壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)程ppt課件.ppt

1、1,壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則(二),國家壓力容器與管道安全 工程技術(shù)研究中心 合肥通用所壓力容器檢驗(yàn)站,2,安全狀況等級評定（一）,第三十七條 在用壓力容器主要根據(jù)材質(zhì)檢驗(yàn)、結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)、缺陷檢驗(yàn)三個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢驗(yàn)結(jié)果，劃分壓力容器的安全狀況等級。影響壓力容器安全狀況的三要素為：材料、應(yīng)力、缺陷。從失效的角度，可以將壓力容器視為串聯(lián)系統(tǒng)，其失效總是由最薄弱的環(huán)節(jié)引起的，其它環(huán)節(jié)無法對最薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)償。因此以各檢驗(yàn)結(jié)果中的最低等級作為壓力容器的安全狀況等級應(yīng)該是最為合理的。 對于經(jīng)過維修改造后的容器，由于原先決定其安全等級的因素已經(jīng)被改變，潛在的危險(xiǎn)源已被消除，從這個(gè)意義出發(fā)按維修改造后的復(fù)檢結(jié)果進(jìn)行

2、安全狀況等級評定比較合理。 安全附件并非壓力容器的本體。因此安全附件的合格與否不構(gòu)成評定壓力容器安全狀況等級的評定依據(jù)；但是安全附件是否合格將對壓力容器的長周期安全使用產(chǎn)生潛在的危害影響，因此本規(guī)程規(guī)定安全附件不合格不允許投入使用。,3,安全狀況等級評定 （二）,第三十八條 1、用材與原設(shè)計(jì)不符 如果材質(zhì)清楚、強(qiáng)度校核合格、在檢驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)新生缺陷（不包括正常的均勻腐蝕），則表明所用材料符合使用的要求，不影響定級；反之，則表明所用材料不符合使用的要求，定為4級或5級。 移動(dòng)式壓力容器和液化石油氣儲(chǔ)罐，因現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定禁止用沸騰鋼，所以凡采用沸騰鋼材料的必須定為5級。 2、材質(zhì)不明 壓力容器中，材料

3、誤用、混用是經(jīng)?？梢杂龅降?。徹底查清材質(zhì)，即使可能，也要花費(fèi)很大的代價(jià)。如果壓力容器材質(zhì)不清，可以從偏保守的角度，進(jìn)行強(qiáng)度校核。原檢規(guī)中采用A3鋼校核強(qiáng)度，新國標(biāo)中已無此牌號，故采用強(qiáng)度級別最低的Q235鋼代替，校核的前提是可以確認(rèn)容器是鋼制壓力容器。如果強(qiáng)度校核合格、在檢驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)新生缺陷（不包括正常的均勻腐蝕），則表明實(shí)際所用材料符合使用的強(qiáng)度要求。但材質(zhì)不明畢竟是一種安全隱患，與上一版檢規(guī),4,安全狀況等級評定（二）,相比，由于社會(huì)的進(jìn)步，管理的加強(qiáng)，這種現(xiàn)象已經(jīng)逐漸減少至消失，所以應(yīng)從嚴(yán)定級。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和安全管理的需要，對在常溫下使用的一般壓力容器，可以定為3級或4級；反之，如果強(qiáng)度校核

4、不合格，則表明所用材料可能不符合使用的要求，定為5級。 對移動(dòng)式壓力容器和液化氣儲(chǔ)罐，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定禁止用沸騰鋼，若材質(zhì)不明，則可能是沸騰鋼，因此必須定為5級。 特別值得注意的是，如果檢驗(yàn)后需要進(jìn)行焊接修復(fù)的，則必須查明材料，不得在材質(zhì)不明的基礎(chǔ)上進(jìn)行處理。 3、材質(zhì)劣化 壓力容器的材料在使用中其性能可能會(huì)發(fā)生退化，稱為材質(zhì)劣化。材質(zhì)劣化的兩個(gè)主要原因是在高溫下長期使用和腐蝕。必須指出有材質(zhì)劣化傾向并不表明材質(zhì)已經(jīng)劣化，只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)了由于材質(zhì)劣化引起的缺陷或者材質(zhì)劣化的明顯表征時(shí)，才能作出此結(jié)論。而且，部分材質(zhì)劣化引起的缺陷是可以進(jìn)行修復(fù)的，如應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的裂紋，如果通過分析判斷能夠確保缺陷修復(fù)后

5、容器在下一檢驗(yàn)周期內(nèi)的安全使用，則其安全狀況等級可定為3級。,5,安全狀況等級評定（三）,第三十九條：結(jié)構(gòu)不合理會(huì)使應(yīng)力增加，或降低壓力容器的承載能力。 1、如果封頭參數(shù)不合標(biāo)準(zhǔn)，則需要通過檢驗(yàn)判斷其是否符合使用的要求。如果檢驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)新生缺陷（不包括正常的均勻腐蝕），則表明其符合使用要求，可以定為2級或3級；反之則表明不符合使用要求，需要根據(jù)檢驗(yàn)出的缺陷進(jìn)行相應(yīng)的安全等級劃分。 2、如果封頭與筒體的連接采用單面焊，則可能存在未焊透。當(dāng)檢驗(yàn)確實(shí)發(fā)現(xiàn)存在未焊透時(shí)，罐車必須定為5級；其它壓力容器則根據(jù)未焊透的實(shí)際情況按照第四十五條的規(guī)定定級。 如果封頭與筒體的連接采用不允許的搭接結(jié)構(gòu)，則定為4級或

6、5級。 如果封頭與筒體的連接是不等厚的對接焊，并且按規(guī)定應(yīng)削?。ɑ蚨押福┒聪鞅。ɑ蚨押福┑?，則會(huì)引起應(yīng)力集中。如果檢驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)新生缺陷（不包括正常的均勻腐蝕），則表明雖然存在應(yīng)力集中，但還不足以誘發(fā)裂紋類缺陷，可以認(rèn)為符合使用要求，但較大的應(yīng)力集中是一安全隱患，因此，定為3級。如果檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新生缺陷，則表明該結(jié)構(gòu)不滿足使用要求，定為4級或5級。 3、焊縫（包括熱影響區(qū)）是壓力容器中的薄弱部位。如果焊縫布置不當(dāng)或焊縫間距小，則會(huì)削弱壓力容器的承載能力。如果檢驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)新生缺陷（不包括正常的均勻腐蝕），則表明雖然壓力容器的承載能力被削弱了，但由于壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)有較大的安全系數(shù)，該容器仍然符合,6

