备管理应建立以下基本制度。 

设备包机制:包机到人,明确责任和义务,建立奖惩机制。

管道包机:公司有意让工艺人员参与到管道的包机管理中。主要是宏观检查,检查重点部位在下面。

档案管理制度:重要性。

2.       压力容器技术参数

压力容器的技术参数是设计、制造、使用和检验等方面的主要依据。这些参数主要为设计压力、设计温度、工程直径等。

设计压力

压力容器的设计压力指设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力。

设计温度

设计温度 指容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值)设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。标 志在铬 牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最低值。

公称直径

压力容器的公称直径是按容器零部件规范化系列而选定的壳体直径。焊接的圆筒形容器公称直径指它内径,无缝钢管制作的圆筒形容器公称直径指它外径。

另外介绍几个相关的概念:

①工作压力 指在正常工作情况下,容器顶部可能达到最高压力.

②计算压力 指在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时,可忽略不计。

③试验压力 指在压力试验时,容器顶部的压力。

④试验温度 指压力试验时,壳体的金属温度。

⑤最高工作压力是工作过程中容器顶部可能发生的最高表压。

3.  压力容器常见结构型式

压力容器的结构有很多种,最常见的就是圆筒形容器、球形容器、箱形容器、锥形容器等。下面就简单介绍下这几种形式的压力容器。

1、圆筒形容器

    圆筒形容器的几何形状特点是轴对称,外观没有形状突变,因而受载应力分布也较均匀,承载能力较高,与球形容器相比,受力状态虽不如球形容器,但制造方便,质量易得到保证,工艺内件易于安排装拆,可用作任何用途的容器。与其他形式容器相比,受力状态要理想得多。故圆筒形容器是目前使用最广泛的一种压力容器。

2、球形容器

球形容器的本体是一个球壳,通常采用焊接结构,由于球形容器一般直径都较大,难以整体成形,大多由许多块预先按一定尺寸压制成型的球面板拼焊而成。综合面积及厚度的因素,故球形容器与相同容积、工作压力、材料的圆筒形容器相比,可节省材料30%~40%。 球形容器制造复杂、拼焊要求高,而且作为传质、传热或反应的容器时,因工艺附件难以安装,介质流动困难,故广泛用作大型贮罐;也可用作蒸汽直接加热的容器,可以节省隔热材料,减少热量损失,如造纸行业用于蒸煮纸浆的蒸球。

3、箱形容器

   箱形结构容器分为正方形结构及长方形结构两种。由于其几何形状突变,应力分布不均匀,转角处局部应力较高,所以这类容器结构不合理,较少使用。一般仅用作压力较低的容器,如蒸汽消毒柜及化纤设备的加热箱体。

4、锥形容器

单纯的锥形容器在工程上很少见,其连接处因形状突变,受压力载荷时将会产生较大的附加弯曲应力。一般使用的是由锥形体与圆筒体组合而成的组合结构。这类容器在锥形体与圆筒体结合部仍存在较大局部应力,故这类容器通常因生产工艺有特殊要求时采用,锥形体作为收缩器或扩大器以逐渐改变流体介质的流速,或者作为锥底以便于粘稠、结晶或固体物料排除。

      介质压力(内压、外压或压差)

      液体静压力

      容器的自重(含内件和填料)

      附属设备(隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台)重量;

      风载荷、地震力、雪载荷;

      支座反力。

三、压力容器的分类

1、按容器所承受压力分类

      低压容器( L ):0.1≤P< 1.6MPa;

      中压容器(M): 1.6≤P < 10MPa;

      高压容器(H): 10≤P < 100MPa;

      超高压容器(U): P ≥100MPa。

2、按设计温度分类

      低温容器t ≤ -20℃

      常温容器-20℃<t < 450 ℃

      高温容器t≥450 ℃

3、按在生产工艺过程中的作用原理分类

      反应压力容器(代号R):

      换热压力容器(代号E):

      分离压力容器(代号S):

      储存压力容器(代号C其中球罐代号B):

4、按照安全的重要程度分类

1.         下列情况之一的,为第三类压力容器:

1)    高压容器;

2)    中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);

3)    中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且压强和体积的(PV)乘积大于等于10MPa·m3);

4)    中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于0.5MPa·m3);

