壓力容器常見缺陷和處理方法

1 腐蝕

腐蝕是壓力容器在使用過程中*容易產生的一種缺陷，特別是在化工容器中。它是由于金屬與所接觸的介質產生化學或電化學變化作用而引起的。

腐蝕種類

容器的腐蝕可以是均勻腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕和疲勞腐蝕。不管是哪一種腐蝕，嚴重時都會導致容器的失效或破壞。

壓力容器的內外表面都可以產生腐蝕。容器的外壁一般是大氣的腐蝕，大氣的腐蝕作用與地區(qū)與季節(jié)等有密切的關系，在干燥的地區(qū)或季節(jié)，大氣的腐蝕比潮濕地區(qū)或多雨季節(jié)輕微得多。

壓力容器外壁的腐蝕多產生于經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)和易于積存水分或濕氣的部位。在容器與支架的接觸面、容器與地面接觸的部分容易產生腐蝕。容器內壁的腐蝕主要是由于工作介質或它所含有的雜質作用而產生的。一般來說，工作介質具有明顯腐蝕作用的容器，設計時都采取防腐蝕措施，如選用耐腐蝕材料、進行表面處理或表面涂層、在內壁加襯里等。因此，這些容器內壁的腐蝕常常是因為防腐蝕措施遭到破壞而引起的。

容器內壁的腐蝕也可能是由于正常的工藝條件被破壞而引起，例如干燥的氯對鋼制容器不產生腐蝕作用，而如果中含有水分或充裝的容器因進行水壓試驗后沒有干燥，或由于其它原因進入水分，則與水作用生成鹽酸或次氯酸，對容器內壁產生強烈的腐蝕作用。

由于結構原因也可引起或加劇腐蝕作用，例如，帶有腐蝕性沉積物的容器，排出管高于容器的底平面，使容器底部長期積聚有腐蝕性的沉積物，因而產生腐蝕。

此外，焊縫及熱影響區(qū)、鉚接容器的鉚釘周圍及接縫區(qū)都是比較容易產生腐蝕的地方。

由于容器外壁的腐蝕一般是均勻腐蝕或局部腐蝕，用直觀檢查的方法即可發(fā)現(xiàn)。外壁涂刷有油漆防護層的容器，如果防護層完好無損，而且又沒有發(fā)現(xiàn)其它可疑跡象，一般不需要清除防護層來檢查金屬壁的腐蝕情況。

外面有保溫層或其它覆蓋層的容器，如果保溫材料對器壁材料無腐蝕作用，或容器殼體有防腐層，在保溫層完好無損的情況下，也可以不拆除保溫層，但如果發(fā)現(xiàn)泄漏或其它有可能引起腐蝕的跡象，則至少在可疑之處拆除部分保溫層進行檢查。

容器內壁可能有各種形式的腐蝕。對均勻腐蝕和局部腐蝕也可以通過直觀檢查的方法。對晶間腐蝕和斷裂腐蝕（應力腐蝕和疲勞腐蝕），除了嚴重的晶間腐蝕可以用錘擊檢查有所發(fā)現(xiàn)外，一般用直觀檢查是難以判斷的，常用金相檢驗、化學成分分析和硬度測定。一般襯里要作氣密性檢驗，檢驗時有妨礙檢驗的構件應予以拆除。

經(jīng)直觀檢查發(fā)現(xiàn)容器內壁或外壁有均勻腐蝕或局部腐蝕時應測量被腐蝕處的剩余厚度，從而確定器壁的腐蝕厚度和腐蝕速率。

處理方法

對腐蝕缺陷的處理要根據(jù)容器的具體使用情況而定，一般原則是：

（1）內壁發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕、斷裂腐蝕等缺陷時，不易繼續(xù)使用。如果腐蝕是輕微的，允許根據(jù)具體情況，在改變原有工作條件下使用。

（2）當發(fā)現(xiàn)分散點腐蝕，但不妨礙工藝操作時（不存在裂紋、腐蝕深度小于計算壁厚的一半），可對缺陷不作處理繼續(xù)使用。

（3）均勻腐蝕和局部腐蝕按剩余厚度不小于計算厚度的原則，確定其繼續(xù)使用、縮小檢驗間隔期限、降壓使用或判廢。

2 裂紋

裂紋是壓力容器中*危險的一種缺陷，它是導致容器發(fā)生脆性破壞的因素，同時又會促進疲勞破裂和腐蝕破裂的產生。

裂紋種類

壓力容器中的裂紋，按其生成過程，大致可分為兩大類，即原材料或容器制造中產生的裂紋和容器使用過程中產生的裂紋或擴展的裂紋。前者包括鋼板的軋制裂紋、容器的拔制裂紋、焊接裂紋和消除應力熱處理裂紋；后者包括疲勞裂紋和應力腐蝕裂紋。