7、,安全狀況等級評定(三),使用要求，定為3級。如檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新生缺陷并確認(rèn)是焊縫布置不當(dāng)或焊縫間距小所引起的，則表明該結(jié)構(gòu)不滿足使用要求，定為4級或5級。 4、如果主要受壓元件按規(guī)定應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)的角接焊縫或接管角焊縫而未采用全焊透結(jié)構(gòu)，則會(huì)削弱該元件的承載能力。檢驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)新生缺陷（不包括正常的均勻腐蝕），則表明雖然承載能力被削弱了，但由于壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)有較大的安全系數(shù)，該容器仍然符合使用要求，定為3級。如果檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新生缺陷，則表明該結(jié)構(gòu)不滿足使用要求，定為4級或5級。對于非主要受壓元件，可以適當(dāng)放寬要求。 5、開孔是壓力容器中的薄弱部位，需要補(bǔ)強(qiáng)。在開孔方面常見的問題有：開孔位置不當(dāng)、孔徑過

8、大和補(bǔ)強(qiáng)不足。 如果開孔位置不當(dāng)，則會(huì)削弱壓力容器的承載能力。如果檢驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)新生缺陷（不包括正常的均勻腐蝕），則表明雖然壓力容器的承載能力被削弱了，但由于壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)有較大的安全系數(shù)，該容器仍然符合使用要求，對一般壓力容器，定為2級或3級，對于有特殊要求的壓力容器，則定為3級或4級。如果檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新生缺陷并確認(rèn)是開孔位置不當(dāng)引起的，則表明該結(jié)構(gòu)不滿足使用要求，可定為4級或5級。 如果孔徑過大，但有充分的補(bǔ)強(qiáng)，則不會(huì)削弱壓力容器的承載能力，不影響定級。如果補(bǔ)強(qiáng)不充分，則表明壓力容器的承載能力被削弱了，不符合使用要求，定為4級或5級。,7,安全狀況等級評定 （四）,第四十條： 裂紋是一種非常危

9、險(xiǎn)的缺陷，雖然從斷裂力學(xué)的角度看，允許存在一定尺寸的裂紋，但壓力容器內(nèi)外表面的裂紋與腐蝕介質(zhì)直接接觸，很容易發(fā)生腐蝕擴(kuò)展，而且擴(kuò)展速率很難掌握，所以從偏保守的角度，不允許存在裂紋。 裂紋打磨消除后形成的凹坑，改變了容器原來的應(yīng)力分布，故不能簡單地采用剩余壁厚進(jìn)行強(qiáng)度校核的方法，應(yīng)根據(jù)國家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)研究成果進(jìn)行評價(jià)： 1、若凹坑深度在壁厚余量內(nèi)，則該凹坑允許存在。否則，應(yīng)將凹坑長軸長度、短軸長度及深度分別為2A(mm)、2B(mm)及C(mm)的半橢球形凹坑，并計(jì)算無量綱參數(shù)。 2、進(jìn)行無量綱參數(shù)計(jì)算的凹坑應(yīng)滿足如下條件： 、凹坑表面光滑，周圍無其它表面缺陷或埋藏缺陷； 、凹坑不靠近幾

10、何不連續(xù)或存在尖銳棱角度的區(qū)域； 、容器不承受外壓或疲勞載荷；,8,安全狀況等級評定 （四）,、T /R小于0.18的薄壁筒殼或T/R小于0.10的薄壁球殼； 、材料滿足壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定，未發(fā)現(xiàn)劣化； 、凹坑深度C小于壁厚T的1/3且小于12mm，坑底厚度不小于3mm； 、凹坑半長A1.4(RT)1/2； 、凹坑半寬B不小于凹坑深度C的3倍。 3、計(jì)算凹坑缺陷無量綱參數(shù) G0CAT (RT)1/2 式中T為凹坑所在部位容器的計(jì)算壁厚(取實(shí)測壁厚減去下一個(gè)使用周期的腐蝕量，mm)，R為容器平均半徑(mm) 如果凹坑在允許范圍內(nèi)，則表明其滿足使用要求，不影響定級；如果凹坑不在允許范圍內(nèi)，則需要補(bǔ)焊

11、或者進(jìn)行應(yīng)力分析，補(bǔ)焊合格或應(yīng)力分析表明不影響安全使用，可以定為2級或3級。對于內(nèi)壁凹坑，應(yīng)考慮腐蝕對凹坑尺寸的影響。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，在裂紋打磨消除前，應(yīng)對打磨后形成的凹坑進(jìn)行試算，如果滿足凹坑評價(jià)的前提條件且凹坑在允許范圍內(nèi)，則按凹坑進(jìn)行打磨，反之，按補(bǔ)焊方案進(jìn)行打磨。,9,安全狀況等級評定 （五）,第四十一條： 1、機(jī)械損傷多是制造時(shí)遺留下來的，也有運(yùn)輸或使用過程中管理不善造成的。這類缺陷一般不會(huì)擴(kuò)展，如果在其附近未發(fā)現(xiàn)異常情況，則表明壓力容器符合使用要求。一般不影響定級。有特殊要求的壓力容器，應(yīng)打磨修復(fù)并圓滑過渡，打磨后形成的凹坑按第四十條的規(guī)定評定級別。 2、工卡具焊跡和電弧灼傷一般不會(huì)

12、擴(kuò)展。在中、低強(qiáng)度鋼焊制的壓力容器中，如果檢驗(yàn)時(shí)在工卡具焊跡和電弧灼傷附近未發(fā)現(xiàn)裂紋類缺陷，一般不影響定級；否則按發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行相應(yīng)的定級。有特殊要求的壓力容器或由可焊性較差的材料制成的壓力容器中如存在工卡具焊跡和電弧灼傷，應(yīng)打磨消除，打磨后形成的凹坑按第四十條的規(guī)定評定級別。 3、變形：壓力容器變形會(huì)使其應(yīng)力重新分布，并有可能造成應(yīng)力集中。變形大致可分為非工作載荷引起的變形和工作載荷引起的變形，前者的危害性較小，而后者的危害性較大。如能確保變形不影響使用，則不影響定級；否則必須分析變形原因和危害程度，如不能滿足安全要求，定為4級,10,安全狀況等級評定 （六）,第四十二條 咬邊是表面缺陷，容

