導語：如何才能寫好一篇壓力容器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：壓力容器試驗；壓力受壓元件；厚度附加量許用應力

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3198（2013）15-0188-01

1 概述

GB150.1～150.4-2011《壓力容器》（以下簡稱GB150）4.6條中規定，壓力容器制成后應經液壓試驗，其中液壓試驗壓力，按以下公式：

PT=1.25P〔σ〕/〔σ〕t（1）

同時，明確規定液壓試驗壓力的最低值按上述公式。實際中，按公式（1）確定液壓試驗壓力時，沒有考慮厚度附加量的影響，壓力容器使用后厚度附加量減少，直到為零，受壓元件所承受的應力值逐漸提高。可見，壓力容器在出廠前的厚度附加量最大，受壓元件實際所承受應力值最低，相當于宏觀強度方面的檢驗要求最為寬松。

本文提出應充分考慮厚度附加量對液壓試驗的影響，適當提高新制壓力容器的液壓試驗壓力。首先以內壓圓筒為例，探討采用實際壁厚替代有效厚度來確定壓力容器的液壓試驗壓力。

圓筒壁內達到材料的許用應力〔σ〕時的壓力為：

Pm=2δm〔σ〕Φ/（δm+Di）（2）

代入公式（1）有

PT=1.25Pm〔σ〕/〔σ〕t（3）

Pm─圓筒壁內達到材料的許用應力時的壓力，MPa

δm─圓筒液壓試驗時的實際壁厚，mm

同時，按GB150中4.6.3規定，進行液壓試驗應力校核。

當厚度附加量為0時，公式（2）與公式（1）是一致的。實際壁厚普遍大于有效厚度，尤其是新制壓力容器，用公式（2）計算的液壓試驗壓力較公式（1）提高了，下文對此進行了實例推導和具體分析。

2 壓力容器進行液壓試驗的原因和目的（GB150標準釋義）

（1）原因：壓力容器在制造過程中，必然有材料缺陷和制造工藝缺陷存在，進行液壓試驗，這是一種直觀性的綜合檢驗。

（2）目的：檢查容器在超工作壓力下的宏觀強度，包括檢查材料的缺陷、容器各部分的變形、焊接接管的強度和容器法蘭連接的泄漏檢查等。

3 液壓試驗公式的分析

按GB150標準釋義，耐壓試驗公式（1）中的系數1.25是為了讓壓力容器在超工作壓力下進行壓力試驗。溫度修正系數〔σ〕/〔σ〕t是考慮到了溫度對材料許用應力值的影響，液壓試驗在常溫下進行，〔σ〕/〔σ〕t≤1。從公式（1）可以看出，該公式未考慮厚度附加量的影響，即液壓試驗的壓力與厚度附加量無關。

4 試驗壓力PT下圓筒壁內的應力分析

4.1 圓筒壁內應力分析

按“無力矩理論”（也叫“薄膜理論”），圓筒壁內的應力為典型的二向應力狀態，即周向薄膜應力和徑向薄膜應力，其中，周向薄膜應力是徑向薄膜應力的二倍，周向承受內壓的圓柱殼膜應力為：

σθ=P（Di+t）/（2t）（5）

σθ─圓筒周向薄膜應力，MPa

t─圓筒壁厚，mm

GB150采用的是第一強度理論，即σ1≤〔σ〕t，對于薄壁內壓圓筒，σθ為最大主應力，即：σ1=σθ。

4.2 內壓筒體壁厚公式的推導

由公式（5）第一強度理論σ1≤〔σ〕t及

σ1=σθ有：P（Di+t）/（2t）≤〔σ〕t

圓筒由鋼板卷焊時，〔σ〕t應乘以焊接接頭系數Φ，Φ≤1。此外，考慮到容器內部介質腐蝕（沖蝕）等因素作用，以及供貨鋼板厚度負偏差等，設計厚度比計算厚度大，故上式中t要加上附加厚度C。所以內壓筒體壁厚計算公式為：

δ=PcDi/（2〔σ〕tΦ-Pc）

以上即為公式（4）的推導過程，大家知道，圓筒名義厚度由計算壁厚、厚度附加量、向上圓整值構成。設計時，充分考慮了厚度附加量（介質和設計壽命決定），而液壓試驗公式（1）中沒有考慮厚度附加量。

5 液壓試驗時，圓筒壁內的應力分析實例

（1）例1：某20m3液氯儲槽，筒體主體材料為Q345R，筒體內徑1804mm，筒體壁厚14mm。其中設計參數：設計壓力為1.6MPa/設計溫度為50℃/腐蝕裕量為6mm/焊接接頭系數為1.0mm/充裝介質為液氯/容積為20m3/容器類別為Ⅲ類/液壓試驗壓力為2.0MPa。

（2）圓筒計算厚度為：

δ=PcDi/（2〔σ〕tΦ-Pc）=7.67mm

（3）出廠前液壓試驗時圓筒壁內的最大主應力為：

σt1=PT（Di+t）/（2t）

=2.0×（1804+14）/（2×14）

=129.86MPa（

這是出廠前到壓力容器服役結束期間，圓筒壁液壓試驗下應力值的最低值。

（4）壓力容器使用后，厚度附加量減少直至趨近于0，當壁厚接近于計算厚度δ時，液壓試驗時圓筒壁內的最大主應力為：

σt2=PT（Di+t）/（2t）

=2.0×（1804+7.67）/（2×7.67）

=236.2MPa

可見，壓力容器服役期間，圓筒壁內液壓試驗下應力值可能達到的最高值。

（5）出廠前和檢修過程中的應力對比。

上述可以看出，在出廠前的液壓試驗中，σt/〔σ〕=12986/189=0.69，即，液壓試驗壓力作用下，圓筒壁內的最大主應力只有許用應力值的0.69倍，圓筒是在遠低于材料許用應力的狀態下進行了宏觀檢驗，即使有制造或材料缺陷在宏觀上也很難被發現。

檢修過程的液壓試驗中，σt/〔σ〕=236.2/189=1.25，圓筒壁內的最大主應力達到了許用應力值的1.25倍，即，圓筒內的應力值遠大于出廠前液壓試驗時的應力值，出廠前未顯現的缺陷可能會顯現甚至被放大，壓力容器壽命降低或失效。

6 公式（2）在實例中的應用分析

例1中，筒體實際壁厚δm=δn=14mm（忽略負偏差），由公式（3）：Pm=2×14×189/（14+1804）=2.91MPa

由公式（2）：PT=1.25×2.91=3.63MPa。

此時，圓筒內的計算應力為：

σt=PT（Di+δn）/（2δn）

=3.63×（1804+14）/（2×14）

=235.7MPa

σt/〔σ〕=235.7/189=1.25

可見，在液壓試驗時，筒體內的應力值達到了許用應用值的1.25倍。這種情況，實際上相當于壓力容器的厚度附加量為0時的液壓試驗狀態，這種狀態在壓力容器使用后期可能會出現。

7 提高液壓試驗壓力時，其它受壓元件及安全附件分析

壓力容器的其它受壓元件，如封頭、法蘭、接管、安全附件等，在設計和選取時，都考慮耐壓余量，如設備法蘭標準中，腐蝕余量為3mm，壓力表選取耐壓要求是最高工作壓力的1.5～3.0倍，安全閥爆破片裝置一般在液壓試驗前不組裝。

在液壓試驗中，試驗壓力值取決于壓力容器中承壓能力最弱的受壓元件，通常殼體所能承受的壓力值最低，因為從經濟角度出發，設計上讓壓力容器的主體——殼體中厚度余量最小，所以，實際設計中用殼體來計算液壓試驗壓力值，再校核其它受壓元件的液壓試驗應力，而殼體以外的受壓元件在設計中選擇的余量大于殼體，提高這部分受壓元件的余量對成本影響較少，對增加安全性作用極大。

8 結語

除GB150外，ASMEⅧ-1中也明確規定了液壓試驗壓力值的最低要求，而JB4732、ASMEⅧ-2等規范在設計中采用塑性失效準則，允許結構一定程度上（局部）出現屈服。是為了提高壓力容器的制造質量，從宏觀檢查上提出了更嚴格的要求。

眾所周知，GB150給定了液壓試驗壓力的計算公式，同時也明確指出了按該公式進行液壓試驗的壓力是最低要求，是否需要提高液壓試驗壓力由設計者來確定。該公式中的液壓試驗值沒有考慮厚度附加量分擔掉了一部分液壓試驗壓力，如果適當提高液壓試驗壓力進行試驗，從標準和設計的角度都是允許的，尤其是新制壓力容器，對壓力容器強度的宏觀檢驗將起到積極的作用，并在一定程度上提高了壓力容器使用中的安全保障。

參考文獻

[1]全國鍋爐壓力容器標準化技術委員.GB150 壓力容器[S].

[2]國家質量監督檢驗檢疫總局.TSGR0004 固定式壓力容器安全技術監察規程[S].

[3]王志文.化工容器設計[M].北京：化學工業出版社，1998.

[4]劉鴻文.材料力學[M].北京：高等教育出版社，2011.

[5]JB4732 鋼制壓力容器─分析設計標準[S].

