压力容器范文

导语：如何才能写好一篇压力容器，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：压力容器试验；压力受压元件；厚度附加量许用应力

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2013）15-0188-01

1 概述

GB150.1～150.4-2011《压力容器》（以下简称GB150）4.6条中规定，压力容器制成后应经液压试验，其中液压试验压力，按以下公式：

PT=1.25P〔σ〕/〔σ〕t（1）

同时，明确规定液压试验压力的最低值按上述公式。实际中，按公式（1）确定液压试验压力时，没有考虑厚度附加量的影响，压力容器使用后厚度附加量减少，直到为零，受压元件所承受的应力值逐渐提高。可见，压力容器在出厂前的厚度附加量最大，受压元件实际所承受应力值最低，相当于宏观强度方面的检验要求最为宽松。

本文提出应充分考虑厚度附加量对液压试验的影响，适当提高新制压力容器的液压试验压力。首先以内压圆筒为例，探讨采用实际壁厚替代有效厚度来确定压力容器的液压试验压力。

圆筒壁内达到材料的许用应力〔σ〕时的压力为：

Pm=2δm〔σ〕Φ/（δm+Di）（2）

代入公式（1）有

PT=1.25Pm〔σ〕/〔σ〕t（3）

Pm─圆筒壁内达到材料的许用应力时的压力，MPa

δm─圆筒液压试验时的实际壁厚，mm

同时，按GB150中4.6.3规定，进行液压试验应力校核。

当厚度附加量为0时，公式（2）与公式（1）是一致的。实际壁厚普遍大于有效厚度，尤其是新制压力容器，用公式（2）计算的液压试验压力较公式（1）提高了，下文对此进行了实例推导和具体分析。

2 压力容器进行液压试验的原因和目的（GB150标准释义）

（1）原因：压力容器在制造过程中，必然有材料缺陷和制造工艺缺陷存在，进行液压试验，这是一种直观性的综合检验。

（2）目的：检查容器在超工作压力下的宏观强度，包括检查材料的缺陷、容器各部分的变形、焊接接管的强度和容器法兰连接的泄漏检查等。

3 液压试验公式的分析

按GB150标准释义，耐压试验公式（1）中的系数1.25是为了让压力容器在超工作压力下进行压力试验。温度修正系数〔σ〕/〔σ〕t是考虑到了温度对材料许用应力值的影响，液压试验在常温下进行，〔σ〕/〔σ〕t≤1。从公式（1）可以看出，该公式未考虑厚度附加量的影响，即液压试验的压力与厚度附加量无关。

4 试验压力PT下圆筒壁内的应力分析

4.1 圆筒壁内应力分析

按“无力矩理论”（也叫“薄膜理论”），圆筒壁内的应力为典型的二向应力状态，即周向薄膜应力和径向薄膜应力，其中，周向薄膜应力是径向薄膜应力的二倍，周向承受内压的圆柱壳膜应力为：

σθ=P（Di+t）/（2t）（5）

σθ─圆筒周向薄膜应力，MPa

t─圆筒壁厚，mm

GB150采用的是第一强度理论，即σ1≤〔σ〕t，对于薄壁内压圆筒，σθ为最大主应力，即：σ1=σθ。

4.2 内压筒体壁厚公式的推导

由公式（5）第一强度理论σ1≤〔σ〕t及

σ1=σθ有：P（Di+t）/（2t）≤〔σ〕t

圆筒由钢板卷焊时，〔σ〕t应乘以焊接接头系数Φ，Φ≤1。此外，考虑到容器内部介质腐蚀（冲蚀）等因素作用，以及供货钢板厚度负偏差等，设计厚度比计算厚度大，故上式中t要加上附加厚度C。所以内压筒体壁厚计算公式为：

δ=PcDi/（2〔σ〕tΦ-Pc）

以上即为公式（4）的推导过程，大家知道，圆筒名义厚度由计算壁厚、厚度附加量、向上圆整值构成。设计时，充分考虑了厚度附加量（介质和设计寿命决定），而液压试验公式（1）中没有考虑厚度附加量。

5 液压试验时，圆筒壁内的应力分析实例

（1）例1：某20m3液氯储槽，筒体主体材料为Q345R，筒体内径1804mm，筒体壁厚14mm。其中设计参数：设计压力为1.6MPa/设计温度为50℃/腐蚀裕量为6mm/焊接接头系数为1.0mm/充装介质为液氯/容积为20m3/容器类别为Ⅲ类/液压试验压力为2.0MPa。

（2）圆筒计算厚度为：

δ=PcDi/（2〔σ〕tΦ-Pc）=7.67mm

（3）出厂前液压试验时圆筒壁内的最大主应力为：

σt1=PT（Di+t）/（2t）

=2.0×（1804+14）/（2×14）

=129.86MPa（

这是出厂前到压力容器服役结束期间，圆筒壁液压试验下应力值的最低值。

（4）压力容器使用后，厚度附加量减少直至趋近于0，当壁厚接近于计算厚度δ时，液压试验时圆筒壁内的最大主应力为：

σt2=PT（Di+t）/（2t）

=2.0×（1804+7.67）/（2×7.67）

=236.2MPa

可见，压力容器服役期间，圆筒壁内液压试验下应力值可能达到的最高值。

（5）出厂前和检修过程中的应力对比。

上述可以看出，在出厂前的液压试验中，σt/〔σ〕=12986/189=0.69，即，液压试验压力作用下，圆筒壁内的最大主应力只有许用应力值的0.69倍，圆筒是在远低于材料许用应力的状态下进行了宏观检验，即使有制造或材料缺陷在宏观上也很难被发现。

检修过程的液压试验中，σt/〔σ〕=236.2/189=1.25，圆筒壁内的最大主应力达到了许用应力值的1.25倍，即，圆筒内的应力值远大于出厂前液压试验时的应力值，出厂前未显现的缺陷可能会显现甚至被放大，压力容器寿命降低或失效。

6 公式（2）在实例中的应用分析

例1中，筒体实际壁厚δm=δn=14mm（忽略负偏差），由公式（3）：Pm=2×14×189/（14+1804）=2.91MPa

由公式（2）：PT=1.25×2.91=3.63MPa。

此时，圆筒内的计算应力为：

σt=PT（Di+δn）/（2δn）

=3.63×（1804+14）/（2×14）

=235.7MPa

σt/〔σ〕=235.7/189=1.25

可见，在液压试验时，筒体内的应力值达到了许用应用值的1.25倍。这种情况，实际上相当于压力容器的厚度附加量为0时的液压试验状态，这种状态在压力容器使用后期可能会出现。

7 提高液压试验压力时，其它受压元件及安全附件分析

压力容器的其它受压元件，如封头、法兰、接管、安全附件等，在设计和选取时，都考虑耐压余量，如设备法兰标准中，腐蚀余量为3mm，压力表选取耐压要求是最高工作压力的1.5～3.0倍，安全阀爆破片装置一般在液压试验前不组装。

在液压试验中，试验压力值取决于压力容器中承压能力最弱的受压元件，通常壳体所能承受的压力值最低，因为从经济角度出发，设计上让压力容器的主体——壳体中厚度余量最小，所以，实际设计中用壳体来计算液压试验压力值，再校核其它受压元件的液压试验应力，而壳体以外的受压元件在设计中选择的余量大于壳体，提高这部分受压元件的余量对成本影响较少，对增加安全性作用极大。

8 结语

除GB150外，ASMEⅧ-1中也明确规定了液压试验压力值的最低要求，而JB4732、ASMEⅧ-2等规范在设计中采用塑性失效准则，允许结构一定程度上（局部）出现屈服。是为了提高压力容器的制造质量，从宏观检查上提出了更严格的要求。

众所周知，GB150给定了液压试验压力的计算公式，同时也明确指出了按该公式进行液压试验的压力是最低要求，是否需要提高液压试验压力由设计者来确定。该公式中的液压试验值没有考虑厚度附加量分担掉了一部分液压试验压力，如果适当提高液压试验压力进行试验，从标准和设计的角度都是允许的，尤其是新制压力容器，对压力容器强度的宏观检验将起到积极的作用，并在一定程度上提高了压力容器使用中的安全保障。

参考文献

[1]全国锅炉压力容器标准化技术委员.GB150 压力容器[S].

[2]国家质量监督检验检疫总局.TSGR0004 固定式压力容器安全技术监察规程[S].

[3]王志文.化工容器设计[M].北京：化学工业出版社，1998.

[4]刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2011.

[5]JB4732 钢制压力容器─分析设计标准[S].