13、易誘發(fā)裂紋，危害性較大，因此各規(guī)范都嚴(yán)格控制咬邊尺寸。英國PD6493-91焊接結(jié)構(gòu)缺陷驗(yàn)收評定方法指南規(guī)定：在屈服強(qiáng)度小于450MPa，且最低工作溫度下V型缺口夏比沖擊功不小于40J的鋼制結(jié)構(gòu)中允許存在最大深度小于1mm且小于壁厚的10%的咬邊；在其它任何情況下，均應(yīng)將咬邊作為平面缺陷進(jìn)行安全評定。 此次檢規(guī)修訂對咬邊的規(guī)定與原檢規(guī)相同。內(nèi)表面焊縫咬邊深度不超過0.5mm、咬邊連續(xù)長度不超過100mm、且焊縫兩側(cè)咬邊總長度不超過該焊縫長度的10%時(shí)；外表面焊縫咬邊深度不超過1.0mm、咬邊連續(xù)長度不超過l00mm、且焊縫兩側(cè)咬邊總長度不超過該焊縫長度的15%時(shí)，、對一般壓力容器不影響定級，超

14、過時(shí)應(yīng)予修復(fù)；、對有特殊要求的壓力容器或罐車，檢驗(yàn)時(shí)如未查出新生缺陷(如焊趾裂紋)，可定為2級或3級，查出新生缺陷或超過上述要求的，應(yīng)予修復(fù)；、低溫壓力容器不允許有咬邊。,11,安全狀況等級評定 （七）,第四十三條 1、分散的腐蝕：壓力容器中的常見分散的腐蝕包括：點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞等，這種腐蝕形式較均勻腐蝕有更大的危險(xiǎn)性，會(huì)使材料的機(jī)械性能下降、促進(jìn)裂紋的萌生和擴(kuò)展、或直接造成壓力容器穿孔，危害性很大，必須嚴(yán)格控制，檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)加以特別的關(guān)注。對點(diǎn)腐蝕，美國NBIC和API 510規(guī)范允許： 腐蝕深度不超過壁厚（扣除腐蝕裕量）的50%； 在直徑203mm的范圍內(nèi)，面積不超過45.

15、2cm2，沿任一直徑連線上點(diǎn)腐蝕長度之和不超過50.8mm。 此次檢規(guī)修訂基本采用了美國API510規(guī)范中關(guān)于點(diǎn)腐蝕的規(guī)定，但允許的點(diǎn)蝕深度要嚴(yán)格一些，為不超過壁厚的1/3。 對晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕或腐蝕疲勞，應(yīng)該重點(diǎn)檢驗(yàn)腐蝕部位附近是否存在裂紋或誘發(fā)裂紋的傾向，如果存在裂紋或誘發(fā)裂紋的傾向，則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況另行處理 。 2、均勻腐蝕：均勻腐蝕造成壓力容器壁厚的整體減薄。由于壓力容器在設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)考慮腐蝕裕量，并且壓力容器的安全系數(shù)通常較大，所以這種腐蝕的危害性相對較小。如果強(qiáng)度校核合格，不影響定級；否則，需要進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊接合格的，從偏保守的角度，定為2級或3級。 3、對于非材質(zhì)劣化類的局部腐

16、蝕，可參考第四十條的規(guī)定按凹坑評級，但必須要充分考慮到在檢驗(yàn)周期內(nèi)腐蝕坑尺寸的變化。,12,安全狀況等級評定 （八）,第四十四條 錯(cuò)邊和棱角度是壓力容器中的常見幾何缺陷，主要影響壓力容器的受力狀況，產(chǎn)生應(yīng)力集中，國內(nèi)外各制造標(biāo)準(zhǔn)對于錯(cuò)邊和棱角度都有允許范圍的規(guī)定。由于這類缺陷是制造過程中產(chǎn)生的，壓力容器在設(shè)計(jì)時(shí)具有較大的安全系數(shù)，當(dāng)容器不承受疲勞載荷且錯(cuò)邊和棱角度附近不存在裂紋、未熔合、未焊透等危險(xiǎn)性缺陷時(shí)，這種應(yīng)力集中對容器的安全性影響不大。 本次修訂參照GB150-98的容限值適當(dāng)放寬給出了一個(gè)尺寸范圍表，包含在此范圍表內(nèi)的錯(cuò)邊和棱角度的容器，可定為2級或3級。 錯(cuò)邊和棱角度雖然在上述范圍

17、內(nèi)，當(dāng)容器存在疲勞載荷或者錯(cuò)邊和棱角度附近存在嚴(yán)重缺陷時(shí)，應(yīng)力集中將對容器的安全性產(chǎn)生較大影響，這種影響的程度，無法通過簡單的計(jì)算來判定，必須通過應(yīng)力分析，確定容器能否安全使用。在規(guī)定的操作條件下和檢驗(yàn)周期內(nèi)能安全使用的定為4級，否則定為5級。,13,安全狀況等級評定 （九）,第四十五條 1、圓形缺陷：圓形缺陷是指長寬比不大于3的缺陷，包括氣孔、條孔等。圓形缺陷是一種體型缺陷，對焊縫強(qiáng)度的影響較小。本次修訂，主要是根據(jù)中國的國情和長期使用經(jīng)驗(yàn)，以目前我國壓力容器制造過程中普遍采用的無損檢測標(biāo)準(zhǔn)JB4730-94為基礎(chǔ)，對于相應(yīng)安全狀況等級對應(yīng)的缺陷點(diǎn)數(shù)進(jìn)行了劃定。其中，適用于只要求局部探傷的壓

