(一)容器微觀缺陷種類
壓力容器檢修過程中,常見的缺陷種類如下。
1.裂紋
裂紋是壓力容器中最危險的一種常見缺陷,是導致容器發生脆性破壞的主要因素。如某石化公司油品車間共有18臺液態烴球罐,各球罐的操作壓力為1.39~1.87MPa不等,內部分別盛裝丙烷、戊烷、含硫液化氣和丙烯等介質,罐體材質為16MnR,運行一年后罐檢查發現,有11臺內表面存在不同程度的裂紋,裂紋深度在0.5~3mm之間,部分裂紋深度超過允許的腐蝕余量(2.0mm)。裂紋形狀不規則,寬窄不一,且尖端很鈍。裂紋存在于焊縫的熔合區到熱影響區范圍內。同時它還加速容器的疲勞破裂和腐蝕斷裂。壓力容器內外部檢驗發現的裂紋,按其產生的原因可分為:原材料裂紋、焊接裂紋、過載裂紋、熱應力裂紋、熱疲勞裂紋、蠕變裂紋、腐蝕裂紋、苛性脆化裂紋、氫裂紋等。不同的裂紋產生的位置不同,并且具有不同的形貌。壓力容器中腐蝕裂紋及疲勞裂紋是最常見的兩種裂紋。
2.腐蝕
腐蝕是壓力容器中較常見的一種缺陷,根據產生的現象可以分為:均勻腐蝕、蝕坑、點蝕、應力腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞和氫損傷等。
3.變形
根據變形產生的原因看,內外檢驗中發現的變形有:超壓引起的變形、超溫引起的變形及其他原因引起的變形等。變形是一種嚴重缺陷。
4.磨損
在物料進、出口管與容器連接處,由于流體速度的突然變化等原因,常常在此發現沖刷磨損的缺陷。在內外檢驗過程中發現的磨損缺陷有均勻磨損和局部磨損兩種。
5.滲漏
滲漏不是一種獨立的缺陷,而是容器中各種缺陷的一種“癥狀”,在壓力容器理,以免引起大的事故。
6.組織惡化
工作在高溫狀態下的壓力容器,常會發生長期高溫狀態下的珠光體的球化和碳鋼的石墨化。組織惡化是金屬材料中較嚴重的一種缺陷。
(二)缺陷的消除
1.打磨
對表面裂紋等缺陷經嚴格檢查后,較淺的表面裂紋、腐蝕坑、表面機械損傷等缺陷,可采用打磨方法除去,但打磨處的剩余壁厚應滿足強度要求,打磨部位圓滑過渡。打磨后需要進行表面探傷檢查。
2.補焊或堆焊
焊接裂紋、未焊透等缺陷,可以將缺陷鏟除后進行補焊;有襯里容器,如襯里有裂紋、損傷等缺陷,可進行補焊或局部更換,若受壓元件出現較大面積的局部腐蝕,剩余壁厚大于1/2壁厚時,可在腐蝕部位進行堆焊修復。
3.挖補
小型工業鍋爐,如果裂紋尺寸過大并伴有組織變化,或腐蝕、變形嚴重,可進行挖補處理,即挖除部件上包括缺陷在內的部分鋼板,然后用相同材料和厚度、相同形狀的鋼板焊補在被挖之處。挖補往往帶來新的缺陷及殘余應力,現已很少采用。
4.更換
鍋爐中的各種受熱面管子,換熱容器的管子若嚴重磨損、蠕變粗脹、脹口部位有裂紋等,應局部或整根更換管子。高壓容器主螺栓、主螺母局部有毛刺傷痕時,可修磨。但傷痕累計超過螺紋一圈時,則應更換。
缺陷的處理原則是發現缺陷后,應根據在用壓力容器運行的參數、介質種類、工作條件和質量狀況、缺陷性質、缺陷所在部位和缺陷對容器影響的嚴重程度等進行綜合分析,得出恰當的處理原理和措施。對在用壓力容器缺陷處理的原則如下。
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