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压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设计和焊接过程中。主要表现为焊缝尺寸存在偏差，焊接过程产生飞溅导致的焊瘤、压力容器表面气孔、塌陷以及咬边等问题，严重的还可导致焊接表面裂纹和烧穿现象。压力容器的表面缺陷可通过目测或仪器检测，要求检测人员具有丰富的经验。而控制压力容器表面缺陷则需焊接人员不断提供技术水平。

2压力容器表面缺陷检验技术

2.1常见表面缺陷的检验

焊接错边是压力容器最常见的表面缺陷之一，即焊缝两侧的焊趾母材产生一定高度的分离。焊缝错边可通过目测发现，但要得到精准错边量，需使用焊缝尺。其主要表现形式为焊接母材表现不平整。在检验焊接错边过程中应遵循以下原则：首先：检验人员应分析该压力容器的焊接顺序，以了解容器的焊缝位置。检测发生错边的焊缝，并在错边量数值最大处打好标识。检验前需对焊缝及其周边进行清理，确保焊缝表面清洁度，减少误差。其次：压力容器板材表面厚度对检测结果具有影响。规定检测焊缝错边量不包括焊接板材的两侧厚度。但如果较厚的板材呈斜坡状，那么板材厚度以其母材实际厚度确定。而焊缝宽度和被削斜度则需通过板材厚度差和焊趾目前厚度进行测量后确定。也就是说，对于厚板材的错边量计算，应减去两板材的厚度差。当然，为了确保压力容器纵缝检测的准确性，应借用样板和万用量规以减少误差。

2.2压力容器棱角度的检验措施

压力容器棱角度是指容器在焊接过程中产生的环向棱角。基于棱角度的形成过程，其检验具有一定难度。尤其是压力容器存在棱角度和错边量两种表面缺陷时，很难测出压力容器了棱角度的具体数值。此时，要求进行多次测量，并将平均数值作为所测得的棱角度值。采用平均值测量法可确保压力容器筒体内、外侧的棱角度保持一致。样板长度对棱角度值具有一定影响，这是由于焊缝处与板材平面具有不同的曲线。采用平均测量法进行压力容器棱角度测量，板材长度不得小于300cm，并要求弦长不超出1/6D。

3压力容器常见表面缺陷的处理方法

上文我们对压力容器表面缺陷进行了分析，其主要表现为焊瘤、咬边、裂纹等缺陷。我们重点针对由于腐蚀产生的缺陷和表面裂纹产生的缺陷进行具体的分析。

3.1腐蚀造成的压力容器表面缺陷处理

压力容器腐蚀是指外部环境和内部气体或液体对容器母材造成的损害。腐蚀主要影响和改变压力容器的壁厚，腐蚀严重可致使容器壁厚急剧下降。大型压力容器的材料多为不锈钢或者铝钛合金，并对材料性能具有较高的要求。表面粉尘、焊接引弧斑痕、焊接飞溅是导致压力容器腐蚀的主要原因。对于压力容器所盛液体的腐蚀可通过提高材料性能或选择正确的材质处理，但对于焊接技术不当导致的焊接腐蚀来说，则应注意提高焊接技术。引弧不当等原因将导致压力容器母材保护膜受到严重的腐蚀，从而影响压力容器性能。要解决这一腐蚀问题，检测人员应注意焊接过程，要求焊接人员严格按照规定操作。检测人员应具有丰富的经验，可通过目测发现压力容器腐蚀，并利用测厚仪器测量容器壁厚变化，如果检测后的压力容器可导达到使用强度标准，可继续使用。但要进行必要的日常护理，以提高压力容器的使用寿命。而对于检测不合理的压力容器，通常壁厚过低不能用于继续承载液体或气体，应及时淘汰。

3.2焊接表面裂痕处理方式

由于压力容器主要采用焊接方式完成，焊接缺陷是其主要缺陷表现形式。表面裂痕主要分布于焊缝区、融合线和焊接热影响区。表面开裂并伴有气孔是焊接技术不到位的主要表现。熔池内的气体不能全部溢出即出现焊接气孔。处理这类缺陷，可采用机械打磨的方式，对存在气孔的位置进行打磨后重新补焊，以确保压力容器的焊接质量。当然，无论何种类型的焊接缺陷或表面裂痕，都需要检测人员的经验和技能进行处理。因此，企业在压力容器生产过程中，应注意不断提高检验人员的技能，要求其具有相关从业经验与从业资格。

4结语

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化、储存与应用、气体生产等都需要低温压力容器，因而低温压力容器的使用占有比例显著增加。针对低温压力容器，本文从多个角度进行考虑，比如：选材、结构设计、制造和检验等等几方面重点对低温压力容器设计和所要注意的各种事项作了说明，并提出一些有价值的参考。

关键词：选材；设计；制造和检验；低温压力容器；

中图分类号：O514.2 文献标识码：A 文章编号：

目前，越来越多的工业生产需要用到低温压力容器设计，例如石油化工企业，在低温技术的发展的同时，各类低温压力容器的应运而生。随着温度的降低，容器所用钢材及焊缝由延性态变为脆性态。在拉应力作用下，受压元件的应力水平小于材料屈服强度，脆性断裂现象随之发生，断裂前容器结构不出现或局部出现极为小的塑性变形，从这一角度来讲，对于低温压力容器来讲，从设计、选材、制造到检验等各个程序都要有更高的设计原则。另一方面，因为要求提高，所以低温设备成本要高于一般压力容器。就以上问题，本文在对低温压力容器的设计过程中进行以下几个方面的探讨。

1低温压力容器的选材

1.1 选择受压元件材料

低温钢材质量决定了低温压力容器质量，不同的使用温度，将低温钢材大致分为三类：第一类，-40℃以上，碳锰钢使用较多；第二类，-40～-196℃，低碳钢或中镍钢多被作为材料；第三类，-196～-273℃的温度下，铬镍奥氏钢体作为受压原件材料适宜。一般来说，低温条件下脆性断裂是钢材失效的主要形式。钢材温度如果比脆性温度低，在有缺口的地方一般就会有可能发生脆性断裂。低温环境下钢材冲击值简单明确地体现出在缺口尖端处裂纹扩展的敏感性与塑性变形能力，即低温韧性。在选材过程中确保低温韧性对低温压力容器极其重要，如果低温韧性充足，更倾向于使用强度偏高的钢材。在冶炼低温压力容器时使用电炉或平炉，同时使用镇静钢会使钢材有更加好的低温韧性。对钢材进行无损检测也是必不可少的过程，其内容包括检测夹层是否存在、裂纹等其他缺陷是否存在。从钢材化学成分角度来看，采用硫、磷含量偏低的钢材最好，磷量小于或等于0.03%，硫量小于或等于0.02%为最佳。低温钢材在通常情况下都处于正火状态，但镍系低温钢以及一些其他高强度低温钢都处于正火、回火状态，也或处于调质状态。为更进一步增加钢材的塑性，这就要求钢材屈强比尽量小，充分增加应力集中部位处的应力分配能力。

1.2 选择非受压元件材料

当在低温压力容器的受压元件和非受压元件材料相互焊接时，要把握低温韧性和焊接接头的性能和受压元件属性相匹配这一原则。特别对于低温压力容器，支座选材是其中十分重要的环节；对于温度高于-70℃时且不低于-20℃的低温容器，选择支座的材料要使用低温韧性比受压元件低一个等级的材料，如果设计温度要求不能高于-70℃低温容器，选用低温韧性和受压元件相同的材料最适宜；而若是安装环境极低，在选择支座材料时，需要对环境温度带来的影响进行详尽周全地考虑。

1.3 使用主螺柱和螺母

一般来讲，低温压力容器螺母选用30CrMoA，主螺柱是35CrMoA，两者都为调质状态，同时要进行低温冲击试验，磁粉检测螺母和主螺柱。

2 设计温度的确定

GB150-1998《钢制压力容器》附录规定，容器的设计温度等于或是低于-20℃，以及由于环境的影响，壳体的金属温度等于或是低于-20℃时，处于该状态下的压力容器都归于低温压力容器。设计温度低于-20℃和高于-20℃这种指标的不同，在设计，选材，制造方面等方面的要求截然相反。低温压力容器设计中一项至关重要的因素便是设计温度的确定。应从是否受环境影响、介质的状态、设备在相应低温下与压力的组合工况和有无保温或保冷等方面,进行具体讨论具体分析。若容器外表面具有保温、保冷这类设施，那么容器壳壁温度可以被认定为不会遭受到环境温度影响，壳体壁温被介质温度直接决定。在工程上一般可取低于介质的工作温度的5-10℃或介质在工艺流程中最低温度作为设计温度；然而对于户外储存容器来说，壳体的金属温度一般容易受大气环境气温影响，其最低设计温度可根据该地区的气象资料，取近些年来的“月平均最低气温”的最低值，按如下原则确定其最低气温:

为事故停车特设的这类容器除外, 考虑容器壁温受环境低温的影响要以正常运行条件为依据。一般不以停车后的自然降温事故状态的意外降温确定温度。

对于盛装压缩气体并无保温设施的贮存容器, 设计温度通常取最低环境温度降低3℃。

(3) 对盛装液体体积占容积的1/4 以上无保温的贮存容器设计温度，最低环境温度可作为设计温度。

(4) 若容器有保温或物料常处于流动状态, 设计温度应根据物料的流量、温度、容器的散热情况、形状大小等综合因素考虑壁温, 通过分析计算或参考实例来得到。

3 确定低温低应力工况

如果确定了设计温度，可根据等于或小于-20℃这一压力容器这一低温界限，衡量压力应按低温选材、设计、制造与否等。原则上，对于设计温度小于或等于-20℃的压力容器的受压元件来说应考虑其低温脆断因素从而按照低温进行设计,但不同的工况下也有所不同，仅仅根据温度的高低这一单因素来决定容器设计时是否要按照低温压力容器要求设计并不合理，例如壁温为低温，但应力水平也十分低，如果此时压力容器设计在各个方面提高要求，按照低温容器进行你个设计，会造成巨大浪费这一恶劣后果。按应力水平在低温下拉应力较小的情况下决定是否按照低温容器设计。我国GB150-98中有如下规定,受压元件设计温度或者压力容器壳体虽低于或等于-20℃,但环向应力小于或等于钢材标准常温屈服点的1/6, 并且小于或等于50MPa时的工况作为低温低应力的工况。此时如果增加50℃的设计温度,温度高于-20℃，不再按低温容器设计。在这种工况下，冲击试验温度可以用设计温度加上50℃。冲击试验温度值大于或等于0℃,低温冲击试验可以不进行,按常温设计考虑；冲击试验温度值在-19～0℃时,必须对该受压元件材料本体和焊缝做低温冲击试验,并要考虑其低温脆断因素,但其余方面均可按照常温设计考虑；冲击试验温度值如果小于或者等于-20℃时，完全按低温压力容器设计、选材、制造和检验最为合适。判断是否属于低温低应力工况，以下我们以液氨贮罐的设计过程为例来说明。液氨贮罐在工业生产中极为常见，按规范要求，液氨贮罐的工作压力常取50℃时的饱和蒸汽压：2.16MPa，但常压容器比较多见。例如：立式设备筒体壁厚经计算取12毫米，内径为2000毫米，主要的受压元件材质设计选择16MnR。在-20℃时液氨对应的饱和蒸汽压为0.09MPa，数值很小,壳体一次薄膜应力经计算为7.545MPa；而液氨在-30℃时的饱和蒸汽压是0.02Mpa,此时壳体一次薄膜应力计算结果为1.674MPa。壳体材料16MnR在常温状态下的应力值170MPa远远大于壳体的一次薄膜应力值，与此同时壳体一次薄膜应力值小于材料16MnR标准常温状态下屈服点的1/6,并小于50MPa。此设备是低温低应力工况状态下的低温压力容器，应当按照常温进行考虑设计。筒体材料选用一般压力容器用材16MnR，替代成本更高的低温用钢16MnDR，既降低了设备的制造费用，又合理经济地达到了设备的使用标准和要求。我国当下的问题是低温用钢种类较少，供不应求、制造流程以及工艺相对复杂，因而利用低温低应力工况来解决一部分低温低压力容器的用钢问题，能够降低设备造价成本以及可以缓解低温用钢短缺的硬性问题。

4 结束语

通过对以上几点的总结可以得出，设计低温压力容器时，每个环节都必不可少且十分重要，每个环节的具体功能和作用都不能忽视。进行精确地设计、计算是标准规范和设计者的一种有机结合。设计人员应在实践过程中逐步抓住问题的主要矛盾，矛盾的主要方面，不断深化总结、积累经验，使低温压力容器在设计、制造、检验等一系列工序中更加完整化，规范化，提高压力容器的安全可靠性和经济性。

参考文献

[1] 全国化工工程建设标准编辑中心H G20585-1998《钢制低温压力容器技术规定》， 国家石油和化工工业局，1999.

[2] 全国锅炉压力容器标准化技术委员会.GB150-1998《钢制压力容器》.中国标准出版社，1989

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关键词:压力容器，腐蚀， 防护， 检查

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

中图分类号：TU453文献标识码：A 文章编号：

压力容器是化工生产中广泛使用并很重要的特种设备，在高温、高压、磨损或介质对金属腐蚀等不利条件下操作，腐蚀是压力容器一大危害。据有关压力容器事故资料统计表明，由于腐蚀发生爆炸事故的占66.7％。金属腐蚀原因比较复杂，影响因素之多。因此，对金属腐蚀的规律性有所了解，有助于分析形成压力容器的腐蚀原因和对其在运行过程中出现的缺陷性质作出正确的判断，以便采取相应的防腐措施，提高压力容器的安全使用性。

1压力容器的腐蚀与防护

1.1压力容器腐蚀的定义及存在环境

绝大多数压力容器都由金属材料构成，压力容器与环境的反应而引起的材料的破坏或变质，称为压力容器的腐蚀。

压力容器运行的环境条件：

(1)溶液、气体、蒸汽等介质成分、浓度和温度

(2)酸、碱及杂质的含量

(3)应力状态(工作应力、残余应力)

(4)液体的静止状态或流动状态

(5)混入液体的固体颗粒的磨损和侵蚀

(6)局部的条件差别(温度差、浓度差)，不同材料接触状态

(7)温度的周期性变化、热冲击及PTS

(8)化学反应及反应生成物的情况

(9)高温、低温、高压、真空、冲击载荷、交变等应力

1.2金属腐蚀的分类

金属腐蚀有几种不同的分类方法。按腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀；按腐蚀环境可分为化学介质腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等；还有一种分类方法是分为湿腐蚀和干腐蚀。有液体存在时产生的是湿腐蚀，干腐蚀是环境中没有液相或在露点以上，腐蚀剂通常是蒸汽和气体。

金属腐蚀比较直观、实用的分类方法是：根据金属腐蚀破坏形态来分类，有下列几种：均匀腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、氢致开裂、缝隙腐蚀、腐蚀疲劳和磨耗腐蚀等。

(1)均匀腐蚀也称全面腐蚀，是在压力容器全部暴露表面或大部分面积上发生化学或电化学反应而均匀地进行的腐蚀。均匀腐蚀会导致压力容器壳壁和封头变薄，最后强度不足而报废。均匀腐蚀的腐蚀速率可以通过测量剩余壁厚测出，因而在设计时可以考虑腐蚀裕度，从而保证不会在有效设计周期内整体壁厚不足而引起失效。

均匀腐蚀的防护：1、正确选用金属材料和制定合理的加工工艺。选择对介质有耐蚀性的材料，且表面加工的越光滑，抗蚀性越强。2、选择合理的结构设计，避免把电位差别很大的不同金属材料互相接触而产生电偶腐蚀。3、减少介质中的有害成分。4、覆盖层保护，使金属材料与周围介质隔离。

(2)应力腐蚀，金属或合金在拉应力和一定的腐蚀性介质共同作用下发生的腐蚀破裂。

典型的应力腐蚀：

1碱脆

低碳钢或普通低合金钢与热碱溶液的组合，在工作应力与残余拉应力的协同作用下，产生应力腐蚀，并导致严重的断裂事故。溶铁反应过程：

3Fe+7NaOHNa3FeO3•2Na2FeO2+7H

Na3FeO3•2Na2FeO2+4H2O7NaOH+ Fe3O4+H

7H+H4H2

3Fe+4H2OFe3O4+4H2

碱脆的控制措施：a、选用适当的碳钢。从强度、塑性和碱脆敏感性三个方面综合考虑。b、尽量降低装配时产生残余内应力的因素，如错边、角变形，并防止生成空虚和不紧密的接缝，尽量采取措施降低焊接残余应力。c、加入缓蚀剂。常用的有Na3PO4、NaNO3、NaNO2 、Na2SO4等。