18、力容器的表3和適用于要求全面探傷的壓力容器、低溫壓力容器和罐車的表4均是按GB150-98和JB4730-94放寬1級得到的。由于是制造中產(chǎn)生的非嚴(yán)重危害缺陷，此次修訂，還給予檢驗(yàn)員一定的靈活性，相應(yīng)的缺陷尺寸并不對應(yīng)于唯一的安全等級，由檢驗(yàn)員根據(jù)容器和缺陷的實(shí)際情況確定容器的安全等級。 制造標(biāo)準(zhǔn)允許的焊縫埋藏缺陷，不影響定級，超出制造標(biāo)準(zhǔn)的圓形缺陷與相應(yīng)的安全狀況等級，見表3和表4。,14,安全狀況等級評定 （九）,表3 只要求進(jìn)行局部無損檢測的壓力容器（不包括低溫容器）,表4 要求進(jìn)行100%無損檢測的壓力容器（包括低溫容器）,15,安全狀況等級評定 （九）,2、非圓形缺陷是指長寬比大于3

19、的缺陷，包括條形夾渣、未熔合、未焊透等。相對圓形缺陷來講，非圓形缺陷的危險(xiǎn)性比較大，尤其是未熔合和未焊透，很可能在使用過程中引發(fā)新的裂紋。本次對非圓形缺陷的允許范圍和相應(yīng)安全等級進(jìn)行了修訂，主要依據(jù)國家“八五”攻關(guān)課題的研究成果。 此外，容檢規(guī)還增加了如下規(guī)定： 、“對所有超標(biāo)非圓形缺陷均應(yīng)測定其長度和自身高度，并在下次檢驗(yàn)時(shí)對缺陷尺寸進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。”這是因?yàn)榉菆A形缺陷的最大危害是可能引發(fā)新的裂紋，并導(dǎo)致容器破壞，因此要求每次檢驗(yàn)中均對這些超標(biāo)缺陷進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，以判斷其是否擴(kuò)展。要確定缺陷是否擴(kuò)展，就要測定缺陷高度，隨著無損檢測技術(shù)的發(fā)展，缺陷測高已經(jīng)取得較大的進(jìn)展。 、對于壓力容器，如果能通過有效方

20、式確認(rèn)缺陷是非活動(dòng)的，則其長度容限值可增加50%。這里所指的有效方式，既包括缺陷定期的自身高度測量監(jiān)控，也包括應(yīng)用聲發(fā)射、缺陷應(yīng)力分析和安全性評價(jià)等新技術(shù)、新成果。 非圓形缺陷與相應(yīng)的安全狀況等級，見表5和表6。,16,安全狀況等級評定 （九）,表5 一般壓力容器非圓形缺陷與相應(yīng)的安全狀況等級 表6 有特殊需要的壓力容器非圓形缺陷與相應(yīng)的安全狀況等級,17,安全狀況等級評定 （十）,第四十六條 母材中的夾層如果與自由表面平行，則可近似看成多層包扎的壓力容器，滿足使用條件，不影響定級；如果與自由表面的夾角小于10，即近似與自由表面平行，其危害性不大，可以認(rèn)為滿足使用要求，定為2級或3級；如果與自

21、由表面的夾角大于或等于10，則對壓力容器有較大危害，檢驗(yàn)人員可采用超聲檢測或應(yīng)力分析等方法綜合判定，確認(rèn)夾層不影響容器安全使用的，可定為3級，否則定為4級或5級。 第四十七條 使用中產(chǎn)生的鼓包，一般是由于金屬局部過熱、局部腐蝕、局部磨損或局部沖刷使材料強(qiáng)度降低，厚度變薄所引起的，或是由于氫原子的作用所引起的，對壓力容器有較大的危害性，必須查明起因，并判斷其穩(wěn)定狀況，如果能查明鼓包起因并確定其不再擴(kuò)展的，可定為3級，無法查明起因，或雖查明起因但仍會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展的，定為4級或5級。,18,安全狀況等級評定 （十一）,第四十八條 耐壓試驗(yàn)是對壓力容器安全性能的綜合測試。如果耐壓試驗(yàn)不合格，并且是由于壓力

22、容器本身的原因造成的不合格，則表明壓力容器的安全性能不合格，應(yīng)定為5級。如果進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后必須再次進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，直到合格為止。 第四十九條 對于需要進(jìn)行安全評定的大型關(guān)鍵性壓力容器，應(yīng)按本規(guī)則進(jìn)行安全狀況等級評定，評定單位應(yīng)根據(jù)安全評定的結(jié)果確定容器的安全狀況等級，安全評定程序按壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程第139條規(guī)定辦理。 、壓力容器使用單位應(yīng)向國家安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)提出申請。經(jīng)主管部門和當(dāng)?shù)匕踩夹g(shù)監(jiān)察機(jī)構(gòu)同意。 、在用壓力容器缺陷安全評定采用國家安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)逐項(xiàng)批準(zhǔn)的方式。壓力容器使用單位應(yīng)和國家安全技術(shù)監(jiān)察機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的評定單位簽定評定合同。評定單位應(yīng)具有檢驗(yàn)資格。 、承擔(dān)在用壓力容器缺陷安全評

23、定的評定單位應(yīng)給出明確的評定結(jié)論，使用期限不超過一個(gè)檢驗(yàn)周期； 、承擔(dān)在用壓力容器缺陷安全評定單位應(yīng)對缺陷安全評定結(jié)論負(fù)責(zé)； 、壓力容器使用單位持評定報(bào)告和結(jié)論到當(dāng)?shù)匕踩O(jiān)察機(jī)構(gòu)辦理使用手續(xù)。,19,石化系統(tǒng)壓力容器檢驗(yàn)概況,壓力容器使用量大面廣，是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。82年國務(wù)院發(fā)布了, 實(shí)施強(qiáng)制性的許可證制度和產(chǎn)品質(zhì)量的第三方監(jiān)督檢驗(yàn)制度,并且將其作為一種政府行為，2003年國務(wù)院又頒布了特種設(shè)備安全監(jiān)察條例。20多年來,通過逐步制訂和完善各類法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，開展以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)的缺陷評定與壽命預(yù)測工作，爆炸事故從七、八十年代的205起/年降低到九十年代初期130起/年。目前影響石化企業(yè)壓力容器

