压力容器定期检验缺陷分析研究.pdf
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1、收稿日期:2023-07-31基金项目:河南省市场监督管理局科技计划项目(2020sj64)作者简介:谢屹鹏(1984),男,河南洛阳人,硕士,高级工程师,主要从事特种设备检验和无损检测研究。联系方式:18538237288,压力容器定期检验缺陷分析研究谢屹鹏,周波(河南省锅炉压力容器检验技术科学研究院,河南 郑州450016)摘要:压力容器一旦出现失效,不仅使本体遭到破坏,严重的还将发生泄露、火灾、爆炸等事故,因此,对在用压力容器进行定期检验,能够提前发现事故隐患,消除设备风险。文章针对某省检验机构1 a内所检验的16 752台压力容器进行统计,针对检验中发现的380台风险隐患容器进行分析,
2、从检验方法、检验部位、缺陷类型、产生原因等进行研究,提出不同类型设备的重点检验部位和检验方法,旨在为压力容器定期检验工作提供有价值的参考和指引。关键词:压力容器;定期检验;缺陷分析;焊缝中图分类号:TH49文献标识码:B文章编号:2096-3408(2024)02-0038-05Analysis and Research on Defects in RegularInspection of Pressure VesselXIE Yipeng,ZHOU Bo(Henan Boiler and Pressure Vessel Inspection Technology Research Insti
3、tute,Zhengzhou 450016,China)Abstract:Once a pressure vessel fails,it not only damages the body,but also causes serious accidents such as leakage,fire,and explosion.Regular inspection of in-service pressure vessels can detect potential accidents in advance and eliminate equipment risks.The article co
4、nducts astatistical analysis of 16 752 pressure vessels inspected by an inspection agency in a certain province within a year,and analyzes 380 risk or hidden danger vessels discovered during the inspection.It studies the inspection methods,inspection parts,defect types,and causes,and proposeskey ins
5、pection parts and methods for different types of equipment.The aim is to provide valuablereference and guidance for regular inspection work of pressure vessels.Key words:Pressure vessels;Regular inspection;Defect analysis;Weld seam1前言随着现代工业的快速发展,压力容器正在向大型化、复杂化、高参数、严工况方向发展。压力容器中储存的介质常具有易燃易爆以及毒性程度为极度高
6、度危害的特点,一旦压力容器出现失效,不仅使压力容器本身遭到破坏,严重的将发生泄露、火灾、爆炸等事故,进而引起生产停顿、人员伤亡、财产损失、环境污染等灾难性后果。关于压力容器的安全问题,尤其是针对压力容器缺陷的检验检测与安全评估研究,目前已引起广泛关注。为进一步提高检验工作质量,掌握压力容器缺陷的分布规律,在检验工作中更加合理、有效地确定压力容器的损伤模式并检出缺陷,按照 特种设备安全法、特种设备安全监察条例、固定式压力容器安全技术监察规程(TSG 212016)(以下简称“固容规”)的相关要求,某省级特种设备检验机构在某年度开展压力容器定期检验16 752台(仅收集固定式压力容器),针对其中发
7、现5级 1(安全盐科学与化工Journal of Salt Science and Chemical Industry第53卷第2期2024年2月38状况等级为5 级的,检验结论为不符合要求,应当对缺陷进行处理,否则不得继续使用)缺陷的380份压力容器定期检验报告进行统计,统计内容涉及压力容器类别、使用压力、使用温度、使用介质、使用年限、缺陷性质、检验方法、缺陷位置及程度、是否为固容规 重点检验部位等多个方面内容,为今后的检验检测工作提供有价值的参考和指引2。25级缺陷设备分析研究2.15级设备类别统计分析5级设备按容器类别从I、II类、III类和球罐设备的占比进行分析,可以看出球罐被评定为5