5)    低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质,且PV乘积大于等于0.2MPa·m3);高压、中压管壳式余热锅炉;中压搪玻璃压力容器;

6)    使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa)的材料制造的压力容器;

7)    移动式压力容器,包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车[液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车]和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等;

8)    球形储罐(容积大于等于50m3);

9)    低温液体储存容器(容积大于5m3)。

2.         下列情况之一的,为第二类压力容器(本条第一款规定的除外):

1)  中压容器;

2)  低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);

3)  低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质);

4)  低压管壳式余热锅炉;

5)  低压搪玻璃压力容器。

3.         低压容器为第一类压力容器(本条第1款、第2款规定的除外)

五、压力容器常用钢材

压力容器常用的钢管牌号有:碳素钢管10、20、20g。低合金钢管16Mn、12CrMo等。石油化工常用的不锈钢有0Cr13、0Cr17Ti、0Cr17Mn3Mo2N。低温(-20℃)容器用钢,要求在最低使用温度下仍具有较好的韧性,以防产生脆性破坏。高温容器用钢:400—500℃范围用锰钒钢;500—600℃用铬钼钢。

1.  压力容器用钢的主要力学性能
力学指标主要包括强度、塑性、硬度、和韧性等

1.1.  强度: 屈服强度:指钢材在开始塑性变形时单位面积上所承受的拉力,表明材料抵抗塑性变形的能力。
抗拉强度:材料在断裂前单位面积上所承受  的最大拉力,是材料承受能力的极限,表明钢材抵抗断裂的能力。

1.2.  蠦变极限:反应材料高温下的变形问题。

1.3.  持久强度:反应材料高温下的变形问题。

2. 不锈钢:奥氏体不锈钢可用于:使用压力不限、使用温度为-196~700℃。使用的介质条件为:① 介质腐蚀性较强;② 防铁离子污染;③ T>500℃的耐热钢或T<-100℃的低温用钢。

2.1.  奥氏体不锈钢既是耐酸钢,又是耐热钢。从耐腐蚀性能来说,需降低含碳量;从耐高温性能来说,需适当提高含碳量。

2.2.  为防止奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀,一般采用降低不锈钢的含碳量,可采用00Cr或0Cr,而不采用1Cr。(含碳量低,晶间不会发生贫Cr现象)

2.3.    奥氏体不锈钢在高温条件下使用时(>525℃),钢中含碳量应不小于0.04%,(即采用1Cr或0Cr,而不采用00Cr)。因为使用温度高于525℃时,钢中含碳量太低,强度和抗氧化性会显著下降,因此超低碳不锈钢和双相不锈钢都不可用作耐热钢。

2.4.    奥氏体不锈钢在常温和低温下有很高的塑性和韧性,不具磁性。在许多介质中有很高的耐蚀性,其中铬是抗氧化性和耐蚀性的基本元素。合金中含碳量的增加将降低耐蚀性能,所以该含碳量0.08~0.12%左右为高碳级不锈钢,钢号前以“1”表示。含碳量0.03<C<0.08%为低碳级不锈钢,钢号前以“O”表示。含碳量≤0.03%为超低碳级不锈钢,钢号前以“00”表示。

2.5.  可能引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的电解质主要是酸性介质,如工业醋酸、甲酸、铬酸、乳酸、硝酸(常温稀硝酸除外)、草酸、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、尿素反应介质等。对于以防止铁离子污染为目的的奥氏体不锈钢设备,则不需要进行晶间腐蚀倾向性试验。

3.  材料的几种破坏形式

3.1. 晶间腐蚀:不锈钢在725℃时发生的晶间貧Cr现象。
            防止或减缓晶间腐蚀的措施:
 a.选用抗晶间腐蚀的合金,加入Ti、Ni等;
 b.选择合适的热处理工艺。固溶处理。
 c.降低钢中的含碳量

3.2.  应力腐蚀:是指金属在应力(拉应力)和腐蚀介质的共同作用下(并有一定的温度条件)所引起的脆性开裂。可产生应力腐蚀破坏的环境组合主要有:

3.2.1.  碳钢及低合金钢:碱液、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢、醋酸等;

3.2.2.  奥氏体不锈钢:氯离子、氯化物+蒸汽、湿硫化氢、碱液等;

3.2.3.  含钼奥氏体不锈钢:碱液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸铜的水溶液等;