篇2

壓力容器主要采用焊接的方式完成，引起其表面缺陷原因主要存在于設計和焊接過程中。主要表現為焊縫尺寸存在偏差，焊接過程產生飛濺導致的焊瘤、壓力容器表面氣孔、塌陷以及咬邊等問題，嚴重的還可導致焊接表面裂紋和燒穿現象。壓力容器的表面缺陷可通過目測或儀器檢測，要求檢測人員具有豐富的經驗。而控制壓力容器表面缺陷則需焊接人員不斷提供技術水平。

2壓力容器表面缺陷檢驗技術

2.1常見表面缺陷的檢驗

焊接錯邊是壓力容器最常見的表面缺陷之一，即焊縫兩側的焊趾母材產生一定高度的分離。焊縫錯邊可通過目測發現，但要得到精準錯邊量，需使用焊縫尺。其主要表現形式為焊接母材表現不平整。在檢驗焊接錯邊過程中應遵循以下原則：首先：檢驗人員應分析該壓力容器的焊接順序，以了解容器的焊縫位置。檢測發生錯邊的焊縫，并在錯邊量數值最大處打好標識。檢驗前需對焊縫及其周邊進行清理，確保焊縫表面清潔度，減少誤差。其次：壓力容器板材表面厚度對檢測結果具有影響。規定檢測焊縫錯邊量不包括焊接板材的兩側厚度。但如果較厚的板材呈斜坡狀，那么板材厚度以其母材實際厚度確定。而焊縫寬度和被削斜度則需通過板材厚度差和焊趾目前厚度進行測量后確定。也就是說，對于厚板材的錯邊量計算，應減去兩板材的厚度差。當然，為了確保壓力容器縱縫檢測的準確性，應借用樣板和萬用量規以減少誤差。

2.2壓力容器棱角度的檢驗措施

壓力容器棱角度是指容器在焊接過程中產生的環向棱角。基于棱角度的形成過程，其檢驗具有一定難度。尤其是壓力容器存在棱角度和錯邊量兩種表面缺陷時，很難測出壓力容器了棱角度的具體數值。此時，要求進行多次測量，并將平均數值作為所測得的棱角度值。采用平均值測量法可確保壓力容器筒體內、外側的棱角度保持一致。樣板長度對棱角度值具有一定影響，這是由于焊縫處與板材平面具有不同的曲線。采用平均測量法進行壓力容器棱角度測量，板材長度不得小于300cm，并要求弦長不超出1/6D。

3壓力容器常見表面缺陷的處理方法

上文我們對壓力容器表面缺陷進行了分析，其主要表現為焊瘤、咬邊、裂紋等缺陷。我們重點針對由于腐蝕產生的缺陷和表面裂紋產生的缺陷進行具體的分析。

3.1腐蝕造成的壓力容器表面缺陷處理

壓力容器腐蝕是指外部環境和內部氣體或液體對容器母材造成的損害。腐蝕主要影響和改變壓力容器的壁厚，腐蝕嚴重可致使容器壁厚急劇下降。大型壓力容器的材料多為不銹鋼或者鋁鈦合金，并對材料性能具有較高的要求。表面粉塵、焊接引弧斑痕、焊接飛濺是導致壓力容器腐蝕的主要原因。對于壓力容器所盛液體的腐蝕可通過提高材料性能或選擇正確的材質處理，但對于焊接技術不當導致的焊接腐蝕來說，則應注意提高焊接技術。引弧不當等原因將導致壓力容器母材保護膜受到嚴重的腐蝕，從而影響壓力容器性能。要解決這一腐蝕問題，檢測人員應注意焊接過程，要求焊接人員嚴格按照規定操作。檢測人員應具有豐富的經驗，可通過目測發現壓力容器腐蝕，并利用測厚儀器測量容器壁厚變化，如果檢測后的壓力容器可導達到使用強度標準，可繼續使用。但要進行必要的日常護理，以提高壓力容器的使用壽命。而對于檢測不合理的壓力容器，通常壁厚過低不能用于繼續承載液體或氣體，應及時淘汰。

3.2焊接表面裂痕處理方式

由于壓力容器主要采用焊接方式完成，焊接缺陷是其主要缺陷表現形式。表面裂痕主要分布于焊縫區、融合線和焊接熱影響區。表面開裂并伴有氣孔是焊接技術不到位的主要表現。熔池內的氣體不能全部溢出即出現焊接氣孔。處理這類缺陷，可采用機械打磨的方式，對存在氣孔的位置進行打磨后重新補焊，以確保壓力容器的焊接質量。當然，無論何種類型的焊接缺陷或表面裂痕，都需要檢測人員的經驗和技能進行處理。因此，企業在壓力容器生產過程中，應注意不斷提高檢驗人員的技能，要求其具有相關從業經驗與從業資格。

4結語

篇3

化、儲存與應用、氣體生產等都需要低溫壓力容器，因而低溫壓力容器的使用占有比例顯著增加。針對低溫壓力容器，本文從多個角度進行考慮，比如：選材、結構設計、制造和檢驗等等幾方面重點對低溫壓力容器設計和所要注意的各種事項作了說明，并提出一些有價值的參考。

關鍵詞：選材；設計；制造和檢驗；低溫壓力容器；

中圖分類號：O514.2 文獻標識碼：A 文章編號：

目前，越來越多的工業生產需要用到低溫壓力容器設計，例如石油化工企業，在低溫技術的發展的同時，各類低溫壓力容器的應運而生。隨著溫度的降低，容器所用鋼材及焊縫由延性態變為脆性態。在拉應力作用下，受壓元件的應力水平小于材料屈服強度，脆性斷裂現象隨之發生，斷裂前容器結構不出現或局部出現極為小的塑性變形，從這一角度來講，對于低溫壓力容器來講，從設計、選材、制造到檢驗等各個程序都要有更高的設計原則。另一方面，因為要求提高，所以低溫設備成本要高于一般壓力容器。就以上問題，本文在對低溫壓力容器的設計過程中進行以下幾個方面的探討。

1低溫壓力容器的選材

1.1 選擇受壓元件材料

低溫鋼材質量決定了低溫壓力容器質量，不同的使用溫度，將低溫鋼材大致分為三類：第一類，-40℃以上，碳錳鋼使用較多；第二類，-40～-196℃，低碳鋼或中鎳鋼多被作為材料；第三類，-196～-273℃的溫度下，鉻鎳奧氏鋼體作為受壓原件材料適宜。一般來說，低溫條件下脆性斷裂是鋼材失效的主要形式。鋼材溫度如果比脆性溫度低，在有缺口的地方一般就會有可能發生脆性斷裂。低溫環境下鋼材沖擊值簡單明確地體現出在缺口尖端處裂紋擴展的敏感性與塑性變形能力，即低溫韌性。在選材過程中確保低溫韌性對低溫壓力容器極其重要，如果低溫韌性充足，更傾向于使用強度偏高的鋼材。在冶煉低溫壓力容器時使用電爐或平爐，同時使用鎮靜鋼會使鋼材有更加好的低溫韌性。對鋼材進行無損檢測也是必不可少的過程，其內容包括檢測夾層是否存在、裂紋等其他缺陷是否存在。從鋼材化學成分角度來看，采用硫、磷含量偏低的鋼材最好，磷量小于或等于0.03%，硫量小于或等于0.02%為最佳。低溫鋼材在通常情況下都處于正火狀態，但鎳系低溫鋼以及一些其他高強度低溫鋼都處于正火、回火狀態，也或處于調質狀態。為更進一步增加鋼材的塑性，這就要求鋼材屈強比盡量小，充分增加應力集中部位處的應力分配能力。

1.2 選擇非受壓元件材料

當在低溫壓力容器的受壓元件和非受壓元件材料相互焊接時，要把握低溫韌性和焊接接頭的性能和受壓元件屬性相匹配這一原則。特別對于低溫壓力容器，支座選材是其中十分重要的環節；對于溫度高于-70℃時且不低于-20℃的低溫容器，選擇支座的材料要使用低溫韌性比受壓元件低一個等級的材料，如果設計溫度要求不能高于-70℃低溫容器，選用低溫韌性和受壓元件相同的材料最適宜；而若是安裝環境極低，在選擇支座材料時，需要對環境溫度帶來的影響進行詳盡周全地考慮。

1.3 使用主螺柱和螺母

一般來講，低溫壓力容器螺母選用30CrMoA，主螺柱是35CrMoA，兩者都為調質狀態，同時要進行低溫沖擊試驗，磁粉檢測螺母和主螺柱。

2 設計溫度的確定

GB150-1998《鋼制壓力容器》附錄規定，容器的設計溫度等于或是低于-20℃，以及由于環境的影響，殼體的金屬溫度等于或是低于-20℃時，處于該狀態下的壓力容器都歸于低溫壓力容器。設計溫度低于-20℃和高于-20℃這種指標的不同，在設計，選材，制造方面等方面的要求截然相反。低溫壓力容器設計中一項至關重要的因素便是設計溫度的確定。應從是否受環境影響、介質的狀態、設備在相應低溫下與壓力的組合工況和有無保溫或保冷等方面,進行具體討論具體分析。若容器外表面具有保溫、保冷這類設施，那么容器殼壁溫度可以被認定為不會遭受到環境溫度影響，殼體壁溫被介質溫度直接決定。在工程上一般可取低于介質的工作溫度的5-10℃或介質在工藝流程中最低溫度作為設計溫度；然而對于戶外儲存容器來說，殼體的金屬溫度一般容易受大氣環境氣溫影響，其最低設計溫度可根據該地區的氣象資料，取近些年來的“月平均最低氣溫”的最低值，按如下原則確定其最低氣溫:

為事故停車特設的這類容器除外, 考慮容器壁溫受環境低溫的影響要以正常運行條件為依據。一般不以停車后的自然降溫事故狀態的意外降溫確定溫度。

對于盛裝壓縮氣體并無保溫設施的貯存容器, 設計溫度通常取最低環境溫度降低3℃。

(3) 對盛裝液體體積占容積的1/4 以上無保溫的貯存容器設計溫度，最低環境溫度可作為設計溫度。

(4) 若容器有保溫或物料常處于流動狀態, 設計溫度應根據物料的流量、溫度、容器的散熱情況、形狀大小等綜合因素考慮壁溫, 通過分析計算或參考實例來得到。

3 確定低溫低應力工況

如果確定了設計溫度，可根據等于或小于-20℃這一壓力容器這一低溫界限，衡量壓力應按低溫選材、設計、制造與否等。原則上，對于設計溫度小于或等于-20℃的壓力容器的受壓元件來說應考慮其低溫脆斷因素從而按照低溫進行設計,但不同的工況下也有所不同，僅僅根據溫度的高低這一單因素來決定容器設計時是否要按照低溫壓力容器要求設計并不合理，例如壁溫為低溫，但應力水平也十分低，如果此時壓力容器設計在各個方面提高要求，按照低溫容器進行你個設計，會造成巨大浪費這一惡劣后果。按應力水平在低溫下拉應力較小的情況下決定是否按照低溫容器設計。我國GB150-98中有如下規定,受壓元件設計溫度或者壓力容器殼體雖低于或等于-20℃,但環向應力小于或等于鋼材標準常溫屈服點的1/6, 并且小于或等于50MPa時的工況作為低溫低應力的工況。此時如果增加50℃的設計溫度,溫度高于-20℃，不再按低溫容器設計。在這種工況下，沖擊試驗溫度可以用設計溫度加上50℃。沖擊試驗溫度值大于或等于0℃,低溫沖擊試驗可以不進行,按常溫設計考慮；沖擊試驗溫度值在-19～0℃時,必須對該受壓元件材料本體和焊縫做低溫沖擊試驗,并要考慮其低溫脆斷因素,但其余方面均可按照常溫設計考慮；沖擊試驗溫度值如果小于或者等于-20℃時，完全按低溫壓力容器設計、選材、制造和檢驗最為合適。判斷是否屬于低溫低應力工況，以下我們以液氨貯罐的設計過程為例來說明。液氨貯罐在工業生產中極為常見，按規范要求，液氨貯罐的工作壓力常取50℃時的飽和蒸汽壓：2.16MPa，但常壓容器比較多見。例如：立式設備筒體壁厚經計算取12毫米，內徑為2000毫米，主要的受壓元件材質設計選擇16MnR。在-20℃時液氨對應的飽和蒸汽壓為0.09MPa，數值很小,殼體一次薄膜應力經計算為7.545MPa；而液氨在-30℃時的飽和蒸汽壓是0.02Mpa,此時殼體一次薄膜應力計算結果為1.674MPa。殼體材料16MnR在常溫狀態下的應力值170MPa遠遠大于殼體的一次薄膜應力值，與此同時殼體一次薄膜應力值小于材料16MnR標準常溫狀態下屈服點的1/6,并小于50MPa。此設備是低溫低應力工況狀態下的低溫壓力容器，應當按照常溫進行考慮設計。筒體材料選用一般壓力容器用材16MnR，替代成本更高的低溫用鋼16MnDR，既降低了設備的制造費用，又合理經濟地達到了設備的使用標準和要求。我國當下的問題是低溫用鋼種類較少，供不應求、制造流程以及工藝相對復雜，因而利用低溫低應力工況來解決一部分低溫低壓力容器的用鋼問題，能夠降低設備造價成本以及可以緩解低溫用鋼短缺的硬性問題。

4 結束語

通過對以上幾點的總結可以得出，設計低溫壓力容器時，每個環節都必不可少且十分重要，每個環節的具體功能和作用都不能忽視。進行精確地設計、計算是標準規范和設計者的一種有機結合。設計人員應在實踐過程中逐步抓住問題的主要矛盾，矛盾的主要方面，不斷深化總結、積累經驗，使低溫壓力容器在設計、制造、檢驗等一系列工序中更加完整化，規范化，提高壓力容器的安全可靠性和經濟性。

參考文獻

[1] 全國化工工程建設標準編輯中心H G20585-1998《鋼制低溫壓力容器技術規定》， 國家石油和化工工業局，1999.

[2] 全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會.GB150-1998《鋼制壓力容器》.中國標準出版社，1989

篇4

關鍵詞:壓力容器，腐蝕， 防護， 檢查

Abstract: this paper mainly for pressure vessels material corrosion a detailed instruction. Then for several common corrosion form, from material selection, the processing manufacture, heat treatment put forward the protection measures.

Keywords: pressure container, corrosion protection, check

中圖分類號：TU453文獻標識碼：A 文章編號：

壓力容器是化工生產中廣泛使用并很重要的特種設備，在高溫、高壓、磨損或介質對金屬腐蝕等不利條件下操作，腐蝕是壓力容器一大危害。據有關壓力容器事故資料統計表明，由于腐蝕發生爆炸事故的占66.7％。金屬腐蝕原因比較復雜，影響因素之多。因此，對金屬腐蝕的規律性有所了解，有助于分析形成壓力容器的腐蝕原因和對其在運行過程中出現的缺陷性質作出正確的判斷，以便采取相應的防腐措施，提高壓力容器的安全使用性。

1壓力容器的腐蝕與防護

1.1壓力容器腐蝕的定義及存在環境

絕大多數壓力容器都由金屬材料構成，壓力容器與環境的反應而引起的材料的破壞或變質，稱為壓力容器的腐蝕。

壓力容器運行的環境條件：

(1)溶液、氣體、蒸汽等介質成分、濃度和溫度

(2)酸、堿及雜質的含量

(3)應力狀態(工作應力、殘余應力)

(4)液體的靜止狀態或流動狀態

(5)混入液體的固體顆粒的磨損和侵蝕

(6)局部的條件差別(溫度差、濃度差)，不同材料接觸狀態

(7)溫度的周期性變化、熱沖擊及PTS

(8)化學反應及反應生成物的情況

(9)高溫、低溫、高壓、真空、沖擊載荷、交變等應力

1.2金屬腐蝕的分類

金屬腐蝕有幾種不同的分類方法。按腐蝕機理可分為化學腐蝕和電化學腐蝕；按腐蝕環境可分為化學介質腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕等；還有一種分類方法是分為濕腐蝕和干腐蝕。有液體存在時產生的是濕腐蝕，干腐蝕是環境中沒有液相或在露點以上，腐蝕劑通常是蒸汽和氣體。

金屬腐蝕比較直觀、實用的分類方法是：根據金屬腐蝕破壞形態來分類，有下列幾種：均勻腐蝕、應力腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、氫致開裂、縫隙腐蝕、腐蝕疲勞和磨耗腐蝕等。

(1)均勻腐蝕也稱全面腐蝕，是在壓力容器全部暴露表面或大部分面積上發生化學或電化學反應而均勻地進行的腐蝕。均勻腐蝕會導致壓力容器殼壁和封頭變薄，最后強度不足而報廢。均勻腐蝕的腐蝕速率可以通過測量剩余壁厚測出，因而在設計時可以考慮腐蝕裕度，從而保證不會在有效設計周期內整體壁厚不足而引起失效。

均勻腐蝕的防護：1、正確選用金屬材料和制定合理的加工工藝。選擇對介質有耐蝕性的材料，且表面加工的越光滑，抗蝕性越強。2、選擇合理的結構設計，避免把電位差別很大的不同金屬材料互相接觸而產生電偶腐蝕。3、減少介質中的有害成分。4、覆蓋層保護，使金屬材料與周圍介質隔離。

(2)應力腐蝕，金屬或合金在拉應力和一定的腐蝕性介質共同作用下發生的腐蝕破裂。

典型的應力腐蝕：

1堿脆

低碳鋼或普通低合金鋼與熱堿溶液的組合，在工作應力與殘余拉應力的協同作用下，產生應力腐蝕，并導致嚴重的斷裂事故。溶鐵反應過程：

3Fe+7NaOHNa3FeO3•2Na2FeO2+7H

Na3FeO3•2Na2FeO2+4H2O7NaOH+ Fe3O4+H

7H+H4H2

3Fe+4H2OFe3O4+4H2

堿脆的控制措施：a、選用適當的碳鋼。從強度、塑性和堿脆敏感性三個方面綜合考慮。b、盡量降低裝配時產生殘余內應力的因素，如錯邊、角變形，并防止生成空虛和不緊密的接縫，盡量采取措施降低焊接殘余應力。c、加入緩蝕劑。常用的有Na3PO4、NaNO3、NaNO2 、Na2SO4等。