24、安全運(yùn)行的突出問題有三個(gè)： 1、隨著高含硫含酸原油加工，石化企業(yè)壓力容器面臨著防止應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、氫損傷等破壞方式的新課題，如加氫裂化、加氫重整、加氫精制容器的氫損傷與回火脆化、催化再生器的露點(diǎn)腐蝕、延遲焦碳塔熱疲勞開裂、濕H2S對低合金高強(qiáng)鋼設(shè)備的應(yīng)力腐蝕、冷換設(shè)備的cl-腐蝕、尿素設(shè)備的晶間腐蝕、化纖設(shè)備的醋酸腐蝕等等； 2、超期服役的、類容器中，安全狀況為3級、4級的容器占50%以上，； 3、石化裝置與單體設(shè)備的大型化必然導(dǎo)致低合金高強(qiáng)鋼的廣泛應(yīng)用，但同時(shí)會(huì)引起裂紋敏感性增強(qiáng)。,20,壓力容器檢驗(yàn)的目的和注意點(diǎn),1、檢驗(yàn)?zāi)康?、找出危險(xiǎn)源（缺陷、損傷）：預(yù)測可能失效模式強(qiáng)度失效（脆性

25、破壞、塑性破壞、疲勞斷裂、蠕變斷裂、腐蝕斷裂）、剛度失效、失穩(wěn)失效、泄漏失效；制定合理的無損檢測方案和確定適宜的理化檢驗(yàn)方法；探討無損檢測可靠性。 、判斷和綜合評價(jià)：a、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、定檢規(guī)則、斷裂力學(xué)為主的缺陷評定；b、安全性分析，包括材料損傷的擴(kuò)展速率和腐蝕性環(huán)境的影響；c、裝置系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評估；d、使用壽命、檢驗(yàn)周期判斷及安全狀況等級評定等。 2、三類主要缺陷及其破壞形式 、體積型缺陷：死缺陷（制造遺漏埋藏缺陷）；活缺陷（沖刷、點(diǎn)蝕、腐蝕）、腐蝕與沖刷速率；、平面型缺陷：應(yīng)力腐蝕裂紋、氫致開裂、冷熱裂紋、再熱裂紋、疲勞裂紋、亞臨界擴(kuò)展速率；、彌散型損傷：白點(diǎn)、蠕變開裂、材質(zhì)劣化、氫腐蝕。材料

26、損傷速率。 3、檢驗(yàn)注意點(diǎn)：、設(shè)計(jì)的特殊要求；、選材的特殊要求；、制造工藝的特殊要求；、使用工況和環(huán)境變化；、其它（重要度、設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用管理水平等）。,21,壓力容器的主要失效模式,壓力容器失效大致可分為強(qiáng)度失效、剛度失效、失穩(wěn)失效、泄漏失效四類。其中強(qiáng)度失效是最主要失效形式（包括韌性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂、蠕變斷裂、腐蝕斷裂）。 、韌性斷裂是指壓力容器在載荷作用下，應(yīng)力水平達(dá)到或接近材料強(qiáng)度極限時(shí)發(fā)生的斷裂。（選用材料、壁厚不當(dāng)，腐蝕減薄、超壓運(yùn)行等） 、脆性斷裂是指變形量很小，應(yīng)力值遠(yuǎn)低于材料強(qiáng)度極限時(shí)發(fā)生的斷裂。（選材、焊接熱處理不當(dāng)，材料低溫、高溫脆化，存在缺陷。）。 、疲

27、勞斷裂是指在交變載荷作用下，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或斷裂。（結(jié)構(gòu)不良、操作失當(dāng)，制造質(zhì)量差。） 、蠕變斷裂指高溫下長期受載，隨時(shí)間增加不斷出現(xiàn)變形，最終導(dǎo)致壓力容器的斷裂失效。（焦炭塔筒體變形。） 、腐蝕斷裂：因均勻和局部腐蝕引起的斷裂有明顯的變形，具有明顯的韌性斷裂特征，因晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕引起的斷裂沒有明顯的變形，具有明顯的脆性斷裂特征。,22,安全評估與壽命預(yù)測技術(shù)進(jìn)展,1、七十年代，合肥通用所等單位率先將斷裂力學(xué)用于在用壓力容器的缺陷評估與壽命預(yù)測，編制CVDA-84規(guī)范，該規(guī)范與國外同期的缺陷評定規(guī)范（如日本W(wǎng)ES-2805、英國BS-PD6493、國際焊接學(xué)會(huì)IIW-X-749-

28、74等）是建立在以D-M模型和寬板試驗(yàn)為基礎(chǔ)的COD設(shè)計(jì)曲線基礎(chǔ)之上，是安全的工程評定方法。 2、CVDA主要針對非高應(yīng)變區(qū)裂紋狀缺陷，對體積型缺陷以及接管高應(yīng)變區(qū)缺陷過于保守。 “七五、八五” 期間在J積分失效評定曲線和通用失效評定曲線的斷裂評定方法、體積型缺陷極限載荷與安定性分析評估研究、接管高應(yīng)變區(qū)缺陷安全評估方法及綜合安全狀況等級評定研究等方面取得突破， 3、國標(biāo)含缺陷壓力容器安全評定對體積性缺陷評定采用了極限載荷與安全性分析為基礎(chǔ)的研究成果，對平面缺陷斷裂評定采用三級技術(shù)路線。 4、“九五”開展在用重要壓力容器壽命預(yù)測技術(shù)研究課題，重點(diǎn)考慮介質(zhì)腐蝕和工藝環(huán)境對壓力容器安全性影響。,2

29、3,安全評估與壽命預(yù)測技術(shù)進(jìn)展, 在用壓力容器抗應(yīng)力腐蝕開裂技術(shù)研究，通過07MnCrMoVR 16MnR鋼對H2S和OCr18Ni9、00Cr17Ni14Mo2鋼對Cl等典型鋼種和介質(zhì)的應(yīng)力腐蝕敏感性、開裂及裂紋擴(kuò)展速率(da/dt)的影響因素及控制參量的研究，探索防止或減緩產(chǎn)生SSCC的方法，以提出抗應(yīng)力腐蝕安全評估工程方法； 在用壓力容器在典型介質(zhì)中腐蝕疲勞剩余壽命評估技術(shù)研究，通過常用鋼種腐蝕裂紋擴(kuò)展速率的收集分析與試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合，提出腐蝕疲勞安全評估的指導(dǎo)性意見； 典型臨氫裝置氫損傷評定與壽命預(yù)測技術(shù)，利用掛片研究2.25Cr-1Mo材料氫脆與回火脆化及氫致裂紋擴(kuò)展機(jī)理，提出熱壁加氫