3.2.4.  黄铜:氨气及溶液、氯化铁、湿二氧化硫等;

3.2.5.  防止措施:焊后消除应力热处理。

3.3. 氢腐蚀:分为氢鼓包、氢脆、氢蚀。

3.3.1. 氢鼓包

定义:氢原子扩散到金属内部(大部分通过器壁),在另一侧结合为氢分子逸出。如果氢原子扩散到钢内空穴,并在该处结合成氢分子,由于氢分子不能扩散,就会积累形成巨大内压,引起钢材表面鼓包甚至破裂的现象称为氢鼓包。低强钢,尤其是含大量非金属夹杂物的钢,最容易发生氢鼓包。产生氢鼓包的腐蚀环境:介质中通常含有硫化氢、或者砷化合物、或者氰化物、或者含磷离子等毒素。这些介质阻止了放氢反应。

预防措施:消除毒素介质;如果不能消除,选用空穴少的镇静钢,也可采用对氢渗透低的奥氏体不锈钢。或者采用镍衬里、衬橡胶衬里、塑料保护层、玻璃钢衬里等;有时加入缓蚀剂。

体心立方晶格的致密度为0.68(即晶格中有68%的体积被原子所占据,其余为空隙),配位数为8(配位数越大,原子排列越紧密,空隙越小);面心立方晶格和密排六方晶格的致密度为0.74,配位数为12。

3.3.2. 氢脆

定义:在高强钢中金属晶格高度变形,氢原子进入金属后使晶格应变增大,因而降低韧性及延性,引起脆化,这种现象为氢脆。氢脆与钢内的空穴无关,所以仅仅靠使用镇静钢无效。预防措施:选用对氢脆不敏感的材料,如选用含Ni、Mo的合金钢。在制造过程中,尽量避免或减少氢的产生。

3.3.3. 氢蚀

定义:在高温高压环境下,氢进入金属内与一种组分或元素产生化学反应使金属破坏,称为氢蚀。如在200℃以上氢进入低强钢内与碳化物反应生成甲烷气体,这种气体占有很大体积使金属内产生小裂缝及空穴,从而使钢变脆,在很小的形变下即破裂。这种破裂没有任何先兆,是非常危险的。预防措施:选用抗氢钢。可选用16MnR(HIC)、15CrMoR(相当于1Cr-0.5Mo)、14Cr1MoR(相当于1.25Cr-0.5Mo)、2Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V、3Cr-1Mo-0.25V等。抗氢钢中的Cr和Mo能形成稳定的碳化物,这样就减少了氢与碳结合的机会,避免了甲烷气体的产生。

氢在常温常压下不会对铁碳合金引起氢腐蚀。当温度在200℃~300℃时会发生“氢脆”,金属在高温下与氢反应生成甲烷,甲烷气在晶界空隙内引起裂纹,使材料的塑性降低。因此,使用温度<220℃,可不考虑氢腐蚀,而设计温度≥200℃与氢气相接触的压力容器用钢应按纳尔逊曲线选材,并应留有20℃以上的温度安全裕度,满足于曲线的碳素钢和低合金钢在氢气中使用须焊后消除应力热处理。当压力很高(≥30MPa)时,也可直接采用中温抗氢钢,如15CrMoR、14Cr1MoR等。奥氏体不锈钢在氢气中使用是满意的,焊后无需进行消除应力热处理。

3.3.4. 脆性转变温度指:具有体心立方结构的金属都有冷脆性。随着温度的降低,冲击韧性会有明显的降低,钢材由韧性状态转变为脆性状态。这一转变温度称为脆性转变温度,单位为℃。而面心立方金属,如奥氏体不锈钢,则无脆性转变温度。一般压力容器用钢的脆性转变温度大约在-20℃以下。

3.3.5.  延迟裂纹:是冷裂纹的一种,是由于塑性储备、应力状态以及焊缝金属中氢含量等综合作用而产生的焊接裂纹。16MnR、15MnVR(鞍钢研制,现基本不生产了)、15MnNbR、18MnMoNbR(不好购买)、13MnMoNbR(仿制日本的BHW35,是单层厚壁用钢,焊接性能好但价格高)、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列钢。标准规定Ⅲ类(标称屈服强度370-420MPa)和Ⅳ类(标称屈服强度大于420MPa)的钢材,才需要焊完24小时后进行UT或RT