2硝脆

在生产氮肥及硝酸盐工厂，出现低碳钢在浓硝酸盐中的应力腐蚀开裂或断裂的现象，称为“硝脆”。是低碳钢的沿晶阳极溶解。

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

随着硝酸盐水解时Ph值的降低，硝脆的趋势增加。

硝脆的控制措施：a、选择合适的含碳量0.20%。b、冷轧钢材可减低硝脆的敏感性。c、尽量降低钢中硫、磷、砷的含量。d、尽可能降低硝酸盐的浓度。e、尽可能降低硝酸盐的温度。f、适当提高溶液的Ph值。

3液氨引起的应力腐蚀

液氨应力腐蚀断裂属于穿晶型。除NH3外，必须还要含有O2和N2。在含氧的液氨中，钢表面吸附氧形成氧膜，当材料受拉力应变后，保护膜被破坏。暴露出的新鲜表面(滑移台阶)与有氧膜的金属表面组成微电池，产生快速溶解。在没有其他杂质存在时，O2能够在金属表面上再成膜，抑制应力腐蚀破裂的产生，当氨中同时溶有N2时，有于O2和N2在滑移台阶上产生了“竞争吸附”，组织部分滑移台阶的再钝化，从而增加钢的应力腐蚀断裂敏感性。

氨脆的控制措施：a、选择强度低于540MPa的钢种。b、充分回火和退火，消除残余应力。c、储罐加保温层，将液氨低温保存(10℃以下)。d、液氨中加入冷冻机油、菜籽油或硅油作为缓蚀剂。

(3)点腐蚀又称小孔腐蚀或孔蚀，常发生在易钝化金属或合金中，同时往往有侵蚀性阴离子(Cl-)与氧化剂共存的条件下。

点蚀的防护与控制：a、添加缓蚀剂。一般来说，对金属或合金的全面腐蚀有缓蚀作用的化合物对点蚀也有抑制作用。b、阴极保护。将原本处于点蚀电位区的金属电位阴极极化到钝态电位区，即可使其处于“完全钝化”状态而得到保护，防止点蚀。c、合理选择耐蚀性材料。Cr、Mo、N等元素的含量越高，抗点蚀性能越好。

(4)晶间腐蚀。当奥氏体钢经历相当于敏化温度条件的热处理时，便会沿晶界析出碳化物。由于碳较铬向晶界扩散的速度快，晶界及其邻近区域的铬就会被大量消耗而来不及补充，从而使晶界区域出现贫铬现象。在腐蚀溶液中，不贫铬的晶粒处于钝化而贫铬的晶间区处于活态，晶间贫铬区相对一般含铬量正常的晶粒部位来说是阳极，在这种大阴极小阳极耦合加速效应影响下晶间腐蚀加速。

防止和控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀的措施：a、降低C/N/P等有害杂质元素的含量，提高钢的纯净度。b、添加少量稳定化元素，控制晶界吸附和晶界沉淀。c、采用固溶处理，抑制在晶界析出碳化物。d、在敏化温度以上进行稳定化处理。e、对冷加工和敏化温度处理场合，先冷加工，后热处理。f、增加晶界面积，分散沉淀相。

(5)氢脆。在压力容器壳体材料和受压部件制造和装配过程中已进入的微量的氢，在应力(外加的或残余)的协同作用下，可以导致材料的脆化并促进开裂，成为氢脆或内氢脆。

控制措施：a、对于未出现裂纹的具有内氢脆趋势的材料，可以通过排氢处理，使材料恢复到未充氢时的水平。b、采用适当的工艺及烘烤处理，降低钢中的含氢量。c、若有可能，降低材料的强度或采用局部回火，降低关键部位的局部强度。d、降低导致回火脆性的杂质，如硫、磷。

2压力容器的腐蚀检查

由于容器外壁的腐蚀通常是均匀腐蚀或局部腐蚀，所以用直观的检查方法就可以发现。

外壁有油漆防护层的容器，如果防护层完好，而且也没发现其它可疑迹象，一般不用清除防护层来检查金属外壁的腐蚀情况；对于外面有保温层或其它覆盖层的压力容器，如果保温层对器壁没有腐蚀作用，或者容器壳有防腐层，在保温层正常的情况下，也不需要拆除保温层，但是如果发现泄漏或者其它可能发生腐蚀的迹象，则应该在可疑之处拆除保温层进行全面检查。

直观检查后，如发现容器内壁或者外壁有均匀腐蚀或者局部腐蚀的情况，应测量被腐蚀的部位的剩余厚度，进而确定器壁的腐蚀厚度以及腐蚀速率。发现腐蚀缺陷后要及时处理，一般原则是以下几个方面。

(1)当内壁发现晶间腐蚀或者断裂腐蚀时，要停止使用。如果腐蚀是微小的，可以根据具体的情况，在进行适当处理之后再使用。

(2)发现分散点腐蚀时，如果不妨碍工艺操作的话(腐蚀深度要小于计算壁厚的一半)，可以对缺陷不作处理而继续使用。

(3)均匀腐蚀和局部腐蚀要遵照剩余厚度不小于计算厚度的原则再做缩小检验间隔期限、继续使用、降压使用或判废的处理。

3结语

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一、压力容器全面检验的指标

对加氢装置压力容器进行首次全面检验之前，要做好充分的准备工作。主要包括这几个方面：首先，必须将内部介质排除干净，用盲板隔断所有液体、气体或蒸汽的来源，设置明显的隔离标志。其次，面，做好脚手架、梯子的搭建工作，便于检验人员与监护人员开展检查工作。再次，检验容器之间，要切断与压力容器有关的电源，拆除保险丝，同时设置明显的安全标志。最后，人孔和检验孔打开后，有可能滞留易燃、有毒、有害气体，必须采取措施进行彻底消除。除此之外，要控制好压力容器内部空间的气体含氧量，一般体积比为18—23%。针对现场实际情况，还应配有通风、安全救护措施。具有易燃介质的，严禁用空气进行置换。以上准备工作，需要安排专门的人员来负责监督，落实。压力容器的全面检验涉及多个方面的指标，第一，产品的出厂资料（产品质量证明书、设计图纸、产品合格证、安装维修告知单、压力容器使用登记证等）。第二，检查设备的尺寸。该项指标主要对设备的结构规范进行检查，确定设备在使用的过程中，是否发生变形，进而导致缺陷。第三，对容器壁的厚度进行测定，一般以封头、筒体为主要部位，并对接管以及容易受到腐蚀的地方，进行重点测定。第四，检测设备的硬度。选取该设备中的50台压力容器作为检测对象，主要包括（反应器、换热器、临氢容器）等。另外，在检测的过程中，严格选择出硬度的定点部位。第五，对设备的焊缝实施无损检测。一般，角焊缝采用磁粉、着色的方式进行百分之百的检查。对接焊缝在检测时，要根据不同的容器类型，选择不同的检查办法。我检验机构在检测20台三类压力容器的对接焊缝时，采用百分之百的超声波检查。其余的压力容器焊缝在进行超声波检查时，采用的比例比三类压力容器低，一般在百分之二十左右。第六，检查螺栓。在检查之前，要把螺栓清洗干净，然后对其中的化学元素进行分析。第八，检查设备的安全附件。设备的安全附件一般有安全阀、液位计，以及压力表等。一方面，检查这些附件是否超过了规定的校验时间。另一方面，根据检查的数据进行判断，研究该结果是否影响了设备的运行，从而存在一定的缺陷。最后，在设备全面检验之后，利用编制好的耐压方案，进行耐压试验，相关人员要做好防护的措施，然后由专门的负责人进行验收。

二、加氢装置压力容器的检验结果与存在的缺陷

经检验，所有压力容器在运行中，均没有产生变形的现象。另外，压力容器的焊缝符合常规标准，没有产生超标的现象。其次，设备的壁厚也没有出现减薄现象，在满足强度校核范围之内。再次，经过精度测试之后，容器的各项指标属正常，不影响正常的使用。最后，在检测焊缝无损指标时，检测出10台容器存在9处缺陷，主要是封头、筒体存在表面裂纹。