2硝脆

在生產氮肥及硝酸鹽工廠，出現低碳鋼在濃硝酸鹽中的應力腐蝕開裂或斷裂的現象，稱為“硝脆”。是低碳鋼的沿晶陽極溶解。

10Fe+6NO3-+3H2O5Fe2O3+6OH-+3N2

隨著硝酸鹽水解時Ph值的降低，硝脆的趨勢增加。

硝脆的控制措施：a、選擇合適的含碳量0.20%。b、冷軋鋼材可減低硝脆的敏感性。c、盡量降低鋼中硫、磷、砷的含量。d、盡可能降低硝酸鹽的濃度。e、盡可能降低硝酸鹽的溫度。f、適當提高溶液的Ph值。

3液氨引起的應力腐蝕

液氨應力腐蝕斷裂屬于穿晶型。除NH3外，必須還要含有O2和N2。在含氧的液氨中，鋼表面吸附氧形成氧膜，當材料受拉力應變后，保護膜被破壞。暴露出的新鮮表面(滑移臺階)與有氧膜的金屬表面組成微電池，產生快速溶解。在沒有其他雜質存在時，O2能夠在金屬表面上再成膜，抑制應力腐蝕破裂的產生，當氨中同時溶有N2時，有于O2和N2在滑移臺階上產生了“競爭吸附”，組織部分滑移臺階的再鈍化，從而增加鋼的應力腐蝕斷裂敏感性。

氨脆的控制措施：a、選擇強度低于540MPa的鋼種。b、充分回火和退火，消除殘余應力。c、儲罐加保溫層，將液氨低溫保存(10℃以下)。d、液氨中加入冷凍機油、菜籽油或硅油作為緩蝕劑。

(3)點腐蝕又稱小孔腐蝕或孔蝕，常發生在易鈍化金屬或合金中，同時往往有侵蝕性陰離子(Cl-)與氧化劑共存的條件下。

點蝕的防護與控制：a、添加緩蝕劑。一般來說，對金屬或合金的全面腐蝕有緩蝕作用的化合物對點蝕也有抑制作用。b、陰極保護。將原本處于點蝕電位區的金屬電位陰極極化到鈍態電位區，即可使其處于“完全鈍化”狀態而得到保護，防止點蝕。c、合理選擇耐蝕性材料。Cr、Mo、N等元素的含量越高，抗點蝕性能越好。

(4)晶間腐蝕。當奧氏體鋼經歷相當于敏化溫度條件的熱處理時，便會沿晶界析出碳化物。由于碳較鉻向晶界擴散的速度快，晶界及其鄰近區域的鉻就會被大量消耗而來不及補充，從而使晶界區域出現貧鉻現象。在腐蝕溶液中，不貧鉻的晶粒處于鈍化而貧鉻的晶間區處于活態，晶間貧鉻區相對一般含鉻量正常的晶粒部位來說是陽極，在這種大陰極小陽極耦合加速效應影響下晶間腐蝕加速。

防止和控制奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的措施：a、降低C/N/P等有害雜質元素的含量，提高鋼的純凈度。b、添加少量穩定化元素，控制晶界吸附和晶界沉淀。c、采用固溶處理，抑制在晶界析出碳化物。d、在敏化溫度以上進行穩定化處理。e、對冷加工和敏化溫度處理場合，先冷加工，后熱處理。f、增加晶界面積，分散沉淀相。

(5)氫脆。在壓力容器殼體材料和受壓部件制造和裝配過程中已進入的微量的氫，在應力(外加的或殘余)的協同作用下，可以導致材料的脆化并促進開裂，成為氫脆或內氫脆。

控制措施：a、對于未出現裂紋的具有內氫脆趨勢的材料，可以通過排氫處理，使材料恢復到未充氫時的水平。b、采用適當的工藝及烘烤處理，降低鋼中的含氫量。c、若有可能，降低材料的強度或采用局部回火，降低關鍵部位的局部強度。d、降低導致回火脆性的雜質，如硫、磷。

2壓力容器的腐蝕檢查

由于容器外壁的腐蝕通常是均勻腐蝕或局部腐蝕，所以用直觀的檢查方法就可以發現。

外壁有油漆防護層的容器，如果防護層完好，而且也沒發現其它可疑跡象，一般不用清除防護層來檢查金屬外壁的腐蝕情況；對于外面有保溫層或其它覆蓋層的壓力容器，如果保溫層對器壁沒有腐蝕作用，或者容器殼有防腐層，在保溫層正常的情況下，也不需要拆除保溫層，但是如果發現泄漏或者其它可能發生腐蝕的跡象，則應該在可疑之處拆除保溫層進行全面檢查。

直觀檢查后，如發現容器內壁或者外壁有均勻腐蝕或者局部腐蝕的情況，應測量被腐蝕的部位的剩余厚度，進而確定器壁的腐蝕厚度以及腐蝕速率。發現腐蝕缺陷后要及時處理，一般原則是以下幾個方面。

(1)當內壁發現晶間腐蝕或者斷裂腐蝕時，要停止使用。如果腐蝕是微小的，可以根據具體的情況，在進行適當處理之后再使用。

(2)發現分散點腐蝕時，如果不妨礙工藝操作的話(腐蝕深度要小于計算壁厚的一半)，可以對缺陷不作處理而繼續使用。

(3)均勻腐蝕和局部腐蝕要遵照剩余厚度不小于計算厚度的原則再做縮小檢驗間隔期限、繼續使用、降壓使用或判廢的處理。

3結語

篇5

一、壓力容器全面檢驗的指標

對加氫裝置壓力容器進行首次全面檢驗之前，要做好充分的準備工作。主要包括這幾個方面：首先，必須將內部介質排除干凈，用盲板隔斷所有液體、氣體或蒸汽的來源，設置明顯的隔離標志。其次，面，做好腳手架、梯子的搭建工作，便于檢驗人員與監護人員開展檢查工作。再次，檢驗容器之間，要切斷與壓力容器有關的電源，拆除保險絲，同時設置明顯的安全標志。最后，人孔和檢驗孔打開后，有可能滯留易燃、有毒、有害氣體，必須采取措施進行徹底消除。除此之外，要控制好壓力容器內部空間的氣體含氧量，一般體積比為18—23%。針對現場實際情況，還應配有通風、安全救護措施。具有易燃介質的，嚴禁用空氣進行置換。以上準備工作，需要安排專門的人員來負責監督，落實。壓力容器的全面檢驗涉及多個方面的指標，第一，產品的出廠資料（產品質量證明書、設計圖紙、產品合格證、安裝維修告知單、壓力容器使用登記證等）。第二，檢查設備的尺寸。該項指標主要對設備的結構規范進行檢查，確定設備在使用的過程中，是否發生變形，進而導致缺陷。第三，對容器壁的厚度進行測定，一般以封頭、筒體為主要部位，并對接管以及容易受到腐蝕的地方，進行重點測定。第四，檢測設備的硬度。選取該設備中的50臺壓力容器作為檢測對象，主要包括（反應器、換熱器、臨氫容器）等。另外，在檢測的過程中，嚴格選擇出硬度的定點部位。第五，對設備的焊縫實施無損檢測。一般，角焊縫采用磁粉、著色的方式進行百分之百的檢查。對接焊縫在檢測時，要根據不同的容器類型，選擇不同的檢查辦法。我檢驗機構在檢測20臺三類壓力容器的對接焊縫時，采用百分之百的超聲波檢查。其余的壓力容器焊縫在進行超聲波檢查時，采用的比例比三類壓力容器低，一般在百分之二十左右。第六，檢查螺栓。在檢查之前，要把螺栓清洗干凈，然后對其中的化學元素進行分析。第八，檢查設備的安全附件。設備的安全附件一般有安全閥、液位計，以及壓力表等。一方面，檢查這些附件是否超過了規定的校驗時間。另一方面，根據檢查的數據進行判斷，研究該結果是否影響了設備的運行，從而存在一定的缺陷。最后，在設備全面檢驗之后，利用編制好的耐壓方案，進行耐壓試驗，相關人員要做好防護的措施，然后由專門的負責人進行驗收。

二、加氫裝置壓力容器的檢驗結果與存在的缺陷

經檢驗，所有壓力容器在運行中，均沒有產生變形的現象。另外，壓力容器的焊縫符合常規標準，沒有產生超標的現象。其次，設備的壁厚也沒有出現減薄現象，在滿足強度校核范圍之內。再次，經過精度測試之后，容器的各項指標屬正常，不影響正常的使用。最后，在檢測焊縫無損指標時，檢測出10臺容器存在9處缺陷，主要是封頭、筒體存在表面裂紋。