3.3.6.  蠕变:是指固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形不同,塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现,而蠕变只要应力的作用时间相当长,它在应力小于弹性极限时也能出现。但是每种材料都有一个最小应力值,应力低于该值时不论经历多长时间也不破裂,或者说蠕变时间无限长,这个应力值称为该材料的长期强度。
蠕变在低温下也会发生,但只有达到一定的温度才能变得显著,称该温度为蠕变温度。对各种金属材料的蠕变温度约为0.3Tm,Tm为熔化温度,以热力学温度表示。通常碳素钢超过300-350℃,合金钢在400-450℃以上时才有蠕变行为,对于一些低熔点金属如铅、锡等,在室温下就会发生蠕变。
改善蠕变可采取的措施有:
(1).高温工作的零件要采用蠕变小的材料制造,如耐热钢等;
(2).对有蠕变的零件进行冷却或隔热;
(3).防止零件向可能损害设备功能或造成拆卸困难的方向蠕变。

3.3.7.  石墨化:钢件在工作温度和应力长期作用下,会使碳化物分解成游离的石墨,这个过程也是自发进行的,称为P热强钢的石墨化过程、它不但消除了碳化物的作用,而 且石墨相当于钢中的小裂纹,使钢的强度和塑性显著降低而引起钢件脆断。
发生条件:石墨化现象只出现在高温下。对碳素钢和碳锰钢,当在温度425oC以上长期工作时都有可能发生石墨化。温度升高,使石墨化加剧,但温度过高,非但不出现石墨化现象,反而使己生成的石墨与铁化合成渗碳体。要阻止石墨化现象,可在钢中加入与碳结合能力强的合金元素,如铬、钛、钒等,但硅、铝、镍等却起促进石墨化的作用。设计中可以采取的措施有:改变材质,如选择适合于中温条件下使用的压力容器用Cr-Mo钢;降低容器的设计使用寿命;适当提高容器的壳体厚度和降低受压元件应力水平等。

六、压力容器失效型式

压力容器失效是指压力容器在规定的使用环境和寿命期限内,因结构尺寸、形状和材料性能发生变化,完全失去原设计功能或未能达到原设计要求,而不能正常使用的现象。常见的压力容器失效形式大致可以分为强度失效、刚度失效、失稳失效和泄漏失效四大类。

1.  压力容器强度失效:压力容器在压力等荷载的作用下,因材料屈服或断裂而引起的失效形式,称为强度失效。通常包括:
a、韧性断裂:在压力等荷载作用下,产生的应力值达到或接近器壁材料的强度极限而发生的断裂。通常压力容器的韧性断裂的主要原因是壁厚过薄(设计壁厚不足和厚度因腐蚀而变薄)、内压过高或选材不当、安装不符合安全要求。
b、脆性断裂:容器没有明显的塑性变形,且器壁中的应力值远远小于材料的强度极限甚至低于材料的屈服极限而发生的断裂。脆性断裂的主要原因在于材料的脆化(材料选择不当、材料加工工艺不当、应变时效、运行环境恶劣)和材料本身的缺陷。
c、疲劳断裂:压力容器受到交变荷载的长期作用,材料本身含有裂纹或经一定循环次数后产生裂纹,裂纹扩展使容器没有经过明显的塑性变形而突然发生的断裂。疲劳断裂过程可分为裂纹萌生、扩展和断裂三个阶段。
d、蠕变断裂:压力容器在高温下长期受载,随着时间增加材料发生缓慢的塑性变形,塑性变形经长期积累而造成厚度明显减薄或鼓胀变形,最终导致容器断裂。压力容器发生蠕变时,一般壁温达到或超过其材料熔化温度的25%~35%。蠕变断裂的变形量取决于材料的韧性,断裂时的应力值低于材料使用温度下的强度极限。
e、腐蚀断裂:压力容器材料在腐蚀介质作用下,因均匀腐蚀导致壁厚减薄及材料组织结构改变或局部腐蚀造成的凹坑,使材料力学性能降低,容器承载能力不足而发生的断裂。压力容器腐蚀机理有化学腐蚀和电化学腐蚀。腐蚀形态有均匀腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀、氢腐蚀、双金属腐蚀等。

