浅析压力容器常见缺陷及处理方法

侯铭霖，夏倩茹

大连金州重型机器集团有限公司

浅析压力容器常见缺陷及处理方法

侯铭霖，夏倩茹

大连金州重型机器集团有限公司

社会在发展，时代在进步，人们生活水平的日新月异，对能源的需求也逐步上升，因此化工设备也就也就越来越多。所以，化工PV设备在生产运行中所出现的问题，也就越来越成为人们所关注的问题，本文就对压力容器常见的缺陷及处理方法进行了简要的分析。

化工设备；缺陷；处理方法

化工机械压力容器常见缺陷为腐蚀、裂纹以及变形，技术人员应进行定期核查检验，消除危害，预防缺陷进一步扩大，影响生产正常运行。

1 腐蚀

腐蚀是PV在正常运行过程中最容易出现的缺陷之一，由于受压金属材料与所接触的介质发生化学反应或者电化学反应而引起的相应变化。

1.1 腐蚀类别及生成原因

容器的腐蚀主要分为均匀腐蚀，应力腐蚀，点腐蚀，晶间腐蚀和疲劳腐蚀等。

腐蚀形成于压力容器的内部或外部表面，PV的外部腐蚀通常为大气腐蚀，地域潮湿多雨，大气腐蚀要比干燥地区严重的多；经常呈现潮湿状态，或容易积存潮气和水气的位置，在压力容器受压件与非受压件的接触面往往容易发生腐蚀；容器内壁的腐蚀往往来源于介质或介质中杂质的腐蚀性。通常若工作介质具有较强的腐蚀性，设计时，需要采用防腐手段，如设备本体采用耐蚀材料，或与介质接触表面堆焊耐蚀层，或采用不锈钢衬里结构。固此类设备的内壁腐蚀一般是由于防腐措施遭到破坏引发的；均匀腐蚀和局部腐蚀可以通过一般的直观检测方法来判断。但对于晶间腐蚀和疲劳断裂腐蚀，一般则必须通过金相检验，化学分析以及硬度测定来鉴别。

1.2 对于腐蚀的处理方法

PV内壁出现疲劳断裂腐蚀或晶间腐蚀等缺陷时，建议更换。若腐蚀程度不深，可以考虑放宽工作条件使用。

出现分散点腐蚀，但不存在裂纹、腐蚀深度还在强度计算范围内，可不做处理。

局部腐蚀与均匀腐蚀通过计算剩余厚度，判定可以继续工作或缩短检测周期，改变工况甚至作废处理。

2 裂纹

裂纹时PV运行过程中出现的缺陷中最危险的一种，它主要导致化工设备发生脆性破坏，并且会诱发腐蚀裂纹和疲劳裂纹的产生。

2.1 裂纹的种类及产生原因

PV设备中的裂纹缺陷分为两大类，即设备制造中产生的裂纹，和容器运行使用过程中产生扩展裂纹。前者包括轧制、拔制裂纹，焊接裂纹和热处理裂纹；后者包括应力腐蚀裂纹和疲劳裂纹。

轧制裂纹是因为材料本身存在的缺陷聚集在一起，经钢厂轧制形成的一些既可以在钢板表面，也可以在钢板内部的缺陷。此种缺陷没有方向性和位置性。

焊接裂纹主要是在容器制造过程中，某些细小缺陷被制造厂检验忽略，后期发展为较为明显的缺陷。

热处理裂纹成分枝状的晶间裂纹，由于设备焊后热处理导致的某些晶间不融合，并且会随着设备的运行过程中继续放大扩展。

疲劳裂纹是由于PV设备结构设计存在缺陷，或材料不合格造成局部应力过高，在容器经过反复多次开停车所造成的。

腐蚀裂纹是腐蚀介质在一定的工况下，腐蚀接触面金属而逐渐产生的，局部应力也是导致腐蚀裂纹原因所在，产生应力集中或削弱金属的晶间结合力，加速扩展腐蚀裂纹。

2.2 对于裂纹的处理方法

一般的裂纹是通过直观检测和无损检测结合判定。无损检测的方法一般选用磁粉检测或者渗透检测。发现PV的裂纹缺陷后，首先应根据裂纹形状大小，多少及所在位置来分析裂纹形成的原因，然后根据裂纹等级和具体工况确定缺陷的整治方案。

对于材料轧制或者拔制容器产生的裂纹，一般可用人工打磨的方法除去；焊接裂纹则应该在设备制造过程中及时发现，及时铲除重新焊接、无损检测。对于特殊条件，原材料及PV设备制造过程原因所遗留下来的裂纹，经具有资质的压力容器缺陷评审单位核定后，确定裂纹在可控范围内，且容器具安全裕度足够，则容器可通过采取相应的监控措施，缩短检验周期的情况下，继续使用。

3 变形

变形是在PV设备中比较少见的缺陷，它指容器在使用以后发生整体或者局部地方的几何形变。

3.1 变形的种类及产生原因

变形通常可分为鼓包、局部凹陷、整体扁憋、整体膨胀等几种形式。

鼓包是由于受压件局部腐蚀程度深，设备变薄，在内压驱动下，向外凸起变形。或者也可由于局部受热不均，温度升高，材料的许用应力下降，机型性能显著降低，发生鼓包，此种形变将导致壁厚进一步减薄。

局部凹陷是PV封头或壳体的局部地方受外力冲击或挤压而产生的表面形变内凹，这种形变一般产生于薄壁容器，它一般不会是壁厚变化，而是会使局部几何形状改变。

整体扁瘪是由于受外压作用的壳体厚度较薄，以至于受压失稳，变形，此类形变发生在只受外压驱使下，如夹套容器的内筒。

整体膨胀是由于超压操作或者容器腐蚀裕度不够，屈服变形造成的。此类变形不容易监测，需特殊对待。

3.2 对于变形的处理方法

产生变形的缺陷的PV设备，除了程度较轻的局部凹陷，其他变形导致材料耐蚀性也逐步降低，均不应继续使用。

对于产生轻微鼓包的PV设备，若变形面积不大，且不影响设备其余部分，可以考虑在容器可焊性较好的前提下采取挖补处理，焊后需对补焊处做图纸要求的无损检测。

[1]吴铮.压力容器搅拌处角焊缝缺陷浅谈及返修处理[J].科技世界，2014（02）.

[2]刘亚明.开孔补强设计在压力容器设计中的应用探析[J].河南科技，2013（09）.