三、對檢測出的缺陷處理

1、打磨裂紋采取打磨的方式，對容器的裂痕進行處理。然后按照相關規定，計算出凹坑壁的厚度，如果厚度沒有超過壁厚規定的范圍，只需要打磨光滑即可，就可正常使用，從而免去了焊補的程序。在打磨的過程中，可以發現裂紋大部分存在于焊渣附近，因此可以推斷出焊渣是引起裂紋的原因。2、清除缺陷利用電銑的方式，進行裂紋的清洗，在銑削的過程中，要進行PT探傷。經過反復的清除，最終將缺陷全部處理掉。同時，在清理缺陷時，發現了一部分夾渣，因此可以進行推論，這些夾渣就是產生缺陷的原因。由于夾渣不斷的增多，最終形成了空洞。然后經過高溫、高壓的作用，洞內的殘渣就會在熱力作用下膨脹，最終導致裂紋，并從外面顯示出來。3、修復缺陷除了以上缺陷外，有的壓力容器被檢測出缺陷的位置為：人孔法蘭蓋槽型密封槽底。在對各層進行計算之后，得出清除的厚度為7mm，應該采取堆焊層的辦法進行修復。其中，焊接要求使用原始材料，并采取人工作業的方式，進行焊接。焊接的電流為75V左右，電壓為15V左右。在每一層堆焊結束后，嚴格進行PT探傷處理。另外，在焊接過程中，要注意溫度的控制，一般焊接的溫度在每一層不能超過100℃。最后，在進行焊接時，相關人員一定要嚴格按照程序進行，注意對密封面的保護，不能對密封面造成破壞，以免影響焊接的質量。

四、加氫裝置壓力容器全面檢驗的分析

本檢驗機構對300臺加氫裝置壓力容器的首次全面檢驗，符合國家相關的標準，而且在檢驗的過程中，發現了部分壓力容器存在缺陷，及時進行修復后，延長了這些設備的使用壽命，給企業減小了經濟方面的損失，提高了生產效益，保障了人身安全。因此，對設備定期進行全面檢驗非常有必要。

五、結束語

篇6

關鍵詞：壓力容器；改造；設計

Abstract: In this paper the author's practical experience, the design of pressure vessels are presented in detail. Hope to provide reference for counterparts.

Key words: pressure vessel; improvement; design

中圖分類號：P618.13文獻標識碼： 文章編號:

一、前言

隨著我國石油工業的發展，煉油廠建設已日趨飽和，在今后相當長的時間里，將很難出現更多的新建煉油廠。原有煉油廠只有通過不斷深挖舊有裝置和設備，改善工藝來提高產能和效率。通過對既有設備進行改造設計，來滿足新的工藝流程。從長遠來看，對石化設計院來說，新設計的壓力容器設備會越來越少，而改造設計會越來越多。因此，有必要加深對壓力容器改造設計的學習和研究。

本文，通過介紹對焦化分餾塔的改造設計來談談對壓力容器設備改造設計的注意事項。

二、設備概況

該焦化分餾塔是原延遲焦化裝置的核心設備，建于1991年，設備直徑Φ2600mm，筒體高28000mm。筒體分為兩段，上段材質為20R，厚度為12mm，下段材質為20R+OCr18Ni10Ti，厚度為12+2mm。上述材質名稱在GB150-2011中已統一更改為Q245R+S32168。原塔結構形式為板式塔,改造后將去除塔內所有塔內件，增加新內件，變更為填料塔，在新的工藝形式下成為減粘裝置中的減壓塔。

由于項目是改造設計，涉及專業較多，需要設備專業不斷與其他專業和廠家進行聯系。特別是原設備有眾多管嘴，而工藝專業只能提供改造后設備需要的管嘴規格和位置，不能提供改造前后所有工藝管嘴是新增、利舊、撤除還是改造等各種情況。這些，只能靠設備專業去收集資料，完成設計。

三、改造設計面臨的困難

1.由于設備專業是下游專業，是在接收工藝、配管等上游專業傳遞過來的設計條件而開始設計的。當設計條件傳到設備專業時，上游專業很多已經接近完成或存檔。比如，通過放樣，發現新管嘴與舊管嘴位置重疊或較近，是利舊還是撤除，必須和相關專業討論決定，使之改進后符合各專業的設計要求。

2.改造項目需要搜集各方面資料，首先要保證資料完備，以前的圖紙、變更單、現在的設計條件、塔內件的圖紙都要核對一遍；原有設計標準和現行設計標準之間是否可以代用，例如原分餾塔管嘴使用20多年前JB標準法蘭，目前化工設計已統一使用HG/T標準法蘭，本項目改造要求新增管嘴使用歐標法蘭，新舊標準是否配套需要設計的判斷。

四、改造設計技術要求

1. 在圖紙上注明改造前應該由有資質的單位對本設備按照TSG R7001-2013《壓力容器定期檢驗規則》的要求進行全面檢測,合格后方可進行改造；

2.編寫設備改造設計說明，內容包括改造前后設計條件、用途的變更；新設計條件下，設備的腐蝕速率和預期使用壽命；改造方案、材料表等；

3.除注明者外,所有角接和搭接焊縫的焊腳高度均等于兩相焊件中較薄件的厚度,并且是連續焊；

4.拆除原有塔內件。新增塔內件由專利商負責設計，并提供有關技術服務。改造設備圖紙中不包括其重量；

5. 設備改造完后，按照新設計條件下的水壓試驗壓力重新對設備進行水壓試驗；

6. 改造圖中標高、0°方位、開口編號均與原圖一致；管嘴編號按要求進行設計；

7. 為表示清晰，改造圖中粗實線為本次改造部分，雙點劃線為原有部分。

五、改造設計過程中發現問題及處理

1.分餾塔上段是碳鋼，下段是復合板，在原設計中有9個DN450人孔。設備改造為填料塔后，工藝將其中填料部分的3個人孔封堵。另在填料層下方，分別新增3個DN600人孔，但其中有一個人孔正好位于兩段材質分界處。對設備來說，這種設計不合理。通常設計要求，在塔體復合板位置新增的法蘭、法蘭蓋、無縫鋼管等材質都采用不銹鋼。因此，對人孔選材和現場施工都有影響。由于向上是填料層，只能要求工藝將繼續人孔下移，具置由設備專業給出焊縫間最小距離確定，同時聯系內件廠家對同位置塔內件重新設計；

2.儀表在塔下封頭水平位置新增DN80壓力表。經過放樣，發現其與下封頭相交所開長圓孔長徑與短徑之比大于2.0，不符合GB150.3-2011 “6 開孔與開孔補強”中等面積法適用范圍。聯系儀表，儀表重新要求將壓力表設計在筒體上，并由設備專業給出接管到下封頭焊縫最近距離；

3.核對改造前后圖紙，發現有部分管嘴重疊或位置較近。

3.1原管嘴規格DN100，新管嘴規格DN150，開口方位相同，舊管嘴比新管嘴高150mm，管嘴重疊。處理方法：將新管嘴上移150mm，將舊管嘴在原位置擴徑，改造為DN150；

3.2原管嘴規格DN100，新管嘴規格DN80，開口方位相同，新管嘴比舊管嘴高150mm，管嘴重疊。。處理方法：將新管嘴上移150mm；

3.3原管嘴規格DN200，新管嘴規格DN80，開口方位相同，原管嘴比新管嘴高100mm，管嘴重疊。。由于新管嘴是儀表管嘴，儀表管嘴在同標高可以自由旋轉。處理方法：將新管嘴旋轉到新角度。

六、改造設計注意事項

1.與塔內件圖紙對接，設備部分接管需內伸與塔內件焊接。塔內件多采用平焊法蘭，DN80（含DN80）以下接管采用厚壁管，厚壁管內伸管端需根據圖紙要求加工成與法蘭焊接形式。

2.安裝在復合板上的人孔，需要進行改造設計，改造設計如圖所示：

3.根據新工藝要求，部分設備管嘴需要廢棄。為避免在煉廠動火，管嘴封堵盡量采用法蘭蓋和錐管螺紋進行密封，不采用焊接鋼板密封的形式；

4.原設計采用JB法蘭，現設計要求全部采用HG/T20592法蘭。根據HG/T20592 附錄C，“本標準法蘭（PN系列）的連接尺寸（包括密封面尺寸）與符合表C所列標準的管法蘭基本相同，可以配合使用。”

5.管嘴編號設計，改造設備圖紙設計要將原設備管嘴和新設備管嘴一起設計在圖紙上，以方便施工人員現場施工。管嘴編號設計遵循原則，首先不能隨意改變原管嘴編號，原設備在煉廠使用多年，管嘴的各項數據已記錄在案；新增管嘴可以沿原管嘴號之后順編，也可以在編號前加標記區別。例如：在新增工藝管嘴號前加“N”，在人孔號前加“M”表示；

6.管嘴伸出高度根據設備管徑和保溫厚度來計算，改造后設備設計溫度若高于原設備，保溫厚度也相應增加，因而，接管伸出高度也增加。儀表管嘴的伸出高度需和儀表專業聯系，人孔的伸出高度要符合HG/T21514~21515-2005的規定；

7.纏繞墊板要根據法蘭密封面的形式采用不同規格的墊板；

8.由于是改造設備，設備的直徑、高度、壁厚、材質、裙座、地腳螺栓等都已不可改變。改造后，必須出計算書進行核算。考慮腐蝕余量，檢測后的壁厚，在新的設計條件和全部工作狀態下進行核算是否滿足要求。