原材料軋制裂紋是由于金屬材料本身存在的疏松、縮孔和非金屬夾雜物等缺陷積聚在一起，經(jīng)軋制而生成的線性缺陷。這種缺陷可以在材料的內部，也可以在表面，無一定的方向性和固定的部位。有些拔制的小型高壓容器中，也常常發(fā)現(xiàn)類似的裂紋。

焊接裂紋主要是在容器制造過程中產生的，這是由于容器制造廠質量檢驗不嚴，或原有缺陷輕微未被發(fā)現(xiàn)而在使用過程中有所發(fā)展。

消除應力熱處理裂紋是一種呈分枝狀的晶間裂紋，是在焊后消除應力熱處理時產生的，也可在使用中擴展。

疲勞裂紋是因為容器的結構不良或材料存在缺陷，造成局部應力過高，在容器經(jīng)過反復多次的加壓或卸壓后產生的裂紋，在一些開停頻繁的壓力容器中可以發(fā)現(xiàn)這種裂紋。

腐蝕裂紋是腐蝕介質在一定的工作條件下，對材料進行腐蝕而逐漸形成的，這種裂紋往往與應力有關。因為應力和腐蝕兩者相互促進，后者在材料表面形成缺口產生應力集中，或削弱金屬的晶間結合力，而前者則加速腐蝕的進展，使表面缺口向深處發(fā)展。

壓力容器的裂紋雖然在它的內外表面的各個部位都可能存在，但是一般*容易產生裂紋的地方是焊縫與焊接熱影響區(qū)以及局部應力過高的部位。

裂紋的檢查可以用直觀檢查和無損探傷。一般是通過直觀檢查發(fā)現(xiàn)或初步發(fā)現(xiàn)裂紋的跡象，再通過無損探傷進一步加以確認。無損探傷無論是液體的滲透探傷、熒光探傷和磁力探傷，對檢查表面裂紋都有較高的效用，可以根據(jù)具體情況適當選用。

當發(fā)現(xiàn)壓力容器有裂紋缺陷時，首先應根據(jù)裂紋所在部位、數(shù)量、大小、分布情況及容器的工作條件等分析裂紋產生的原因，必要時可以進行金相檢驗，以判斷裂紋是原材料存在的缺陷，還是容器制造時留下的，或是使用過程中產生的。然后再根據(jù)缺陷的嚴重程度和容器的具體情況確定缺陷或對存在缺陷的容器處理方法。

由于材料軋制或拔制容器留下的微裂，一般都比較淺，可以用手銼或砂輪等磨去。焊接裂紋應在檢查發(fā)現(xiàn)時予以鏟除。

由于結構不良、局部應力過高而產生裂紋的部件一般不宜繼續(xù)使用。存在腐蝕裂紋的容器，也不應將裂紋鏟除或焊補后繼續(xù)使用。

在特殊情況下，由于容器制造或原材料留下的裂紋確實難以消除，經(jīng)過具有資格的壓力容器缺陷評定單位檢查鑒定，并根據(jù)斷裂力學的分析和計算，確認裂紋不會擴展，且具有足夠的安全裕度，容器可以采取可靠的監(jiān)護措施，繼續(xù)使用，但要縮短檢驗間隔期限，嚴密監(jiān)視裂紋的發(fā)展情況。

3變形

變形是指容器在使用以后整體或局部地方發(fā)生幾何形狀的改變，這種缺陷一般在壓力容器中是比較少見的。

變形種類

容器的變形一般可以表現(xiàn)為局部凹陷、鼓包、整體扁癟、整體膨脹等幾種形式。

局部凹陷是容器殼體或封頭的局部區(qū)域受到外力的撞擊或擠壓因而發(fā)生的表面凹洼，這種變形一般只能在殼壁較薄的小容器上產生，它并不引起容器壁厚的改變，而只是使某一局部表面失去了原有的幾何形狀。

鼓包是容器的某一部分承壓面因嚴重的腐蝕，壁厚顯著減薄，因而在內壓作用下發(fā)生的向外凸起變形。個別情況下也可因容器的局部溫度過高，致使材料的機械性能降低而產生鼓包，這種變形將使容器這一區(qū)域的壁厚進一步減薄。