30、反應(yīng)器氫損傷評價(jià)方法、提高壽命措施及剩余壽命評定方法； 應(yīng)變疲勞剩余壽命技術(shù)研究，以循環(huán)J積分作為應(yīng)變疲勞裂紋擴(kuò)展速率參量并研究其工程計(jì)算結(jié)果，結(jié)合模擬試樣試驗(yàn)研究，考慮外載影響提出壽命評估方法； 實(shí)用延壽技術(shù)研究，將表面技術(shù)用于壓力容器的延壽領(lǐng)域，利用表面改性、表面涂、鍍、覆技術(shù)隔離或減緩介質(zhì)環(huán)境對壓力容器的作用。其研究成果，將使我國壓力容器評定與壽命預(yù)測技術(shù)進(jìn)一步完善。 19982000年，合肥通用所、華東理工大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)等單位，對二十余家大型企業(yè)的近千臺(tái)帶缺陷壓力容器進(jìn)行了安全評估，尤其是對四十余臺(tái)高溫高壓臨氫環(huán)境下壓力容器，百余臺(tái)濕H2S環(huán)境及無水液氨環(huán)境下壓力容器，二十余臺(tái)硝酸

31、鹽環(huán)境下催化再生器等的安全評估與綜合延壽技術(shù)應(yīng)用取得了重大進(jìn)展,24,壓力容器裝置系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù),風(fēng)險(xiǎn)評估RBI技術(shù)是近三十年來國際上新興的一門學(xué)科，其基本思路是采用系統(tǒng)論的原理和方法，對系統(tǒng)中固有的或潛在的危險(xiǎn)發(fā)生的可能性與后果進(jìn)行科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，給出風(fēng)險(xiǎn)排序找出薄弱環(huán)節(jié)，以確保本質(zhì)安全和減少運(yùn)行費(fèi)用為目標(biāo)，優(yōu)化檢驗(yàn)策略的一種管理方式。 上個(gè)世紀(jì)九十年代初期，歐美二十余家石化企業(yè)集團(tuán)為了在安全的前提下降低運(yùn)行成本，共同發(fā)起資助美國石油學(xué)會(huì)(API)開展RBI在石化企業(yè)(主要是煉油廠)的應(yīng)用研究工作。1996年API公布了RBI基本資源文件API BRD 581的草案，2000年5月又公布

32、API 581正式文件。2002年5月正式頒布了RBI標(biāo)準(zhǔn)API RP 580。十多年來，西方發(fā)達(dá)國家甚至亞洲的韓國、新加坡等國家和地區(qū)的石化煉油廠廣泛應(yīng)用了RBI方法進(jìn)行成套裝置中的承壓設(shè)備的檢驗(yàn)與維修，使得風(fēng)險(xiǎn)和檢驗(yàn)維修費(fèi)用都大幅度下降。 鑒于傳統(tǒng)的檢驗(yàn)維修規(guī)程是基于保守的安全考慮，未將經(jīng)濟(jì)性和安全性以及可能存在的失效風(fēng)險(xiǎn)有機(jī)地結(jié)合起來，檢驗(yàn)的頻率和程度和受檢設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)不相稱；常規(guī)檢驗(yàn)不是,25,壓力容器裝置系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù),系統(tǒng)化的針對高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備；運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性要求延長每次停機(jī)檢驗(yàn)的間隔周期。因此隨著診斷技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，這種新型的風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)概念被引進(jìn)國際上大中型石化能源工業(yè)，

33、用于提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性并降低檢驗(yàn)成本，并經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)被證明為一種高效的風(fēng)險(xiǎn)分析工具：風(fēng)險(xiǎn)評估所提供的成果是優(yōu)化的檢驗(yàn)策略，即通過識別可能的潛在高風(fēng)險(xiǎn)概率的設(shè)備，采用針對性的檢驗(yàn)技術(shù)來進(jìn)行檢測，編制與風(fēng)險(xiǎn)相適應(yīng)的檢驗(yàn)規(guī)程。 自上世紀(jì)末期中國有關(guān)高校與研究機(jī)構(gòu)引入RBI概念，中國國家科技部及中國石化也設(shè)立多項(xiàng)科研項(xiàng)目支持這項(xiàng)工作，2000年前后開展了一些定性RBI工作，取得了一些成效。 2003年3月合肥通用機(jī)械研究所壓力容器檢驗(yàn)站(GMRI)、法國國際檢驗(yàn)局(BV)與中國石化茂名分公司組成項(xiàng)目組，采用BV先進(jìn)的軟件及數(shù)據(jù)庫，首次在中國國內(nèi)石化企業(yè)開展定量RBI的應(yīng)用工作，進(jìn)行高溫高壓化工、石化

34、工藝過程裝置風(fēng)險(xiǎn)評估 (包括大連WEPEC ARDS裝置，金陵石化凡士林加氫裝置，茂名石化公司乙烯裂解裝置和煉油加氫裂化裝置等)解決實(shí)際生產(chǎn)問題。,26,檢驗(yàn)方案（一）,1、設(shè)備的基本參數(shù)：主要包括設(shè)計(jì)壓力、使用壓力、設(shè)計(jì)溫度、使用溫度、壓力容器結(jié)構(gòu)規(guī)格、材質(zhì)、使用介質(zhì)、壓力容器類別、保溫層。 2、檢驗(yàn)依據(jù)： 3、檢驗(yàn)準(zhǔn)備：檢驗(yàn)單位的技術(shù)方案、設(shè)備、人員準(zhǔn)備；現(xiàn)場聯(lián)系協(xié)調(diào)人員的確定；被檢設(shè)備的停工、盲板、置換、搭架、打磨。 4、檢驗(yàn)質(zhì)保體系： 人員情況：技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、檢驗(yàn)責(zé)任工程師、無損檢測責(zé)任工程師、理化責(zé)任工程師、安全員。 質(zhì)保體系有效運(yùn)轉(zhuǎn)。 5、原始資料審查：設(shè)計(jì)文件圖紙、材料