2.  压力容器刚度失效:由于压力容器过渡的弹性变形而引起的失效。

3.  在压力作用下,容器突然失去其原有的规则几何形状而引起的失效。压力容器失稳失效的重要特征是弹性挠度和荷载不成比例,且临界压力与材料的强度无关,而主要取决于容器的尺寸和材料的弹性性质。

4.  压力容器泄漏失效:容器的各种接口密封面失效或器壁出现穿透性裂纹发生泄漏而引起的失效.泄漏介质可能引起燃烧,爆炸和中毒事故,并造成严重的环境污染。压力容器泄漏的原因是多方面的,受压部件受到频繁的振动而产生裂纹,胀接管口松动,器壁局部腐蚀变薄穿孔,局部鼓包变形及密封面失效等,都会造成压力容器因泄漏而失效。

七、在用压力容器定期检验的必要性
    
压力容器是一种广泛使用且具有爆炸危险的特种设备。它承受着一定的压力、温度,且盛装的多是易燃、易爆、有毒的介质。在使用中虽然没有运转机械那样的剧烈磨损、震动或高周次疲劳,但其工作条件十分恶劣,在使用中损坏的可能性非常大。这是因为:

    (1)容器使用温度、压力的波动或频繁加载、卸压、使器壁受到较大的交变应力,因此在结构不连续部位(如焊接缺陷部位等应力集中处)会引起疲劳裂纹;
    (2)腐蚀介质使器壁减薄,造成受压时容器薄膜应力加大,或由于晶间腐蚀使材料的塑性、韧性变差;
    (3)部分容器的器壁长期在高温下承受压力载荷的作用,材料会发生蠕变;
    (4)用碳素钢、普通低合金钢等制造低温容器时,因这类钢材的韧性在低温下会大大降低,有脆性破裂的可能;
    (5)由于容器的支座、管道等安装不当或受震动造成容器附加应力增大;
    (6)压力容器停用时维护保养不当,器壁内外部都将受到腐蚀,而且腐蚀速度又往往比使用时更快;
    (7)压力容器由于结构不合理或制造原因存在着一些缺陷,这些缺陷有可能在使用中不断发展。
由于上述种种因素,即使是一台设计、制造质量符合规范的容器,投用以后随着时间的延长,也会不断产生这样或那样的缺陷。因此,必须对每台容器进行定期检验,以便通过检验,及早发现缺陷,及时消除,确保压力容器安全运行,防止事故发生。

八.压力容器宏观检验

1        宏观检验的目的:

1.1        从总体上大致了解容器的质量状况,如产品制造的外观质量、焊接接头的成型质量与表面质量,在用设备的腐蚀状况、磨损情况、变形情况、有无泄漏等等

1.2        通过宏观检验确定是否需要作进一步的检验,如NDT、金相、光谱或强度校核等

1.3        通过宏观检验,可以查出部分肉眼可见的缺陷,如表面腐蚀、表面损伤、异常变形、表面裂纹、焊缝咬边等。

1.4        通过宏观检查确定某些几何尺寸测量的部位,如焊缝余高、焊缝错边量、焊缝棱角度等。

2    压力容器宏观检验的重要性
    
随着科技的进步,压力容器的检验检测手段越来越多,如超声波检测(UT)、射线检测(RT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)、涡流检测(ET),还有目视检测(VT)。首选仍然是先进行宏观检查,仍后根据压力容器危险程、在生产工艺中作用结合同类产品在实际工作中出现的情况,再选择其他的检验检测方法,我国《压力容器定期检验规则》(2004版)也是把压力容器宏观检验放在了所有可选检验检测项目的首位,说明了在用压力容器的宏观非常重要。但是要做好在用压力容器宏观检验,就需要每一位压力容器检验检测人员要有扎实的基本功。有了这样的基本功,对于科学选择检验检测项目、有矢放肆查找缺陷、提高检验检测速度、减少检验检测成本有着十分重要的义意。

3    简要介绍几种无损检测的工作原理:

3.1    射线检测:X射线机检测,γ源检测;

3.2    超声波检测;

3.3    渗透检测;

3.4    磁粉检测;

4    宏观检查的主要内容

4.1        检查压力容器的本体、接口部位、焊接接头等是否有裂纹、过热、变形、泄漏等;

4.2        检查压力容器的外表面有无腐蚀;