8、级的比例最高,且多为焊缝裂纹缺陷,这是因为球形储罐体积巨大,现场组装焊接时多采用手工焊,且焊缝为全位置甚至分多层进行焊接,受现场环境条件及焊接过程中人工的操作因素的影响,焊缝易出现错边、气孔、夹渣、未熔合、未焊透和裂纹等焊接缺陷,导致形成应力集中、易引起裂纹甚至开裂等情况,因此在进行球罐定期检验时要特别注意应力集中部位,提高缺陷检出比率3。而I、II类和III类常规压力容器中,III类压力容器被评定为5级的比例高于平均比例水平,原因主要是多数III类压力容器使用年限较长,且无法引起使用单位重视,导致设备维护不及时,容易产生严重缺陷。另外,III类压力容器的数量远小于I、II类压力容器的数量,但
9、危害性要大于I、II类压力容器,该年度发现的定期检验中III类压力容器的占比高于I、II类压力容器,说明在检验中发现了较多的安全隐患,因此今后定期检验中要对III类压力容器引起足够重视,避免漏检,造成不良后果,见图1。2.2按压力容器品种分类不同品种的压力容器工作条件不同,可根据固容规 附件A第A4条将压力容器分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器和储存压力容器。处于生产工艺不同位置的压力容器的工况不同,容易滋生的缺陷不同,缺陷的危害程度不同。按容器品种进行分析,可以看出,储存压力容器和分离压力容器占据5级设备的比例较大,比例分别为34.21%、29.21%,见图2。从图 2 可以发现由
10、于储存容器和分离容器设计、工作介质和工况较为复杂,易受冲刷和腐蚀,导致发现的5级设备占总数的绝大部分;反应容器由于总量较少,发现的5级设备也较少,占比较小,因此在以后的检验中要对分离容器和换热容器引起足够的重视。2.3压力容器使用年限统计分析对使用年限进行分析研究,可以发现,使用寿命在10 a以内的压力容器有260台,占到5级压力容器数量的68.42%,见图3,尤其是使用寿命在5 a以内的压力容器有167台,将近占到5级压力容器总数的1/2。出现这种现象存在两方面的原因,一方面是设备出厂时存在缺陷或设备的设计工况与使用单位的使用工况不符,另一方面是使用单位内压力容器图15级设备容器类别所占比率
11、图Fig.1Category ratio diagram of Level 5 equipment containers占比/%20.0018.0016.0014.0012.0010.008.006.004.002.000.00、类类球罐2.302.7418.18类别图25级设备容器类别分布图Fig.2Category distribution diagram of Level 5 equipment containers占比/%40.0035.0030.0025.0020.0015.0010.005.000.00分离压力容器反应压力容器29.21类别换热压力容器储存压力容器27.8934.2
12、18.68图35级设备不同使用年限统计分布图Fig.3Statistical distribution map of different service lifeof level 5 equipment不同使用年限占比/%50.0045.0040.0035.0030.0025.0020.0015.0010.005.000.000543.95使用年限/a15.539.2124.476.050.796101115162020以上不详谢屹鹏,等:压力容器定期检验缺陷分析研究39盐科学与化工第53卷第2期2024年2月安全管理人员疏于管理、麻痹大意,或缺乏相关管理维护知识。这就要求检验人员一方面在检验
13、时多与现场安全管理人员交流相关压力容器安全维护知识,另一方面也要求在现场检验时不可因为某个压力容器使用时间较短、压力容器较新就疏忽大意,造成漏检。2.4缺陷类型分布统计分析根据 固容规 第8.5条对缺陷的等级评定进行的详细规定,可将5级压力容器产生的缺陷归纳为材质缺陷、结构缺陷、裂纹、变形(机械接触损伤、工卡具焊迹、电弧灼伤)、咬边、腐蚀、错边量或棱角度超标、埋藏缺陷、分层、鼓包、真空度及日蒸发率超标、耐压试验不合格、其他(强度不合格、泄露、气孔等)13类。另外,根据 中华人民共和国特种设备安全法 第二十三条的规定,存在未经告知私自改造,并且未能提供改造资料的设备定为5级,报告中也将私自改造作
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