35、質(zhì)保書、制造質(zhì)保書、安裝質(zhì)保書、使用工況、實(shí)際工藝參數(shù)、歷次檢驗(yàn)報(bào)告、修理改造記錄和歷次事故處理報(bào)告。 6、宏觀檢驗(yàn)：結(jié)構(gòu)形式檢查；幾何尺寸檢查；表面情況檢查（腐蝕、泄漏、保溫層、襯里、裂紋、咬邊、局部變形）。 7、超聲測厚：,27,檢驗(yàn)方案(二),8、無損檢測：（RT、UT、MT、PT） 9、材料檢驗(yàn): 化學(xué)成份、金相檢驗(yàn)、硬度、鐵素體含量檢驗(yàn)、晶間腐蝕試驗(yàn)、能譜試驗(yàn)、光譜試驗(yàn)、X、J系數(shù)測定、裂紋斷口取樣等等。 10、強(qiáng)度校核： 11、缺陷評定：壓力容器及壓力管道安全評估與壽命預(yù)測技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，目前國內(nèi)主要用ASME第十篇：IWB3640用于奧氏體壓力管道、IWB3650用于鐵素體壓力管

36、道。 12、缺陷處理； 13、水壓試驗(yàn)；耐壓試驗(yàn)是利用水或其他的加壓介質(zhì)，采用比設(shè)計(jì)壓力還要高的試驗(yàn)壓力對壓力容器的焊縫、接管和母材進(jìn)行一次綜合性的評價(jià)，檢查壓力容器是否有滲漏和明顯的塑性變形，以驗(yàn)證其整體強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。 14、氣密性試驗(yàn)； 15、安全附件檢驗(yàn)（檢驗(yàn)單位校驗(yàn)或是用戶自行處理）； 16、安全狀況等級和檢驗(yàn)周期的確定。,28,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（一）多層熱套式壓力容器的在用檢驗(yàn),在石油化工等工業(yè)領(lǐng)域中廣泛地使用著各種多層熱套式壓力容器，因?yàn)槭褂霉r惡劣，受力情況苛刻，很容易發(fā)生災(zāi)難性事故，因此對該類容器的定期在用檢測就成了保證設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。 齊魯化工二廠氨合成

37、塔進(jìn)出口物料換熱器 1、主要技術(shù)參數(shù)：操作壓力：22.8Mpa；操作溫度：160；容器規(guī)格：1050（127）14294；材質(zhì)：K-TEN60MA；屈強(qiáng)比：0.928；介質(zhì)：氮?dú)?、氫氣?974年神戶制鋼所制造。 2、齊魯檢測中心檢測發(fā)現(xiàn)：環(huán)縫發(fā)現(xiàn)多條裂紋，深度在30mm左右?？v焊部分裂紋已裂到根部。板材發(fā)現(xiàn)大面積龜裂，外表面第一層層板已裂穿。 3、檢驗(yàn)和處理：利用小K值的聚焦斜探頭、雙晶直探頭、雙晶斜探頭、大直徑的聚焦直探頭、小直徑的直探頭等對環(huán)縫進(jìn)行超聲檢測；。MT檢測表面裂紋；、進(jìn)行強(qiáng)度和失效分析。、焊接返修：對環(huán)焊縫、縱焊縫進(jìn)行焊接返修和局部處理；對板材多條龜裂采取兩端打止裂孔的方法，

38、避免裂紋擴(kuò)展；由于內(nèi)壁不能進(jìn)入，無法進(jìn)行熱處理，因此在核算強(qiáng)度滿足的條件下，采用奧氏體鋼焊條進(jìn)行補(bǔ)焊。 經(jīng)檢驗(yàn)和失效分析后，目前已安全使用一個(gè)檢驗(yàn)周期，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。,29,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（二）在用催化再生器應(yīng)力腐蝕開裂檢驗(yàn),近年來，石化企業(yè)已有近二十套再生器系統(tǒng)發(fā)生了裂紋，裂紋一般位于內(nèi)壁焊縫與保溫釘附近，經(jīng)調(diào)查，研究、測試分析已確認(rèn)，再生系統(tǒng)設(shè)備焊縫裂紋為再生煙氣酸性冷凝液中的NO-3引起的應(yīng)力腐蝕裂紋。 1、主要特征：煙氣露點(diǎn)溫度高于壁溫時(shí)，形成含硝酸鹽的酸性水溶液；再生器操作壓力較低，往往焊前不預(yù)熱、焊后不熱處理，有很大的殘余應(yīng)力；硝酸鹽酸性溶度環(huán)境構(gòu)成陽極溶解型

39、應(yīng)力腐蝕開裂環(huán)境；、金相與斷口分析表明裂紋為沿晶開裂，明顯的應(yīng)力腐蝕開裂特征。 2、內(nèi)表面裂紋的超聲波檢測 在運(yùn)行狀態(tài)或不打開內(nèi)襯的情況下，超聲波檢測是從容器外壁發(fā)現(xiàn)內(nèi)表面應(yīng)力腐蝕裂紋并確定其深度（裂紋自身高度）的最為合適的方法。 3、預(yù)防對策：、定期對再生器的煙氣成份、露點(diǎn)溫度、冷凝液PH值及壁溫測試分析；、升壁溫避開應(yīng)力腐蝕環(huán)境；、降低焊縫中的焊接殘余應(yīng)力；、定期對再生器進(jìn)行在線超聲波檢測。 在中石化、中石油系統(tǒng)對二十余臺(tái)、套再生器、沉降器、三旋分離器進(jìn)行了不卸劑情況下的檢測或帶溫帶壓在線檢測，其中16臺(tái)發(fā)現(xiàn)了裂紋。由于在線檢測工作條件苛刻（溫度較高），只能采用抽查方式，在線檢測可以幫助業(yè)

40、主制定檢修計(jì)劃，確定停車檢修時(shí)間和確定拆除內(nèi)襯的部位，從安全性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)角度為業(yè)主解決了生產(chǎn)中的問題。,30,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（三）在用熱壁加氫反應(yīng)器的檢驗(yàn),加氫裂化反應(yīng)器是煉油、化工行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備。通常在高溫、高壓、臨氫條件(所謂高溫、高壓、臨氫條件是指溫度250，氫分壓1.4MPa）下工作，使用條件十分惡劣。 1、我國是在80年代初開始由國外引進(jìn)熱壁加氫反應(yīng)器，并於89年在國內(nèi)制造了第一臺(tái)560噸級鍛焊式熱壁加氫反應(yīng)器，目前的制造能力已達(dá)到千噸級，（煤化工使用的熱壁加氫反應(yīng)器）。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)國內(nèi)在用熱壁加氫反應(yīng)器已達(dá)上百臺(tái)。 2、熱壁加氫反應(yīng)器主要是由225Cr-1Mo鋼材和鍛件制成的