篇7

【關鍵詞】壓力容器；結構形式；進展

多層壓力容器與單層壓力容器相比，需要在材料的運用中更加的合理，并綜合考慮安全性和實用性等多方面因素的影響。從整體上來說，多層容器尤其是多層高壓容器已經作為十分重要的結構形式，而且根據工業生產的過程來說，多層壓力容器已經被廣泛應用在各個領域。比較常見的化學工業的氨合成和尿素合成都需要運用多層壓力容器。經濟的快速發展，使得科學技術不斷的發展和改革，很多容器不但需要經受高壓高溫以及強腐蝕等多重條件的影響，而且還需要滿足工業生產大型化的要求。

1多層壓力容器的結構、特點及其發展歷史

1.1多層包扎式容器

多層包扎式容器是目前使用最廣泛的基礎，從制造和使用方面來說，具有較好的經驗基礎，而且這時一種非常常見的多層壓力容器結構。我國在建國初就研制成功了這種方式，這樣的方式一般都是由層板包扎，并運用鋼絲繩的拉緊力和縱焊縫兩者之間的相互作用，并將兩者內筒和層板之間的作用力，而且從整體上來說，整個建造過程比較簡單。但由于制造的時間比較長，導致對鋼板的使用率較低，兩層之間的間隙在檢查的時候難度較大，想要對筒節進行對接，就會對深層次的環焊縫產生一定的影響。

1.2多層熱套式容器

通過對多層熱套式容器分析，與單層容器相比較，發現其本身具有較高的生產效率，很多材料來源比較廣泛，但利用率和焊縫的質量比較容易保障。但從根基分析得知，這種方法也有很多缺點，其中比較突出的特點就是過盈量難以控制。根據實際情況分析得知，比較大的容器在套好后需要進行整體加熱，并進行相應的退火處理。整個退火的過程比較復雜，而且從整體上來說，所消耗的能源很大，需要有與之相配套的加熱設備，并只能進行套短筒節。根據我國目前的情況分析，到目前為止，我國只有少數幾個工廠可以進行這種工藝，要求相對來說比較高。

1.3多層繞板式容器

多層繞板式容器是以多層包扎式容器為基礎逐漸改革變化而來，根據發展歷史分析研究得知，首先是由日本創造的，通過分析得知這種方法與以上兩種方式相對比，具有良好的經濟效益，而且所建造的容器強度較好，所適用的范圍也較廣。這種方法所獲得的產品，具有深厚的環焊縫，想實現繞板板材需要有材料的來源，而且這些材料一般需要有較大的直徑，高壓容器一般需要較大的繞板機，但這種較大的繞板機需要有較高的經濟水平，制約了這種技術的發展。

2多層壓力容器的研究

2.1多層壓力容器制造過程中預應力的研究

多層壓力容器本身具有自身的結構特點，在整個容器制造的時候，需要在內筒和層板上加一定的預應力，并保證工作的時候，內壁的應力分布比單層的筒體分布更加均勻。通過分析得知，這種方法能夠提高受力的均勻程度，并提高容器本身的承載能力。通過對多種方法的分析得知，多層容器在制造的時候，所產生的預應力和層板縱焊縫橫向之間的有效收縮量之間有正比關系。所以在進行多層容器預應力設計的時候，需要根據層板的坡口形式、幾何尺寸以及焊接工藝進行選擇。多層容器的預應力合理利用要以容器結構的設計為基礎，并以此確保對容器結構的合理設計和利用。

2.2多層壓力容器自增強技術和超壓處理的研究與應用

多層壓力容器本身具有多層的性質，在整個制造的過程中，中間層有隨機出現間隙的情況，這些間隙的存在導致筒壁的受力不均衡，沿著壁的應力分布并不均勻。很多圓筒在傳遞熱量的時候，間隙的存在導致筒壁的導熱系數降低，整個傳熱的面積減小，進而導致金屬的熱能消耗量增加。所以，通過分析總結得知，只有增加技術的水平，并運用超壓處理來減小或者是暫時性的消除多層壓力容器之間的層間間隙，才能減少這種現象的發生。其實在三十年前，我國的科學家就已經對多層高壓容器在層間間隙的應力進行了分析，并分析和推導出間隙的多層彈性體和層板完全貼合的內壓力公式。

2.3多層壓力容器結構方面的研究

2.3.1多層封頭所謂的多層封頭就是以多層壓力容器結構為基礎，通過深入的研究分析得知，多層蝶形封頭的作用，并結合所制造和實驗的具體情況，確保了多層薄板代替單層厚板沖壓封頭的可行性。這種制造的方法比較簡答，而且整體的強度并沒有降低，整體上的安全性較好。2.3.2多功能全多層壓力容器結構的研究我國的科研機構通過研究和分析開發出多功能全多層高壓氫氣儲罐，這種設計的主體就是繞帶筒體、雙層半球形封頭、加強箍。通過分析得知，這種設計使得儲罐結構具有承壓、抑爆抗爆、缺陷分散和健康狀態在線診斷等多種功能。通過分析得知，這種結構分布相對來說比較合理，而且生產起來效率較好，使用起來比較安全，可以在不同條件下實現高壓氫氣的儲存。

3結語

通過深入的研究，已經對多層壓力容器有了較為深刻的研究，而且從整體上來說，我國的工業生產發展需要很多更深層次研究的多層壓力容器。因此從根本上來說，多層容器層間的摩擦特性需要進行深入的研究，而且要根據所需要的機理和應用，融入更多的可靠性。為了全面提升多層容器的制造工藝，并提高多層容器制造的自動化程度，需要從提升制造工藝和降低生產成本著手。于此同時，還要根據多層容器的結構和特點，并努力提升多層容器質量。從整體上來說，只有在工業生產的過程中，不斷進步和發展，才能提升多層壓力容器的整體質量。

參考文獻：

[1]鄭津洋,陳瑞,李磊,張立芳,俞群,徐平,開方明,朱國輝,葉曉茹,魏春華,樓樺東,朱玉娟.多功能全多層高壓氫氣儲罐[J].壓力容器,2013(12).

[2]李玉江,許勁暉,尹謝平,吳京生.整體多層夾緊式高壓容器的制造和應用[J].化工設備與防腐蝕,2012(03).

[3]朱孝欽,吳京生,陳國理.整體多層夾緊式高壓容器研制及應用[J].石油化工設備,2013(04).

[4]俞仲華,鄭傳祥.扁平繞帶式壓力容器層間摩擦力作用機理分析研究[J].現代機械,2012(02).

篇8

關鍵詞:壓力容器;定期檢驗;標準;強度校核

壓力容器是與眾多行業密切相關的關鍵通用設備，同時，壓力容器又是具有高度爆炸危險地特種設備，壓力容器的安運行至關重要。它在石油化學工業、能源工業、科研和軍工等國民經濟的各個部門都起著重要作用。隨著生產的發展，壓力容器的數量、用途、工作環境等都在發生著巨大的變化。在相同的條件下，壓力容器的事故率要比其他機械設備高得多，究其原因主要包括技術條件，使用管理等方面。檢驗作為壓力容器安全管理中的關鍵環節，其目的就是對失效進行預測與預防。

1、壓力容器分類

壓力容器的分類方法很多，從使用、管理等角度考慮，常用的分類方法及對應的名稱在表1中列出。

表1壓力容器常用分類及名稱

分類方法 名稱 代號 分類指標

壓力/MPa 低壓容器 L 0.1≤P＜1.6

中壓容器 M 1.6≤P＜10

高壓容器 H 10≤P＜100

超高壓容器 U ≥100

功能 反應容器 R ———

換熱容器 E ———

分離容器 S ———

儲存容器 C(其中球罐為B) ———

為了更有效地實施科學管理和安全監檢，我國根據工作壓力、介質危害性及其在生產中的作用將壓力容器分為三類。具體分類方法見《固定式壓力容器安全技術監察規程》中附件A。

2、壓力容器定期檢驗概述

2.1定期檢驗內容

一般定期檢驗流程如圖1所示。檢驗人員可根據實際情況，確定檢驗項目。

圖1定期檢驗流程

壓力容器定期檢驗包括全面檢驗和耐壓試驗。

2.1.1全面檢驗

全面檢驗是指壓力容器停機時的檢驗，應當由專門的檢驗機構進行。按照檢驗位置和性質分為外部檢驗和內部檢驗，檢驗內容如下:

壓力容器外部檢驗內容包括:(1)壓力容器的本體、接口部位、焊接接頭等的裂紋、過熱、變形、泄漏等;(2)外表面的腐蝕;保溫層破損、脫落、潮濕、跑冷;(3)檢漏孔、信號孔的漏液、漏氣;疏通檢漏管;排放(疏水、排污)裝置;(4)壓力容器與相鄰管道或構件的異常振動、響聲，相互摩擦;(5)進行安全附件檢查;(6)支承或支座的損壞，基礎下沉、傾斜、開裂，緊固件的完好情況;(7)運行的穩定情況;安全狀況等級為4級的壓力容器監控情況。

壓力容器內部檢驗主要內容有:(1)外部檢驗的全部項目;(2)結構檢驗:重點檢查的部位有:筒體與封頭連接處、開孔處、焊縫、封頭、支座或支承、法蘭、排污口;(3)幾何尺寸。凡是有資料可確認容器幾何尺寸的，一般核對其主要尺寸即可。對在運行中可能發生變化的幾何尺寸，如筒體的不圓度、封頭與簡體鼓脹變形等，應重點復核;(4)表面缺陷。主要有:腐蝕與機械損傷、表面裂紋、焊縫咬邊、變形等。應對表面缺陷進行認真的檢查和測定;(5)壁厚測定。測定位置應有代表性，并有足夠的測定點數;(6)材質。確定主要受壓元件材質是否惡化;(7)保溫層、堆焊層、金屬襯里的完好情況;(8)焊縫埋藏缺陷檢查;(9)安全附件檢查;(10)緊固件檢查。