三、对检测出的缺陷处理

1、打磨裂纹采取打磨的方式，对容器的裂痕进行处理。然后按照相关规定，计算出凹坑壁的厚度，如果厚度没有超过壁厚规定的范围，只需要打磨光滑即可，就可正常使用，从而免去了焊补的程序。在打磨的过程中，可以发现裂纹大部分存在于焊渣附近，因此可以推断出焊渣是引起裂纹的原因。2、清除缺陷利用电铣的方式，进行裂纹的清洗，在铣削的过程中，要进行PT探伤。经过反复的清除，最终将缺陷全部处理掉。同时，在清理缺陷时，发现了一部分夹渣，因此可以进行推论，这些夹渣就是产生缺陷的原因。由于夹渣不断的增多，最终形成了空洞。然后经过高温、高压的作用，洞内的残渣就会在热力作用下膨胀，最终导致裂纹，并从外面显示出来。3、修复缺陷除了以上缺陷外，有的压力容器被检测出缺陷的位置为：人孔法兰盖槽型密封槽底。在对各层进行计算之后，得出清除的厚度为7mm，应该采取堆焊层的办法进行修复。其中，焊接要求使用原始材料，并采取人工作业的方式，进行焊接。焊接的电流为75V左右，电压为15V左右。在每一层堆焊结束后，严格进行PT探伤处理。另外，在焊接过程中，要注意温度的控制，一般焊接的温度在每一层不能超过100℃。最后，在进行焊接时，相关人员一定要严格按照程序进行，注意对密封面的保护，不能对密封面造成破坏，以免影响焊接的质量。

四、加氢装置压力容器全面检验的分析

本检验机构对300台加氢装置压力容器的首次全面检验，符合国家相关的标准，而且在检验的过程中，发现了部分压力容器存在缺陷，及时进行修复后，延长了这些设备的使用寿命，给企业减小了经济方面的损失，提高了生产效益，保障了人身安全。因此，对设备定期进行全面检验非常有必要。

五、结束语

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关键词：压力容器；改造；设计

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

中图分类号：P618.13文献标识码： 文章编号:

一、前言

随着我国石油工业的发展，炼油厂建设已日趋饱和，在今后相当长的时间里，将很难出现更多的新建炼油厂。原有炼油厂只有通过不断深挖旧有装置和设备，改善工艺来提高产能和效率。通过对既有设备进行改造设计，来满足新的工艺流程。从长远来看，对石化设计院来说，新设计的压力容器设备会越来越少，而改造设计会越来越多。因此，有必要加深对压力容器改造设计的学习和研究。

本文，通过介绍对焦化分馏塔的改造设计来谈谈对压力容器设备改造设计的注意事项。

二、设备概况

该焦化分馏塔是原延迟焦化装置的核心设备，建于1991年，设备直径Φ2600mm，筒体高28000mm。筒体分为两段，上段材质为20R，厚度为12mm，下段材质为20R+OCr18Ni10Ti，厚度为12+2mm。上述材质名称在GB150-2011中已统一更改为Q245R+S32168。原塔结构形式为板式塔,改造后将去除塔内所有塔内件，增加新内件，变更为填料塔，在新的工艺形式下成为减粘装置中的减压塔。

由于项目是改造设计，涉及专业较多，需要设备专业不断与其他专业和厂家进行联系。特别是原设备有众多管嘴，而工艺专业只能提供改造后设备需要的管嘴规格和位置，不能提供改造前后所有工艺管嘴是新增、利旧、撤除还是改造等各种情况。这些，只能靠设备专业去收集资料，完成设计。

三、改造设计面临的困难

1.由于设备专业是下游专业，是在接收工艺、配管等上游专业传递过来的设计条件而开始设计的。当设计条件传到设备专业时，上游专业很多已经接近完成或存档。比如，通过放样，发现新管嘴与旧管嘴位置重叠或较近，是利旧还是撤除，必须和相关专业讨论决定，使之改进后符合各专业的设计要求。

2.改造项目需要搜集各方面资料，首先要保证资料完备，以前的图纸、变更单、现在的设计条件、塔内件的图纸都要核对一遍；原有设计标准和现行设计标准之间是否可以代用，例如原分馏塔管嘴使用20多年前JB标准法兰，目前化工设计已统一使用HG/T标准法兰，本项目改造要求新增管嘴使用欧标法兰，新旧标准是否配套需要设计的判断。

四、改造设计技术要求

1. 在图纸上注明改造前应该由有资质的单位对本设备按照TSG R7001-2013《压力容器定期检验规则》的要求进行全面检测,合格后方可进行改造；

2.编写设备改造设计说明，内容包括改造前后设计条件、用途的变更；新设计条件下，设备的腐蚀速率和预期使用寿命；改造方案、材料表等；

3.除注明者外,所有角接和搭接焊缝的焊脚高度均等于两相焊件中较薄件的厚度,并且是连续焊；

4.拆除原有塔内件。新增塔内件由专利商负责设计，并提供有关技术服务。改造设备图纸中不包括其重量；

5. 设备改造完后，按照新设计条件下的水压试验压力重新对设备进行水压试验；

6. 改造图中标高、0°方位、开口编号均与原图一致；管嘴编号按要求进行设计；

7. 为表示清晰，改造图中粗实线为本次改造部分，双点划线为原有部分。

五、改造设计过程中发现问题及处理

1.分馏塔上段是碳钢，下段是复合板，在原设计中有9个DN450人孔。设备改造为填料塔后，工艺将其中填料部分的3个人孔封堵。另在填料层下方，分别新增3个DN600人孔，但其中有一个人孔正好位于两段材质分界处。对设备来说，这种设计不合理。通常设计要求，在塔体复合板位置新增的法兰、法兰盖、无缝钢管等材质都采用不锈钢。因此，对人孔选材和现场施工都有影响。由于向上是填料层，只能要求工艺将继续人孔下移，具置由设备专业给出焊缝间最小距离确定，同时联系内件厂家对同位置塔内件重新设计；

2.仪表在塔下封头水平位置新增DN80压力表。经过放样，发现其与下封头相交所开长圆孔长径与短径之比大于2.0，不符合GB150.3-2011 “6 开孔与开孔补强”中等面积法适用范围。联系仪表，仪表重新要求将压力表设计在筒体上，并由设备专业给出接管到下封头焊缝最近距离；

3.核对改造前后图纸，发现有部分管嘴重叠或位置较近。

3.1原管嘴规格DN100，新管嘴规格DN150，开口方位相同，旧管嘴比新管嘴高150mm，管嘴重叠。处理方法：将新管嘴上移150mm，将旧管嘴在原位置扩径，改造为DN150；

3.2原管嘴规格DN100，新管嘴规格DN80，开口方位相同，新管嘴比旧管嘴高150mm，管嘴重叠。。处理方法：将新管嘴上移150mm；

3.3原管嘴规格DN200，新管嘴规格DN80，开口方位相同，原管嘴比新管嘴高100mm，管嘴重叠。。由于新管嘴是仪表管嘴，仪表管嘴在同标高可以自由旋转。处理方法：将新管嘴旋转到新角度。

六、改造设计注意事项

1.与塔内件图纸对接，设备部分接管需内伸与塔内件焊接。塔内件多采用平焊法兰，DN80（含DN80）以下接管采用厚壁管，厚壁管内伸管端需根据图纸要求加工成与法兰焊接形式。

2.安装在复合板上的人孔，需要进行改造设计，改造设计如图所示：

3.根据新工艺要求，部分设备管嘴需要废弃。为避免在炼厂动火，管嘴封堵尽量采用法兰盖和锥管螺纹进行密封，不采用焊接钢板密封的形式；

4.原设计采用JB法兰，现设计要求全部采用HG/T20592法兰。根据HG/T20592 附录C，“本标准法兰（PN系列）的连接尺寸（包括密封面尺寸）与符合表C所列标准的管法兰基本相同，可以配合使用。”

5.管嘴编号设计，改造设备图纸设计要将原设备管嘴和新设备管嘴一起设计在图纸上，以方便施工人员现场施工。管嘴编号设计遵循原则，首先不能随意改变原管嘴编号，原设备在炼厂使用多年，管嘴的各项数据已记录在案；新增管嘴可以沿原管嘴号之后顺编，也可以在编号前加标记区别。例如：在新增工艺管嘴号前加“N”，在人孔号前加“M”表示；

6.管嘴伸出高度根据设备管径和保温厚度来计算，改造后设备设计温度若高于原设备，保温厚度也相应增加，因而，接管伸出高度也增加。仪表管嘴的伸出高度需和仪表专业联系，人孔的伸出高度要符合HG/T21514~21515-2005的规定；

7.缠绕垫板要根据法兰密封面的形式采用不同规格的垫板；

8.由于是改造设备，设备的直径、高度、壁厚、材质、裙座、地脚螺栓等都已不可改变。改造后，必须出计算书进行核算。考虑腐蚀余量，检测后的壁厚，在新的设计条件和全部工作状态下进行核算是否满足要求。