4.3        检查保温层有无破损、脱落、潮湿、跑冷,常温及低温管道潮湿进水情况;;

4.4        检查检漏孔、信号孔的漏液、漏气情况并疏通检漏管;

4.5        检查压力容器与相邻管道或构件的异常振动、响声及相互磨擦;

4.6        检查安全附件;

4.7        检查支承或支座的损坏,基础下沉、倾斜、开裂及坚固螺栓的完好情况;直立压力容器和球形压力容器支柱的铅垂度,多支座卧式压力容器的支座膨胀孔等;

4.8        检查排放(疏水、排污)装置等等;热套压力容器泄放孔的堵塞、腐蚀、沉积物;

4.9        运行的稳定情况;

4.10    安全状况等级为4级的压力容器监控情况;

4.11    设备、管道、管件交接处、管径变化处、拐弯处的运行情况;

4.12    不合理结构及新生缺陷,包括封头主要参数、封头与筒体的连接、开孔位置及补强等

5    压力容器宏观检查的工具和设备
   
进行宏观检查的工具主要包括手电筒、5倍~10倍放大镜、反光镜、内窥镜、约0.5kg尖头手锤、钢卷尺、直尺、样板、塞尺等。设备主要有测光测距仪、测厚仪、磁粉控伤仪、渗透控伤剂等

6    压力容器宏观检验的一般方法
压力容器宏观检验的一般方法是:目测法和仪器仪表检测法。

6.1        目测法:主要是通过检验检测人员的视觉和听觉检查缺陷。也可借手电筒、放大镜、内窥镜作辅助。压力容器本金属表面情况、结构的变化、颜色的变化都可以用肉眼扫视检查。也可借手电筒贴着容器平行照射,使得容器表面的坑槽、鼓包、表面的裂纹和变形更清楚显示出来,这是灯光散射所不能达到的效果。当被检查的部位比较狭窄,无法用肉眼直接观察时,可以用反光镜或内窥镜伸进容器内进行检查,当怀疑容器表面有裂纹时,可以用纱布将被检查部位打磨干净,然后用浓度为10%的硝酸酒精溶液将其浸润,擦干净后用5~10倍的放大镜进行观察。对具有手孔或有较大接管而人又无法进到容器内用肉眼检查的小型容器,可将手从手孔或接管口中伸入,触摸容器的内表面,检查内壁是否光滑,有无凹坑、鼓包。当容器表面的防腐层、保温层、耐火隔热层、衬里或夹套等妨碍检查时,如果需要应部分或全部拆除后再进行目视检查。

6.2        捶击检查:捶击检查是最古老检验方法之一,也是很实用检验方法,它低碳、环保、绿色。在压力容器检验选项中,不应该没有捶击检查。捶击检查是通过检验人员听觉和手的知觉来判断被捶击的物体是否存在缺陷。压力容器的捶击检查,通常是用大约0.5kg的尖头手锤轻轻的敲击压力容器壳体或部件的金属表面,检验检测人员,可根据所发出的声音和小锤的弹跳程度来判断压力容器是否良好。如果小锤声音清脆和弹跳状况良好那么表明被敲击的部位没有重大的缺陷,相反则反之。

6.3         仪器仪表检测法:主要是通过仪器仪表将肉眼无法看到缺陷或显现或放大显现,便于观看到缺陷的形貌,以利于对缺陷的判断。检验检测面的选取一般以压力容器与介质相接触的面为主。

6.3.1    工量具检查:是压力容器最基本检验检测。也是检验检测人员应具有的基本技能。量具检查即采用常规量具测量容器各部分的尺寸和缺陷大小、面积、深度和位置等。包括用拉线或量具检测容器的结构尺寸,例如,用钢卷尺围出筒体的周长,用计算圆周长的公式和筒体的实际壁厚值算出筒体的平均内直径,以求得筒体的内径偏差。测量筒体同一断面不同方位处的直径,以求得该断面的最大和最小直径,计算二者之差即为该断面筒体的圆度。在通过壳体中心线水平面即沿圆周0°、90°、180°、270°4个部位拉0.5mm的细钢丝测量壳体的直线度。测量的位置离壳体纵焊缝的距离不少于100mm,当壳体厚度不同时,计算直线度时应减去厚度差。用平直尺紧靠容器、管板等的表面,用游标卡尺或塞尺检查容器的平直度、腐蚀、磨损、鼓包的深度,管板的平面度等。焊缝检验尺主要用来检查焊缝的各种破口角度、高度、宽度、间隙和咬边深度专用测量量具。在压力容器的宏观检查中经常用它来检查焊缝表面尺寸。焊缝检验尺在压力容器的宏观检查中主要有以下使用方法。