壓力容器的全面檢驗周期，一般為每六年至少進行一次。對盛裝空氣和惰性氣體的制造合格容器，經過一兩次內外檢驗確認無腐蝕后，全面檢驗周期可適當延長。

2.1.2耐壓試驗

耐壓試驗是指壓力容器全面檢驗合格后，所進行的超過最高工作壓力的液壓試驗或者氣壓試驗。

耐壓試驗(一般進行水壓試驗)的主要目的是檢驗壓力容器的強度，其次才是檢驗壓力容器是否有滲漏。因此，在做水壓試驗的時候，要注意認真觀察壓力容器是否有局部變形，仔細傾聽壓力容器是否有異常響聲。

耐壓試驗每兩次全面檢驗期間內，原則上應當進行一次耐壓試驗。

2.2定期檢驗依據

壓力容器定期檢驗工作按照相應的法規和標準進行，做到合法檢驗，主要依據如下:①《固定式壓力容器安全技術監察規程》;②《壓力容器產品安全質量監督檢驗規則》;③GB150－2011《鋼制壓力容器》;④GB12337－1998《鋼制球形儲罐》;⑤GB50094－1998《球形儲罐施工及驗收規范》;⑥原材料訂貨合同規定的有關標準、規范;⑦現行的有關標準、技術條件以及設計圖樣。

3、壓力容器定期檢驗案例

某公司在役球罐檢驗，該球罐相關參數如表2。

表2檢驗球罐參數

容積/m3 介質 設計壓力/MPa 設計溫度/℃ 材質(筒體、封頭) 腐蝕裕度/mm

650 O2 3.15 －10～60 15MnNbR 1.5

3.1檢驗內容

按照既定的檢驗方案，對該球罐進行了全面檢驗，檢驗內容包括:結構和幾何尺寸;表面缺陷和腐蝕檢查;壁厚測定;MT(磁粉探傷)和UT(超聲波探傷)檢查。檢驗結果如表3。

表3檢驗結果

項目 儀器 檢測標準 檢測數量 結果

測厚 TT120 ——— 158點 筒體最小壁厚51.8 mm封頭最小壁厚45.5 mm

MT CDX－V JB/T4730－2005 內外壁對接焊縫100% 所探部位未發現表面裂紋及Ⅱ級以上表面缺陷。Ⅰ級。

UT CTS－9002PLUS JB/T4730－2005 400mm 所探部位未發現Ⅱ區及Ⅱ區以上缺陷顯示。Ⅰ級。

3.2強度校核

根據標準GB/150－1998，球殼壁厚校核按下式計算:

式中:P———最高工作壓力

Di———實測內徑

[σ]t———溫度t下材料的許用應力

Ф－p———焊接接頭系數

C———壁厚附加量

得出校核計算壁厚為45.0 mm，故報告結論為實測最小壁厚大于校核計算壁厚，球殼強度滿足2.8 MPa的要求。

結語:

壓力容器在國民生產中發揮著重要作用，定期檢驗工作是保障壓力容器安全運行的必要手段。如何做到準確、快速、高效檢驗，需要每位檢驗人員具有過硬的素質，不但需要熟悉國家相關法規體系，還要有夯實的理論基礎和豐富的經驗。

文中對常規的壓力容器定期檢驗相關理論進行了闡述，結合相關法規標準，給出了具體的檢驗實例，進一步細化了相關檢驗工作的具體環節，為從事檢驗的人員提供參考。

參考文獻:

［1］TSG R7001－2004，壓力容器定期檢驗規則［S］．

［2］TSG R0004－2009，固定式壓力容器安全技術監察規程［S］．

［3］程艷林，戴鈺冰．廣州化工［J］．廣州化工，2011，39(15):154－156．

篇9

耐壓試驗與泄漏試驗，是壓力容器設計、制造、定期檢驗中的重要控制環節，能夠直接檢測壓力容器的質量和性能，評估壓力容器的狀態。耐壓試驗和泄漏試驗，需按照規定執行相關的檢測工作，以此來維護壓力容器的可靠性，避免發生安全問題。本文主要探討壓力容器的耐壓試驗和泄漏試驗。

關鍵詞：

壓力容器；耐壓試驗；泄漏試驗

壓力容器耐壓試驗與泄漏試驗，均可考核壓力容器的強度、焊接性能，確保壓力容器的嚴密性。兩類試驗在壓力容器性能檢測中，均屬于壓力試驗的范疇，根據壓力容器的型，選擇進行耐壓試驗和泄漏試驗，以便提高壓力容器的各項性能。運用耐壓試驗和泄漏試驗，做好監督與檢測的工作，規范好壓力容器的運用。

1壓力容器的耐壓試驗

壓力容器的耐壓試驗，是指借助短時超壓的方法，評估壓力容器的強度、密閉性等操作，暴露出壓力容器的質量隱患，便于安排返修與報廢操作。壓力容器的耐壓試驗，包括液壓試驗、氣壓試驗和氣液組合壓力試驗，具體的運用如下：

1.1液壓試驗

液壓試驗,以液體為試驗的媒介，因為液體壓縮性能較小，所以在試驗過程中能夠靈敏的發現泄漏、破裂的問題，而且能夠在短時間內實現壓力與壓強的處理，避免壓力容器內聚集過多的能量，其泄壓的過程，也能確保壓力容器的安全性[1]。液壓試驗的安全性高，采用簡單的操作方法，就能判斷壓力容器的耐壓標準。液壓試驗中，將水作為介質，水資源容易獲取，不需要安排特殊的處理方法，水的爆炸能量要遠低于氣體，提高了液壓試驗的安全性，同時還能滿足試驗中的溫度需求。液壓試驗中，涉及到可燃性液體介質，就要確保試驗溫度在可燃性液體閃點以下，液壓試驗的附近，不能出現火源，落實消防措施，預防爆炸風險，保護好液壓試驗的操作過程。

1.2氣壓試驗

氣壓試驗采用的氣體介質，必須是干燥、清潔的氣體，如：氮氣、空氣、惰性氣體。氣壓試驗的操作期間，氣體受到壓縮影響而產生壓力，會改變容器中的壓力，進而產生明顯的能量，較多能量聚集在容器中，氣體逐漸增加，容器內的壓力隨之增大，一旦氣體試驗操作不規范，就會引起泄漏或者破裂的問題，氣體本身含有較大的能量，氣體散失的過程快，會產生很大的沖擊力，具有潛在安全風險[2]。壓力容器中的氣壓試驗，對安全條件的要求非常高。一般情況下，壓力容器的耐壓試驗中，最先會選擇液壓試驗，在無法實現液壓操作時，才會選擇氣壓試驗。為保證氣壓試驗的安全，應注意以下兩點：（1）壓力容器受到支撐、結構因素的影響，內無法灌入液體時，可以改為氣壓試驗，壓力容器內如果灌入了液壓試驗的液體，液體自身會存在一定的重量，對壓力容器的安全承重造成影響，而氣壓試驗不會產生承受荷重的問題，氣體的承載壓力小，不會影響壓力容器耐壓試驗的檢測；（2）壓力容器中不允許殘留液體，液壓試驗的液體會對壓力容器造成影響，不能輕易的去除時，需選擇氣壓試驗。壓力容器耐壓試驗中，對氣壓試驗有嚴格的要求，注重氣壓試驗的安全性，壓力容器必須達到規定的焊接和性能標準，焊接接頭需實現100%的無損檢測，在此條件下，才能安排氣壓試驗。

1.3氣液組合試驗

氣液組合試驗，是先向壓力容器中注入部分液體，再用壓縮氣體進行加壓代替液壓試驗。這種實驗方法主要應用于很多大型壓力容器的耐壓試驗中，因為隨著工業裝置規模不斷擴大，產生很多需要現場組焊的大型壓力容器，這類容器不易采用液壓試驗，氣壓試驗也會受到容積和壓力源的限制不能進行。因此產生了這種氣液組合壓力試驗。氣液組合壓力試驗可參照液壓試驗和氣壓試驗具體操作。

2壓力容器的泄漏試驗

泄漏試驗在壓力容器的檢驗中，主要用于檢測壓力容器的性能，泄漏試驗可以分為氣密性試驗、氨檢漏試驗、鹵素檢漏試驗、氦檢漏試驗、盛水試漏等，分析如下：

2.1氣密性試驗

氣密性試驗使用干燥、清潔的空氣，與耐壓試驗的氣壓試驗中選擇的氣體相同。氣密性試驗檢測壓力容器是否泄漏，試驗期間，先要檢查壓力容器器壁金屬的溫度，是否達到試驗的標準，必須符合標準，才能進行氣密性試驗。氣密性試驗的壓力，按照壓力容器的設計壓力執行，配置安全附件裝置，在氣密性試驗之前，在現場安裝好安全附件裝置，氣密性試驗中，根據壓力容器的質量文件，標注試驗操作的安全指標，規劃好氣密性試驗在壓力容器泄漏的應用。