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【关键词】压力容器；结构形式；进展

多层压力容器与单层压力容器相比，需要在材料的运用中更加的合理，并综合考虑安全性和实用性等多方面因素的影响。从整体上来说，多层容器尤其是多层高压容器已经作为十分重要的结构形式，而且根据工业生产的过程来说，多层压力容器已经被广泛应用在各个领域。比较常见的化学工业的氨合成和尿素合成都需要运用多层压力容器。经济的快速发展，使得科学技术不断的发展和改革，很多容器不但需要经受高压高温以及强腐蚀等多重条件的影响，而且还需要满足工业生产大型化的要求。

1多层压力容器的结构、特点及其发展历史

1.1多层包扎式容器

多层包扎式容器是目前使用最广泛的基础，从制造和使用方面来说，具有较好的经验基础，而且这时一种非常常见的多层压力容器结构。我国在建国初就研制成功了这种方式，这样的方式一般都是由层板包扎，并运用钢丝绳的拉紧力和纵焊缝两者之间的相互作用，并将两者内筒和层板之间的作用力，而且从整体上来说，整个建造过程比较简单。但由于制造的时间比较长，导致对钢板的使用率较低，两层之间的间隙在检查的时候难度较大，想要对筒节进行对接，就会对深层次的环焊缝产生一定的影响。

1.2多层热套式容器

通过对多层热套式容器分析，与单层容器相比较，发现其本身具有较高的生产效率，很多材料来源比较广泛，但利用率和焊缝的质量比较容易保障。但从根基分析得知，这种方法也有很多缺点，其中比较突出的特点就是过盈量难以控制。根据实际情况分析得知，比较大的容器在套好后需要进行整体加热，并进行相应的退火处理。整个退火的过程比较复杂，而且从整体上来说，所消耗的能源很大，需要有与之相配套的加热设备，并只能进行套短筒节。根据我国目前的情况分析，到目前为止，我国只有少数几个工厂可以进行这种工艺，要求相对来说比较高。

1.3多层绕板式容器

多层绕板式容器是以多层包扎式容器为基础逐渐改革变化而来，根据发展历史分析研究得知，首先是由日本创造的，通过分析得知这种方法与以上两种方式相对比，具有良好的经济效益，而且所建造的容器强度较好，所适用的范围也较广。这种方法所获得的产品，具有深厚的环焊缝，想实现绕板板材需要有材料的来源，而且这些材料一般需要有较大的直径，高压容器一般需要较大的绕板机，但这种较大的绕板机需要有较高的经济水平，制约了这种技术的发展。

2多层压力容器的研究

2.1多层压力容器制造过程中预应力的研究

多层压力容器本身具有自身的结构特点，在整个容器制造的时候，需要在内筒和层板上加一定的预应力，并保证工作的时候，内壁的应力分布比单层的筒体分布更加均匀。通过分析得知，这种方法能够提高受力的均匀程度，并提高容器本身的承载能力。通过对多种方法的分析得知，多层容器在制造的时候，所产生的预应力和层板纵焊缝横向之间的有效收缩量之间有正比关系。所以在进行多层容器预应力设计的时候，需要根据层板的坡口形式、几何尺寸以及焊接工艺进行选择。多层容器的预应力合理利用要以容器结构的设计为基础，并以此确保对容器结构的合理设计和利用。

2.2多层压力容器自增强技术和超压处理的研究与应用

多层压力容器本身具有多层的性质，在整个制造的过程中，中间层有随机出现间隙的情况，这些间隙的存在导致筒壁的受力不均衡，沿着壁的应力分布并不均匀。很多圆筒在传递热量的时候，间隙的存在导致筒壁的导热系数降低，整个传热的面积减小，进而导致金属的热能消耗量增加。所以，通过分析总结得知，只有增加技术的水平，并运用超压处理来减小或者是暂时性的消除多层压力容器之间的层间间隙，才能减少这种现象的发生。其实在三十年前，我国的科学家就已经对多层高压容器在层间间隙的应力进行了分析，并分析和推导出间隙的多层弹性体和层板完全贴合的内压力公式。

2.3多层压力容器结构方面的研究

2.3.1多层封头所谓的多层封头就是以多层压力容器结构为基础，通过深入的研究分析得知，多层蝶形封头的作用，并结合所制造和实验的具体情况，确保了多层薄板代替单层厚板冲压封头的可行性。这种制造的方法比较简答，而且整体的强度并没有降低，整体上的安全性较好。2.3.2多功能全多层压力容器结构的研究我国的科研机构通过研究和分析开发出多功能全多层高压氢气储罐，这种设计的主体就是绕带筒体、双层半球形封头、加强箍。通过分析得知，这种设计使得储罐结构具有承压、抑爆抗爆、缺陷分散和健康状态在线诊断等多种功能。通过分析得知，这种结构分布相对来说比较合理，而且生产起来效率较好，使用起来比较安全，可以在不同条件下实现高压氢气的储存。

3结语

通过深入的研究，已经对多层压力容器有了较为深刻的研究，而且从整体上来说，我国的工业生产发展需要很多更深层次研究的多层压力容器。因此从根本上来说，多层容器层间的摩擦特性需要进行深入的研究，而且要根据所需要的机理和应用，融入更多的可靠性。为了全面提升多层容器的制造工艺，并提高多层容器制造的自动化程度，需要从提升制造工艺和降低生产成本着手。于此同时，还要根据多层容器的结构和特点，并努力提升多层容器质量。从整体上来说，只有在工业生产的过程中，不断进步和发展，才能提升多层压力容器的整体质量。

参考文献：

[1]郑津洋,陈瑞,李磊,张立芳,俞群,徐平,开方明,朱国辉,叶晓茹,魏春华,楼桦东,朱玉娟.多功能全多层高压氢气储罐[J].压力容器,2013(12).

[2]李玉江,许劲晖,尹谢平,吴京生.整体多层夹紧式高压容器的制造和应用[J].化工设备与防腐蚀,2012(03).

[3]朱孝钦,吴京生,陈国理.整体多层夹紧式高压容器研制及应用[J].石油化工设备,2013(04).

[4]俞仲华,郑传祥.扁平绕带式压力容器层间摩擦力作用机理分析研究[J].现代机械,2012(02).

篇8

关键词:压力容器;定期检验;标准;强度校核

压力容器是与众多行业密切相关的关键通用设备，同时，压力容器又是具有高度爆炸危险地特种设备，压力容器的安运行至关重要。它在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用。随着生产的发展，压力容器的数量、用途、工作环境等都在发生着巨大的变化。在相同的条件下，压力容器的事故率要比其他机械设备高得多，究其原因主要包括技术条件，使用管理等方面。检验作为压力容器安全管理中的关键环节，其目的就是对失效进行预测与预防。

1、压力容器分类

压力容器的分类方法很多，从使用、管理等角度考虑，常用的分类方法及对应的名称在表1中列出。

表1压力容器常用分类及名称

分类方法 名称 代号 分类指标

压力/MPa 低压容器 L 0.1≤P＜1.6

中压容器 M 1.6≤P＜10

高压容器 H 10≤P＜100

超高压容器 U ≥100

功能 反应容器 R ———

换热容器 E ———

分离容器 S ———

储存容器 C(其中球罐为B) ———

为了更有效地实施科学管理和安全监检，我国根据工作压力、介质危害性及其在生产中的作用将压力容器分为三类。具体分类方法见《固定式压力容器安全技术监察规程》中附件A。

2、压力容器定期检验概述

2.1定期检验内容

一般定期检验流程如图1所示。检验人员可根据实际情况，确定检验项目。

图1定期检验流程

压力容器定期检验包括全面检验和耐压试验。

2.1.1全面检验

全面检验是指压力容器停机时的检验，应当由专门的检验机构进行。按照检验位置和性质分为外部检验和内部检验，检验内容如下:

压力容器外部检验内容包括:(1)压力容器的本体、接口部位、焊接接头等的裂纹、过热、变形、泄漏等;(2)外表面的腐蚀;保温层破损、脱落、潮湿、跑冷;(3)检漏孔、信号孔的漏液、漏气;疏通检漏管;排放(疏水、排污)装置;(4)压力容器与相邻管道或构件的异常振动、响声，相互摩擦;(5)进行安全附件检查;(6)支承或支座的损坏，基础下沉、倾斜、开裂，紧固件的完好情况;(7)运行的稳定情况;安全状况等级为4级的压力容器监控情况。