整體扁癟是因為受外壓作用的殼體壁厚太薄，以至在壓力作用下失去穩(wěn)定性，喪失原有的殼體形狀，這種變形只發(fā)生在容器的受外壓部件，如夾套容器的內筒。

整體膨脹變形是因為容器壁厚太薄或超壓使用，致使整個容器或某些截面產生屈服變形而造成的。這種變形一般都是緩慢進行的，只有在特殊的監(jiān)測下才能發(fā)現(xiàn)。處理方法

變形的檢查一般可用直觀檢查，不太嚴重的變形可以通過量具檢查來發(fā)現(xiàn)。

產生變形缺陷的容器，除了不太嚴重的局部凹陷以外，其它的一般不宜繼續(xù)使用。因為經(jīng)過塑性變形的容器，壁厚總有不同程度的減薄，而且變形材料也會因應變硬化而降低習韌性，耐腐蝕性能也較差。

對于輕微的鼓包變形，如果變形面積不太大，而且又未影響到容器的其它部分，則在容器材料可焊性較好的情況下，可以考慮采用挖補處理。即將局部鼓包的部分挖去，再用相同形狀和材料的板塊進行補焊，焊后按容器原來的技術要求對焊縫進行技術檢驗。

怎么進行壓力容器維護保養(yǎng)

1）壓力容器的安全裝置（安全閥、壓力表、卸壓孔及防爆膜）應可靠、靈敏、準確，并定期進行檢查與校驗。

2）應經(jīng)常檢查壓力容器的防腐措施，保證完好，同時要采取措施，防止壓力容器和有關連接管道的“跑、冒、滴、漏”。

3）應經(jīng)常檢查壓力容器的緊固件和密封狀況，要求完整、可靠；減少與消除壓力容器的振動。

4）檢查壓力容器的靜電接地情況，保證接地裝置完整、良好。

5）停用與封存的壓力容器也應定期進行維護和保養(yǎng)。

意問題

壓力容器的維修應符合國家特種設備專業(yè)部門制定的規(guī)定。維修時，特別要注意以下問題。

（1）吹掃置換在用壓力容器停止運行后，必須按規(guī)定的程序和時間執(zhí)行吹掃置換。要系統(tǒng)地對所有管線吹掃置換流程表，嚴格按照吹掃流程逐項吹掃置換。對那些易燃易爆和有毒介質，特別是黏度大、壓力容器和管道內壁結垢而結構復雜的壓力容器，吹掃的流量、流速和時間要足夠大，才能保證吹掃干凈。當用水蒸氣吹掃時，壓力容器管道內會積存蒸汽冷凝水，故用水蒸氣吹掃過后，還須用壓縮空氣再進行吹掃，進行低點放空、排盡積水。如果檢修時人要進入用氮氣置換后的壓力容器內工作，則事先需用空氣進行吹掃，將氮氣驅凈，待氣體分析含量合格后方可進入。

（2）增設盲板壓力容器與壓力容器或壓力容器與壓縮機之間、泵或其他設備之間，有許多管道互相連通，對一個石油化工聯(lián)合企業(yè)來說，為了保證安全生產，一套停工檢修的裝置必須用盲板隔絕與之相連的眾多管線。不加盲板，只靠閥門是不行的。因為閥門經(jīng)過長期的介質沖刷、腐蝕、結垢或雜質的積存等因素，很難保證嚴密，否則一旦有易燃易爆物料從中竄通，遇到施工用火便會引起爆炸燃燒事故；如果竄通有毒或窒息性物料，進入壓力容器內工作的人員便會中毒或窒息而死亡。凡是能引起著火、爆炸或對人有傷害的所有物料管線均應以盲板相隔離。

（3）檢修施工用火檢修施工用火都要經(jīng)過批準，并要做到“三不動火”：即沒有批準不動火；防火措施不落實不動火；監(jiān)護人不在現(xiàn)場不動火。用火必須明確規(guī)定的地點和時間。因不執(zhí)行用火規(guī)定發(fā)生過著火和人員傷亡事故的情況時有發(fā)生。因此，必須嚴格執(zhí)行用火管理制度。