6.3.1.1  测量平面焊缝高度:首先把咬边深度尺寸对准零,并紧固螺丝,然后滑动高度尺与焊缝最高点接触,高度尺的示值,即为焊缝高度;

6.3.1.2  测量角焊缝高度:用该尺的工作面紧靠焊件与焊缝,并滑动高度尺和焊件的另一边接触看高度尺的指示线,指示值为角焊缝高度;

6.3.1.3  测量角焊缝厚度:在45°时的焊点为角焊缝厚度。首先把主题的工作面与焊件紧靠,并滑动高度尺与焊点接触,高度尺所指示值为焊缝厚度;

6.3.1.4  测量焊缝咬边深度:首先把高度尺对准零位,并旋紧螺丝,然后使用咬边尺测量咬边深度,看咬边尺指示值,即为咬边深度;5)测量焊缝宽度:先用主题测量角靠紧焊缝的一边,然后旋转多用尺的测量角靠近焊缝的另一边,看多用尺上的指示值,即为焊缝宽度。

6.3.2    工量具检测的项目:

6.3.2.1 压力容器或其部件的主要几何尺寸,如长度、高度、直径、厚度等;

6.3.2.2 与压力容器成形或组装有关的尺寸,如最大最小直径差、容器直线度、封头形状偏差等;

6.3.2.3 与焊缝有关的尺寸,如焊缝坡口角度、焊缝余高、焊缝宽、焊缝错边量、焊缝棱角度、角焊缝焊脚高等。

6.3.2.4 某些缺陷的尺寸,如焊缝咬边的深度和长度、表面凹坑深度等。

6.3.2.5        最大最小直径差:

6.3.2.5.1              GB150第十章规定,壳体同一断面上最大内径与最小内径之差,应不大于该断面内径的1%(锻焊容器除外),且不大于25mm;

6.3.2.5.2              GB150第十章规定,当被检断面位于开孔中心一倍开孔内径范围内时,则该断面最大内径与最小内径之差,应不大于该断面内径的1%(锻焊容器除外)与开孔内径的2%之和,且不大于25mm;

6.3.2.6 壳体直线度:

6.3.2.6.1              为什么要控制?(对塔类设备防止增加附加弯矩)

6.3.2.6.2              GB150第十章规定,除图样规定外,壳体直线度允差应不大于壳体长度的1‰,当直立容器的壳体长度超过30m时,其壳体直线度允差应符合GB4710的规定。

6.3.2.6.3              测量方法是通过中心线的水平和垂直面,即沿圆周0°、90°、180°、270°四个部位拉Φ0.5mm的细钢丝测量。测量位置离A类接头焊缝中心线的距离不小于100mm。当壳体厚度不同时,计算直线度时应减去厚度差。

6.3.2.7 封头形状偏差:

6.3.2.7.1              为什么要控制?(会产生附加弯曲应力,使局部区域产生屈服。)

6.3.2.7.2              GB150第十章规定:用弦长等于封头内径3/4Di的内样板检查椭圆形、碟形、球形封头内表面的形状偏差,其最大间隙不得大于封头内径Di的1.25%。

6.3.2.7.3              检查时应使样板垂直于待测表面。   允许样板避开焊缝进行测量。

6.3.2.7.4              该测量项目多用于产品部件的检查,一般制造厂要准备很多大小规格不一的样板。

6.3.2.7.5              A、B类焊接接头对口错边量b的允许值:

a)锻焊容器B类焊接接头对口错边量应不大于钢材厚度δs的1/8,且不大于5mm;

b)            复合钢板对口错边量不大于钢板复层厚度的50%,且不大于2mm。

6.3.2.7.6              焊缝棱角度E

c)E的产生原因是筒体在制造过程中未预弯和焊接变形,——为什么要控制?(Kt=3E/δ,影响外观)