压力容器内部检验主要内容有:(1)外部检验的全部项目;(2)结构检验:重点检查的部位有:筒体与封头连接处、开孔处、焊缝、封头、支座或支承、法兰、排污口;(3)几何尺寸。凡是有资料可确认容器几何尺寸的，一般核对其主要尺寸即可。对在运行中可能发生变化的几何尺寸，如筒体的不圆度、封头与简体鼓胀变形等，应重点复核;(4)表面缺陷。主要有:腐蚀与机械损伤、表面裂纹、焊缝咬边、变形等。应对表面缺陷进行认真的检查和测定;(5)壁厚测定。测定位置应有代表性，并有足够的测定点数;(6)材质。确定主要受压元件材质是否恶化;(7)保温层、堆焊层、金属衬里的完好情况;(8)焊缝埋藏缺陷检查;(9)安全附件检查;(10)紧固件检查。

压力容器的全面检验周期，一般为每六年至少进行一次。对盛装空气和惰性气体的制造合格容器，经过一两次内外检验确认无腐蚀后，全面检验周期可适当延长。

2.1.2耐压试验

耐压试验是指压力容器全面检验合格后，所进行的超过最高工作压力的液压试验或者气压试验。

耐压试验(一般进行水压试验)的主要目的是检验压力容器的强度，其次才是检验压力容器是否有渗漏。因此，在做水压试验的时候，要注意认真观察压力容器是否有局部变形，仔细倾听压力容器是否有异常响声。

耐压试验每两次全面检验期间内，原则上应当进行一次耐压试验。

2.2定期检验依据

压力容器定期检验工作按照相应的法规和标准进行，做到合法检验，主要依据如下:①《固定式压力容器安全技术监察规程》;②《压力容器产品安全质量监督检验规则》;③GB150－2011《钢制压力容器》;④GB12337－1998《钢制球形储罐》;⑤GB50094－1998《球形储罐施工及验收规范》;⑥原材料订货合同规定的有关标准、规范;⑦现行的有关标准、技术条件以及设计图样。

3、压力容器定期检验案例

某公司在役球罐检验，该球罐相关参数如表2。

表2检验球罐参数

容积/m3 介质 设计压力/MPa 设计温度/℃ 材质(筒体、封头) 腐蚀裕度/mm

650 O2 3.15 －10～60 15MnNbR 1.5

3.1检验内容

按照既定的检验方案，对该球罐进行了全面检验，检验内容包括:结构和几何尺寸;表面缺陷和腐蚀检查;壁厚测定;MT(磁粉探伤)和UT(超声波探伤)检查。检验结果如表3。

表3检验结果

项目 仪器 检测标准 检测数量 结果

测厚 TT120 ——— 158点 筒体最小壁厚51.8 mm封头最小壁厚45.5 mm

MT CDX－V JB/T4730－2005 内外壁对接焊缝100% 所探部位未发现表面裂纹及Ⅱ级以上表面缺陷。Ⅰ级。

UT CTS－9002PLUS JB/T4730－2005 400mm 所探部位未发现Ⅱ区及Ⅱ区以上缺陷显示。Ⅰ级。

3.2强度校核

根据标准GB/150－1998，球壳壁厚校核按下式计算:

式中:P———最高工作压力

Di———实测内径

[σ]t———温度t下材料的许用应力

Ф－p———焊接接头系数

C———壁厚附加量

得出校核计算壁厚为45.0 mm，故报告结论为实测最小壁厚大于校核计算壁厚，球壳强度满足2.8 MPa的要求。

结语:

压力容器在国民生产中发挥着重要作用，定期检验工作是保障压力容器安全运行的必要手段。如何做到准确、快速、高效检验，需要每位检验人员具有过硬的素质，不但需要熟悉国家相关法规体系，还要有夯实的理论基础和丰富的经验。

文中对常规的压力容器定期检验相关理论进行了阐述，结合相关法规标准，给出了具体的检验实例，进一步细化了相关检验工作的具体环节，为从事检验的人员提供参考。

参考文献:

［1］TSG R7001－2004，压力容器定期检验规则［S］．

［2］TSG R0004－2009，固定式压力容器安全技术监察规程［S］．

［3］程艳林，戴钰冰．广州化工［J］．广州化工，2011，39(15):154－156．

篇9

耐压试验与泄漏试验，是压力容器设计、制造、定期检验中的重要控制环节，能够直接检测压力容器的质量和性能，评估压力容器的状态。耐压试验和泄漏试验，需按照规定执行相关的检测工作，以此来维护压力容器的可靠性，避免发生安全问题。本文主要探讨压力容器的耐压试验和泄漏试验。

关键词：

压力容器；耐压试验；泄漏试验

压力容器耐压试验与泄漏试验，均可考核压力容器的强度、焊接性能，确保压力容器的严密性。两类试验在压力容器性能检测中，均属于压力试验的范畴，根据压力容器的型，选择进行耐压试验和泄漏试验，以便提高压力容器的各项性能。运用耐压试验和泄漏试验，做好监督与检测的工作，规范好压力容器的运用。

1压力容器的耐压试验

压力容器的耐压试验，是指借助短时超压的方法，评估压力容器的强度、密闭性等操作，暴露出压力容器的质量隐患，便于安排返修与报废操作。压力容器的耐压试验，包括液压试验、气压试验和气液组合压力试验，具体的运用如下：

1.1液压试验

液压试验,以液体为试验的媒介，因为液体压缩性能较小，所以在试验过程中能够灵敏的发现泄漏、破裂的问题，而且能够在短时间内实现压力与压强的处理，避免压力容器内聚集过多的能量，其泄压的过程，也能确保压力容器的安全性[1]。液压试验的安全性高，采用简单的操作方法，就能判断压力容器的耐压标准。液压试验中，将水作为介质，水资源容易获取，不需要安排特殊的处理方法，水的爆炸能量要远低于气体，提高了液压试验的安全性，同时还能满足试验中的温度需求。液压试验中，涉及到可燃性液体介质，就要确保试验温度在可燃性液体闪点以下，液压试验的附近，不能出现火源，落实消防措施，预防爆炸风险，保护好液压试验的操作过程。

1.2气压试验

气压试验采用的气体介质，必须是干燥、清洁的气体，如：氮气、空气、惰性气体。气压试验的操作期间，气体受到压缩影响而产生压力，会改变容器中的压力，进而产生明显的能量，较多能量聚集在容器中，气体逐渐增加，容器内的压力随之增大，一旦气体试验操作不规范，就会引起泄漏或者破裂的问题，气体本身含有较大的能量，气体散失的过程快，会产生很大的冲击力，具有潜在安全风险[2]。压力容器中的气压试验，对安全条件的要求非常高。一般情况下，压力容器的耐压试验中，最先会选择液压试验，在无法实现液压操作时，才会选择气压试验。为保证气压试验的安全，应注意以下两点：（1）压力容器受到支撑、结构因素的影响，内无法灌入液体时，可以改为气压试验，压力容器内如果灌入了液压试验的液体，液体自身会存在一定的重量，对压力容器的安全承重造成影响，而气压试验不会产生承受荷重的问题，气体的承载压力小，不会影响压力容器耐压试验的检测；（2）压力容器中不允许残留液体，液压试验的液体会对压力容器造成影响，不能轻易的去除时，需选择气压试验。压力容器耐压试验中，对气压试验有严格的要求，注重气压试验的安全性，压力容器必须达到规定的焊接和性能标准，焊接接头需实现100%的无损检测，在此条件下，才能安排气压试验。

1.3气液组合试验

气液组合试验，是先向压力容器中注入部分液体，再用压缩气体进行加压代替液压试验。这种实验方法主要应用于很多大型压力容器的耐压试验中，因为随着工业装置规模不断扩大，产生很多需要现场组焊的大型压力容器，这类容器不易采用液压试验，气压试验也会受到容积和压力源的限制不能进行。因此产生了这种气液组合压力试验。气液组合压力试验可参照液压试验和气压试验具体操作。

2压力容器的泄漏试验

泄漏试验在压力容器的检验中，主要用于检测压力容器的性能，泄漏试验可以分为气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验、氦检漏试验、盛水试漏等，分析如下：

2.1气密性试验

气密性试验使用干燥、清洁的空气，与耐压试验的气压试验中选择的气体相同。气密性试验检测压力容器是否泄漏，试验期间，先要检查压力容器器壁金属的温度，是否达到试验的标准，必须符合标准，才能进行气密性试验。气密性试验的压力，按照压力容器的设计压力执行，配置安全附件装置，在气密性试验之前，在现场安装好安全附件装置，气密性试验中，根据压力容器的质量文件，标注试验操作的安全指标，规划好气密性试验在压力容器泄漏的应用。