（4）壓力容器及設備拆卸與封閉檢驗修理及操作人員進到現(xiàn)場，首先遇到的工作就是開啟壓力容器人孔，拆卸壓力容器的人孔蓋，管線的法蘭、機泵等。拆卸工作中安全作業(yè)應予重視，稍有疏忽，就會發(fā)生事故，造成人身傷害。在封閉人孔時，由于不認真檢查，將安全帽、破布、手套、工具、螺釘?shù)仍谠O備內部，開工后造成設備堵塞。1）開啟塔類設備的人孔時，應堅持按自上而下的順序依次打開。封閉人孔時則應自下而上地依次封閉。封閉人孔前至少應有2人（施工、生產單位各1人）共同檢查，確認內部無物品時方可封閉。2）任何壓力容器在打開底部人孔或手孔時，均應事先打開低點放空，并要注意因堵塞造成的假象，當確認無問題時，方可打開底部人孔或手孔，開啟時不要對著人進行。3）拆卸泵時，應關閉出入口閥門，打開底部放空閥，在電源開關處掛上警告牌，以防誤送電，確認后方可拆泵。4）管道法蘭的拆卸應先放空泄壓，尤其是對酸堿等腐蝕性介質的管道。松螺栓后不要全部去掉，防止管道下垂傷人。5）人孔、法蘭等擰螺栓時，應根據(jù)操作溫度和壓力選用墊片。緊固螺栓應對稱地進行，使螺栓和墊片受力均勻，方能保證其嚴密不漏。

（5）進入壓力容器內部作業(yè)當貯存或使用過有害氣體或液體的壓力容器打開后，不能立即入內工作，應先采樣分析氧和有毒、易燃氣體含量，待確認分析合格，同時按相關規(guī)定的要求，做好準備和清理工作。再辦理好壓力容器內部作業(yè)許可證后方可入內，其壓力容器外部應設專人監(jiān)護。

（6）起重吊裝壓力容器系統(tǒng)中，有的壓力容器體積大，起重負荷達到近百噸；有的壓力容器安裝在高處，高度有幾十米；檢修時一個閥門或一段管道都需要吊裝，由于檢修現(xiàn)場條件有限，做好起重吊裝工作會碰到很多困難，為確保安全檢修，起重吊裝必須要遵守有關規(guī)定。對于高處作業(yè)要遵守高處起重吊裝規(guī)定，每個起重操作工都要具備一定的專業(yè)技術知識，經(jīng)過培訓合格后才能從事起重吊裝工作；對每一項起重設備，都應準確計算起重負荷，并留有適當?shù)陌踩禂?shù)，嚴禁超負荷起吊。（7）高處作業(yè)高處作業(yè)主要是保護作業(yè)者的安全，防止高處墜落事故的發(fā)生，除應為操作人員提供必要的工作條件（如腳手架等）外，*重要的是操作人員在高處作業(yè)要遵守高處作業(yè)有關規(guī)定。

（8）電氣安全1）對工作介質為易燃易爆特性的壓力容器，必須使用防爆燈具。2）操作人員進入壓力容器檢修，照明燈具必須使用12～36V電壓，以確保安全作業(yè)。3）對操作人員使用手持電動工具，使用時必須有安裝觸電保護器措施。

（9）檢修質量對壓力容器系統(tǒng)進行檢修，操作人員必須嚴格按工藝要求作業(yè)，現(xiàn)場監(jiān)護必須嚴格把關，認真驗收，確保檢修質量。

（10）其他注意事項1）不得在壓力容器上任意開孔。2）修理時要制定正確的焊接工藝。3）檢修后要進行必要的檢驗，并徹底清理。4）壓力容器內部有壓力時，不得對主要受壓元件進行任何修理或緊固作業(yè)。5）檢修完畢，將填寫的記錄存入檔案。

修理改造

除前面提到的壓力容器修理改造注意的問題以外，還要進行以下處理。1）有襯里的壓力容器，如襯里有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，可進行補焊或局部更換襯里。補焊前，應對有缺陷部位打磨再做滲透檢測；補焊后還應做滲透檢測。對有特殊耐蝕要求的襯里的修理，還應按設計要求進行特殊項目的檢驗。2）壓力較低的壓力容器，局部腐蝕嚴重可采用挖補或更換筒節(jié)、封頭，更換的筒節(jié)或封頭應按現(xiàn)行標準進行制造與檢驗。3）壓力容器的密封面損壞，可采用打磨及補焊處理，高壓容器用的金屬密封元件，可采用研磨修理。4）換熱容器管-管板接頭的修理。換熱容器管-管板焊接接頭出現(xiàn)裂紋等缺陷時，或管腐蝕需要換管時，可用鉸削或磨去的方法，清除接頭的焊縫金屬，然后重新焊接。4.移動式壓力容器在維修中會碰到更換安全附件、重新涂漆等情況，應根據(jù)相關規(guī)定對移動式壓力容器進行維修工作。