2.2氨檢漏試驗

氨檢漏試驗，采用試紙對酸堿度進行評測，為了保障試紙的靈敏度，應該將壓力容器的泄漏試驗安排在空氣粉塵含量較低的環境中，還要遠離火災區域，保護好氨檢漏試驗的操作過程[3]。壓力容器氨檢漏試驗的期間，必須安排好安全保護措施，以便預防氨氣的泄漏和擴散。操作人員在執行氨檢漏試驗時，需佩戴防毒面具，提前熟悉氨泄漏的應急方案，現場配置專業人員、行政人員以及消防人員，一旦發現氨氣警戒，就要立馬安排人員疏散以及現場搶救，維護壓力容器泄漏試驗的安全度。

2.3鹵素檢漏試驗

鹵素檢漏試驗，在壓力容器內，比較適合高致密性的要求，其可檢測的最小泄漏量是10-4~10-6cm³/s，按照泄露試驗的要求，在壓力容器檢測中安排好鹵素檢漏試驗。壓力容器的鹵素檢測試驗，常采用的鹵素有：氟、氯、溴、碘，經過抽真空操作后，將鹵素接入到壓力容器內，或者利用傳感器鹵素檢測儀，檢測壓力容器是否存在泄露的問題。

2.4氦檢漏試驗

氦檢漏試驗，主要以干燥的氦氣為主，檢測壓力容器的密閉性。氦檢漏試驗時，先要清理好壓力容器內部，尤其是容器內部的法蘭密封面、墊片等結構，去除油脂后，再利用塑料薄膜，密封法蘭連接的位置，試驗人員橫向、縱向的焊縫，實行清潔處理，同時使用膠帶密封，安排虹吸抽真空的方法，確保壓力容器內部的干燥與清潔。足夠的真空度，有利于提高氦檢漏試驗的準確性，壓力容器的真空度，不能低于-0.09MPa，氦氣充入到壓力容器內，保持一定的壓力時間，最佳時長是30min，利用氦質譜檢漏儀對壓力容器是否泄漏實行檢測，試驗人員記錄好氦檢漏試驗的數據，評估壓力容器的性能。

2.5盛水試漏

壓力容器耐壓試驗合格后，才能安排泄漏試驗，泄漏試驗中的盛水試漏，操作簡單，保障泄漏試驗檢測的可靠性[4]。盛水試漏適用于敞開的壓力容器中，或者常壓容器內，試驗操作中，試驗人員手動將水注入到敞開口的壓力容器內，一邊安排盛水試驗，一邊觀察壓力容器的狀態，重點觀察壓力容器的表面，是否有水滴滲出，觀察一段時間后，如果壓力容器表面干燥，表示壓力容器沒有泄漏的問題，若相反，則表示壓力容器存有泄漏缺陷，滲水的位置就是壓力容器的滲漏點。

3壓力容器耐壓試驗與泄漏試驗的質量控制

壓力容器耐壓試驗與泄漏試驗，在質量控制方面，可以考慮以下3點措施：（1）試驗中應該規劃責任制度，促使試驗人員樹立安全與質量意識，保證每項試驗操作的準確性和穩定性，預防發生質量問題；（2）試驗操作前，要落實相關的準備工作，檢查試驗所需要的設備、附件是否達到規范標準，避免試驗設備在試驗中出現問題，保障各項試驗的順利進行，待各項工作準備好，才能進入試驗階段，完善壓力容器耐壓試驗與泄漏試驗的操作環境；（3）試驗過程的有效控制，壓力容器的試驗操作過程，需安排好質量控制的方法，如溫度控制、工藝控制等，規范試驗的具體操作，才能保障試驗結果的準確性。

4結束語

壓力容器的日常安全性，與耐壓試驗和泄漏試驗存在密切的關系。根據壓力容器的應用，分配好耐壓試驗和泄漏試驗，掌握好各項試驗的操作方式，同時規劃好質量控制的措施，避免影響壓力容器的性能。壓力容器耐壓試驗和泄漏試驗的應用，規避了潛在的安全風險，保障壓力容器的安全性，最主要的是可以控制好壓力容器的實際應用。

參考文獻：

[1]周朝剛.壓力容器耐壓試驗系統的改進[J].石油和化工設備,2016(06):34-36.

[2]涂九華,李賓.淺談壓力容器的耐壓試驗和泄漏試驗[J].中國科技信息,2014(08):194-195.

[3]杜付軍,韓志威,姜鳳銀.關于壓力容器耐壓試驗壓力的探討[J].河南化工,2015(11):44-45.

篇10

但是,如何保證電焊工培訓過程中質量的提高及考核合格率,使電焊工實際操作技能在生產中靈活應用,還需要在實踐中不斷地探索,逐步完善。下面結合我市鍋爐壓力容器電焊工培訓工作,對培訓電焊工提高質量的幾個重要環節做扼要的闡述。

一、焊工培訓專門機構

為了保證焊工培訓質量必須設立專門機構,統一管理,專門機構可設立理論教學組,技能培訓組。它的任務是:按教學大綱完成理論教學任務,并在每期理論教學中總結積累經驗,為今后培訓電焊工理論知識的不斷提高,應用于生產中做準備。

技能教學組負責技能培訓的操作指導,技能指導是電焊工培訓的主導。專門機構應由有擅長培訓工作,而又有實踐經驗的焊接工程師做全面的組織領導工作,掌握培訓進度,鑒別培訓的質量,及時處理出現的各類問題。

二、必備的技術文件

培訓前,結合實際情況編制必要的技術文件來指導培訓工作。具體文件有:1.指導整個培訓工作的《焊工培訓計劃》;2.指導教學工作的《教學大綱》;3.指導各項具體培訓工作的《焊工培訓細則》;4.《操作技能指導書》。

指導書是根據培訓經驗編制的較全面的指導焊工操作的技術文件。它的內容包括:金屬材料、焊接材料、試件裝配工藝、焊接規范參數、操作要點及質量標準。使學員在訓練中有標準、有工藝、有方法、有措施地循序漸進,穩步提。

三、基礎知識的培訓

1.根據技術文件的有關要求,選用合適的培訓教材。一般選用與鍋爐壓力容器有關的教材,讓學員多掌握一些焊接質量標準。重點是結合實際講焊接工藝,焊接缺陷與檢驗,以及影響焊接質量的因素。

2.基礎知識的授課,要使學員能夠理解、接受、感興趣,不求過多、過深,使學員在生產實踐中,出現問題能用簡單理論來解釋、認識才是理論教學的最好方式。

3.教師的素質與學員接受知識快慢、多少、深淺緊密相關。最佳的是挑選有一定實際經驗,有一定操作技能的工程技術人員和有講授能力的焊接技師授課。并采用啟發式教學,不照本宣科,羅列公式,寓理論于常見的工作實例中,深入淺出,使學員易于理解和接受,避免死記硬背,不解其意。

四、操作技能培訓

1.冰凍三尺,非一日之寒。首先培訓前要做“入學”考試,沒有電焊工實際操作基礎的不能參加鍋爐壓力容器電焊培訓。可讓沒操作基礎的學員參加初級操作訓練,待有一定基礎方可“入學”。

從學員入學之日,就要使每個學員認識到,如果忽視平時工作中的操作,而僅在培訓短期內努力,是難于取得穩固的操作基礎的。必須使學員樹立培訓期是掌握知識的重要時期。

2.操作技能指導是焊工培訓的關鍵。操作技能指導必須由具有一定資質,文化素質較高,實際操作經驗較強,有一定的講解能力、表達能力的優秀焊工或焊工技師擔任指導教師。

3.統一是保證學員技能操作水平穩步提高的基礎。技能指導教師在輔導學員前,必須在統一管理下,統一思想,統一認識,按《培訓計劃》逐步教學,按《操作技能指導書》用統一的方法和規范來指導學員操作,堅決杜絕教師按自己想當然的方法授課,并用統一的方法堅決糾正學員的不正確的、習慣性的、錯誤性的操作方法和操作姿勢。

4.在項目訓練前,技能指導教師必須按照《指導書》的要求,從裝配準備直至試件焊完整個工藝過程,要逐一講解示范。使學員認識到良好的操作基本功,需在正確地工藝指導下才能得出合格試件。

5.做好記錄,進行針對性教學。技能教學時,要有專人記錄每日培訓中,每個學員的操作及掌握程度,以及技能指導教師教學中發現的問題。

6.將學員按不同程度分為好、中、差進行有區別的針對性教學。重點抓兩頭(成績好的和成績差的)帶中間(成績一般的)。對成績好的學員可以進行下一項的訓練和增加訓練項目,對成績差的學員進行重點的個別輔導,并可以延長重點項目的訓練時間,使該項目得到扎實的提高。

7.操作培訓應不斷深入,全面提高:(1)先板件管件,循序漸進;(2)先碳鋼后合金,逐步深入;(3)先“酸性”后“堿性”全面發展;(4)抓兩頭,帶中間,普遍提高;(5)先“統一”后教學,有章有法;(6)高標準,嚴要求,一絲不茍。

五、愛崗敬業