2.2氨检漏试验

氨检漏试验，采用试纸对酸碱度进行评测，为了保障试纸的灵敏度，应该将压力容器的泄漏试验安排在空气粉尘含量较低的环境中，还要远离火灾区域，保护好氨检漏试验的操作过程[3]。压力容器氨检漏试验的期间，必须安排好安全保护措施，以便预防氨气的泄漏和扩散。操作人员在执行氨检漏试验时，需佩戴防毒面具，提前熟悉氨泄漏的应急方案，现场配置专业人员、行政人员以及消防人员，一旦发现氨气警戒，就要立马安排人员疏散以及现场抢救，维护压力容器泄漏试验的安全度。

2.3卤素检漏试验

卤素检漏试验，在压力容器内，比较适合高致密性的要求，其可检测的最小泄漏量是10-4~10-6cm³/s，按照泄露试验的要求，在压力容器检测中安排好卤素检漏试验。压力容器的卤素检测试验，常采用的卤素有：氟、氯、溴、碘，经过抽真空操作后，将卤素接入到压力容器内，或者利用传感器卤素检测仪，检测压力容器是否存在泄露的问题。

2.4氦检漏试验

氦检漏试验，主要以干燥的氦气为主，检测压力容器的密闭性。氦检漏试验时，先要清理好压力容器内部，尤其是容器内部的法兰密封面、垫片等结构，去除油脂后，再利用塑料薄膜，密封法兰连接的位置，试验人员横向、纵向的焊缝，实行清洁处理，同时使用胶带密封，安排虹吸抽真空的方法，确保压力容器内部的干燥与清洁。足够的真空度，有利于提高氦检漏试验的准确性，压力容器的真空度，不能低于-0.09MPa，氦气充入到压力容器内，保持一定的压力时间，最佳时长是30min，利用氦质谱检漏仪对压力容器是否泄漏实行检测，试验人员记录好氦检漏试验的数据，评估压力容器的性能。

2.5盛水试漏

压力容器耐压试验合格后，才能安排泄漏试验，泄漏试验中的盛水试漏，操作简单，保障泄漏试验检测的可靠性[4]。盛水试漏适用于敞开的压力容器中，或者常压容器内，试验操作中，试验人员手动将水注入到敞开口的压力容器内，一边安排盛水试验，一边观察压力容器的状态，重点观察压力容器的表面，是否有水滴渗出，观察一段时间后，如果压力容器表面干燥，表示压力容器没有泄漏的问题，若相反，则表示压力容器存有泄漏缺陷，渗水的位置就是压力容器的渗漏点。

3压力容器耐压试验与泄漏试验的质量控制

压力容器耐压试验与泄漏试验，在质量控制方面，可以考虑以下3点措施：（1）试验中应该规划责任制度，促使试验人员树立安全与质量意识，保证每项试验操作的准确性和稳定性，预防发生质量问题；（2）试验操作前，要落实相关的准备工作，检查试验所需要的设备、附件是否达到规范标准，避免试验设备在试验中出现问题，保障各项试验的顺利进行，待各项工作准备好，才能进入试验阶段，完善压力容器耐压试验与泄漏试验的操作环境；（3）试验过程的有效控制，压力容器的试验操作过程，需安排好质量控制的方法，如温度控制、工艺控制等，规范试验的具体操作，才能保障试验结果的准确性。

4结束语

压力容器的日常安全性，与耐压试验和泄漏试验存在密切的关系。根据压力容器的应用，分配好耐压试验和泄漏试验，掌握好各项试验的操作方式，同时规划好质量控制的措施，避免影响压力容器的性能。压力容器耐压试验和泄漏试验的应用，规避了潜在的安全风险，保障压力容器的安全性，最主要的是可以控制好压力容器的实际应用。

参考文献：

[1]周朝刚.压力容器耐压试验系统的改进[J].石油和化工设备,2016(06):34-36.

[2]涂九华,李宾.浅谈压力容器的耐压试验和泄漏试验[J].中国科技信息,2014(08):194-195.

[3]杜付军,韩志威,姜凤银.关于压力容器耐压试验压力的探讨[J].河南化工,2015(11):44-45.

篇10

但是,如何保证电焊工培训过程中质量的提高及考核合格率,使电焊工实际操作技能在生产中灵活应用,还需要在实践中不断地探索,逐步完善。下面结合我市锅炉压力容器电焊工培训工作,对培训电焊工提高质量的几个重要环节做扼要的阐述。

一、焊工培训专门机构

为了保证焊工培训质量必须设立专门机构,统一管理,专门机构可设立理论教学组,技能培训组。它的任务是:按教学大纲完成理论教学任务,并在每期理论教学中总结积累经验,为今后培训电焊工理论知识的不断提高,应用于生产中做准备。

技能教学组负责技能培训的操作指导,技能指导是电焊工培训的主导。专门机构应由有擅长培训工作,而又有实践经验的焊接工程师做全面的组织领导工作,掌握培训进度,鉴别培训的质量,及时处理出现的各类问题。

二、必备的技术文件

培训前,结合实际情况编制必要的技术文件来指导培训工作。具体文件有:1.指导整个培训工作的《焊工培训计划》;2.指导教学工作的《教学大纲》;3.指导各项具体培训工作的《焊工培训细则》;4.《操作技能指导书》。

指导书是根据培训经验编制的较全面的指导焊工操作的技术文件。它的内容包括:金属材料、焊接材料、试件装配工艺、焊接规范参数、操作要点及质量标准。使学员在训练中有标准、有工艺、有方法、有措施地循序渐进,稳步提。

三、基础知识的培训

1.根据技术文件的有关要求,选用合适的培训教材。一般选用与锅炉压力容器有关的教材,让学员多掌握一些焊接质量标准。重点是结合实际讲焊接工艺,焊接缺陷与检验,以及影响焊接质量的因素。

2.基础知识的授课,要使学员能够理解、接受、感兴趣,不求过多、过深,使学员在生产实践中,出现问题能用简单理论来解释、认识才是理论教学的最好方式。

3.教师的素质与学员接受知识快慢、多少、深浅紧密相关。最佳的是挑选有一定实际经验,有一定操作技能的工程技术人员和有讲授能力的焊接技师授课。并采用启发式教学,不照本宣科,罗列公式,寓理论于常见的工作实例中,深入浅出,使学员易于理解和接受,避免死记硬背,不解其意。

四、操作技能培训

1.冰冻三尺,非一日之寒。首先培训前要做“入学”考试,没有电焊工实际操作基础的不能参加锅炉压力容器电焊培训。可让没操作基础的学员参加初级操作训练,待有一定基础方可“入学”。

从学员入学之日,就要使每个学员认识到,如果忽视平时工作中的操作,而仅在培训短期内努力,是难于取得稳固的操作基础的。必须使学员树立培训期是掌握知识的重要时期。

2.操作技能指导是焊工培训的关键。操作技能指导必须由具有一定资质,文化素质较高,实际操作经验较强,有一定的讲解能力、表达能力的优秀焊工或焊工技师担任指导教师。

3.统一是保证学员技能操作水平稳步提高的基础。技能指导教师在辅导学员前,必须在统一管理下,统一思想,统一认识,按《培训计划》逐步教学,按《操作技能指导书》用统一的方法和规范来指导学员操作,坚决杜绝教师按自己想当然的方法授课,并用统一的方法坚决纠正学员的不正确的、习惯性的、错误性的操作方法和操作姿势。

4.在项目训练前,技能指导教师必须按照《指导书》的要求,从装配准备直至试件焊完整个工艺过程,要逐一讲解示范。使学员认识到良好的操作基本功,需在正确地工艺指导下才能得出合格试件。

5.做好记录,进行针对性教学。技能教学时,要有专人记录每日培训中,每个学员的操作及掌握程度,以及技能指导教师教学中发现的问题。

6.将学员按不同程度分为好、中、差进行有区别的针对性教学。重点抓两头(成绩好的和成绩差的)带中间(成绩一般的)。对成绩好的学员可以进行下一项的训练和增加训练项目,对成绩差的学员进行重点的个别辅导,并可以延长重点项目的训练时间,使该项目得到扎实的提高。

7.操作培训应不断深入,全面提高:(1)先板件管件,循序渐进;(2)先碳钢后合金,逐步深入;(3)先“酸性”后“碱性”全面发展;(4)抓两头,带中间,普遍提高;(5)先“统一”后教学,有章有法;(6)高标准,严要求,一丝不苟。

五、爱岗敬业