d)           GB150第十章规定:在焊接接头环向形成的棱角E,用弦长等于1/6内径Di,且不小于300mm的内样板或外样板检查,其E值不得大于(δs/10+2)mm,且不大于5mm;在焊接接头轴向形成的棱角E,用长度不小于300mm的直尺检查,其E值不得大于(δs/10+2)mm,且不大于5mm。

e)纵焊缝棱角度的测量采用样板和塞尺或多功能检验尺(可采用内样板在容器内测量或采用外样板在容器外测量 ,无论是内样板还是外样板一般都在焊缝处开一个缺口;环焊缝棱角度的测量一般采用“刀尺”;

f) 请注意当错边量和棱角度同时存在时,应如何测量棱角度?(理论上讲,错边量和棱角度应该是相互独立的,但实际检验中一般还是测量其最大值,此时所测值中实际上包含了错边量的影响);

g)            请注意在环向和轴向形成的棱角度E的控制要求是一样的,这主要是考虑在环向形成的棱角比在轴向形成的棱角更容易控制。

h)            焊缝余高:

i)  ——为什么要控制?(影响外观、影响受力分布)

j)  ——以前称焊缝加强高(不妥!)

k)            ——测量余高所用量具与测量错边量相同;

l)  ——GB150第十章规定:A、B类接头焊缝的余高应符合下表的规定:

7    宏观检查缺陷的处理:在宏观检验中发现的缺陷的处理方法:

7.1  对于结构不合理缺陷,应加大对不合理结构影响范围的无损检测比例,尤其是表面无损检测,并做强度校准或应力分析。

7.2  对于表面裂纹,除了要对容器的表面加大无损检测比例外还应搞清裂纹产生的原因。对裂纹部位做硬度检测和现场表面金相检测可以帮助我们判断裂纹的产生原因,有时还应该在裂纹周围用刮刀取金属粉末,做化学成分分析。在未搞清裂纹产生的原因前,一般不宜做消除处理。

7.3  对于结构尺寸不合格类的缺陷,其处理方法与结构不合理类缺陷的处理方法类似,对缺陷部位及缺陷影响部位应加大无损检测比例,特别是表面无损检测。必要时应做强度校准或应力分析如无标准的强度校核和应力分析方法,还可以辅以应力测试方法。

7.4  对于变形类缺陷,除采用类似于结构尺寸不合格类缺陷的处理方法外,还应搞清变形产生的原因,采取措施防止继续变形选择有效的变形检测方法,监测变形的发展。

8    宏观检验的注意事项:

8.1   宏观检验的主要方法是目视检查;

8.2   宏观检验的部位要考虑全面,不能遗忘任何细节;具体地讲,所有部位都要查,所有部件都要查,能查的项目都得查;(当然也需考虑有粗有细)

8.3   要根据设备的特点确定宏观检验的重点部位和重点内容;

8.4   发现问题要思考、要分析,要弄清缺陷产生的原因,缺陷的程度和范围,可能带来的危害以及应如何作进一步的检查等。

8.5   要重视宏观检验,它是一种必要的检验手段,它也是其它检验的基础,通过宏观检验往往能发现很多缺陷。

8.6   对保温层或耐蚀层,当无任何异常时,不一定非去除不可,更不需要全部去除检查,以免不必要的浪费.但是,少量拆除以检查所覆盖金属的状况也是合理的。

8.7   一旦发现有气体或液体渗漏的迹象,一定要查到渗漏源,此时该拆的要拆,无论是渗漏的新痕迹还是旧痕迹。

8.8   在用设备安装连接件的检查。如确保设备能自由伸缩的连接结构(支脚设置长螺孔等),要注意检查支腿、鞍座、裙座或其它支撑件是否发生扭曲或连接焊缝是否发生裂纹等。

8.9   对在用设备而言,还应仔细检查人孔、补强圈、接管等连接件是否存在裂纹、变形或其它缺陷;检查螺栓、螺母有无腐蚀等缺陷;补强圈的泪孔(几个作用)是否打开,是否有渗漏迹象等;可能时应检查法兰密封面是否产生扭曲变形或其它影响密封质量的缺陷等。

9    结论:综上所述,压力容器的宏观检验可以及时的发现压力容器表面和近表面缺陷,选用合理的检验方法避免“漏检”、“错检”是保证检测准确性的关键措施,只有根据检查的结果和状况对压力容器进行安全质量分析并采取有效处理措施,才能防止压力容器事故的发生。

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