41、（目前國內(nèi)開始大量使用3Cr-1Mo-1/4V-Ti-B材料制造熱壁加氫反應(yīng)器，設(shè)計(jì)溫度可以達(dá)到450），設(shè)計(jì)壁厚大致在在80240mm范圍內(nèi)，內(nèi)壁堆焊兩層奧氏體不銹鋼堆焊層（347蓋面、309過渡層），設(shè)計(jì)壓力為820MPa，設(shè)計(jì)溫度大致在370410，工作介質(zhì)主要是H2、油、H2S等。 3、由于熱壁加氫反應(yīng)器主體材料面臨著介質(zhì)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、氫腐蝕、氫脆、回火脆化和蠕變脆化等一系列問題，同時(shí)目前國內(nèi)的熱壁加氫反應(yīng)器已使用了620年，其危險(xiǎn)性在逐年遞增。,31,加氫裂化裝置損傷形態(tài),1、氫損傷 高溫、高壓、臨氫的運(yùn)行環(huán)境使得熱壁加氫反應(yīng)器的器壁在運(yùn)行過程中吸收了一定量的的氫，當(dāng)反應(yīng)器停工后，

42、就有一部分殘余氫在反應(yīng)器的器壁之中，這些殘留氫就有可能在反應(yīng)器中引起亞臨界裂紋擴(kuò)展，甚至引起脆性破壞。 2、堆焊層表面裂紋 不銹鋼堆焊層金屬的表面裂紋表現(xiàn)在表面產(chǎn)生并向母材方向擴(kuò)展。堆焊層的表面裂紋一般出現(xiàn)在可能存在的三相應(yīng)力的內(nèi)件支撐表面，通常具有以下特征： 、裂紋一般出現(xiàn)在熱壁反應(yīng)器的內(nèi)部支撐凸臺(tái)部位； 、裂紋以環(huán)向裂紋和龜裂為主； 、鐵素體含量偏高或偏低的部位容易出現(xiàn)裂紋； 、裂紋從熱壁加氫反應(yīng)器堆焊層的表面向內(nèi)部擴(kuò)展， 擴(kuò)展較為嚴(yán)重的表面裂紋會(huì)穿透347堆焊層，大部分中止在347與309堆焊層的界面上，但也有極少數(shù)的裂紋會(huì)穿透309過渡層。,32,照片1 堆焊層裂紋宏觀形貌 3 照片2

43、 堆焊層裂紋微觀形貌 200 3、連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂 在臨氫設(shè)備中，由連多硫酸（H2SXO6，X36）引起不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂更具危險(xiǎn)性。在高溫硫化氫和氫介質(zhì)環(huán)境下生成的硫化鐵在反應(yīng)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)或檢修時(shí)，與出現(xiàn)的水分和空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)生成了連多硫酸，一定的拉伸應(yīng)力就可能引起奧氏體不銹鋼開裂。,33,照片3 人孔頂蓋密封槽底裂紋形貌 60 照片4 人孔頂蓋密封槽底裂紋微觀形貌 200 鉻鉬鋼的回火脆化 CrMo鋼長時(shí)間地保持在325575或在該溫度范圍緩慢地冷卻時(shí)，出現(xiàn)材料損壞、性能劣化現(xiàn)象，通常稱之為高溫回火脆化。它產(chǎn)生的主要原因是由于鋼中的微量不純元素在原奧氏體晶界偏析，使晶界凝集力下降。其

44、特征是沿晶破壞形態(tài)、沖擊韌性的降低和脆性轉(zhuǎn)變溫度向高溫側(cè)遷移。除化學(xué)成分影響外，熱處理工藝、加工工藝、強(qiáng)度大小、塑性變形、碳化物形態(tài)、使用時(shí)的操作溫度等許多因素也都會(huì)影響到材料的回火脆性?；鼗鸫嗷强赡娴?，將脆化的材料加熱到600以上急冷，鋼材可以恢復(fù)原來的韌性；但一旦產(chǎn)生裂紋則是不可逆的。,34,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（三）在用熱壁加氫反應(yīng)器的檢驗(yàn), 堆焊層剝離： 剝離現(xiàn)象產(chǎn)生屬于氫脆的范圍，堆焊層和母材之間的界面在正常操作過程中積累了比二側(cè)多得多的氫，停工冷卻時(shí)來不及逸出被凍在界面上。且冷卻后的反應(yīng)器氫不斷往界面處濃縮，產(chǎn)生很大的垂直應(yīng)力，有人測試過大約有14kg/mm2的垂直應(yīng)力。加上兩者

45、金屬的熱膨脹系數(shù)之差，在冷卻時(shí)內(nèi)壁比外壁降溫快，產(chǎn)生大的切向應(yīng)力。由于材料氫脆現(xiàn)象等因素的疊加，在比較薄弱的部位產(chǎn)生剝離。 不銹鋼堆焊層的剝離裂紋具有以下特征 、剝離裂紋出現(xiàn)在不銹鋼堆焊層與母材熔合面的堆焊層一側(cè)，沿著生長在熔合面上粗大奧氏體晶粒的晶界形成和發(fā)展，其性質(zhì)屬氫脆斷口。 、兩條焊道的搭接部位為剝離裂紋最容易出現(xiàn)的部位，剝離裂紋大多為片狀，且基本平行于堆焊層的熔合面。 、堆焊層剝離裂紋的產(chǎn)生與熱壁加氫反應(yīng)器的制造和使用過程息息相關(guān)，制造中影響堆焊層剝離的因素包括堆焊材料，焊接工藝，熱處理等，使用中影響因素主要為操作工況。,35,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（三）在用熱壁加氫反應(yīng)器的檢驗(yàn),1、

46、對于不銹鋼堆焊金屬表面裂紋的檢驗(yàn)，主要采用目視和滲透檢測。首先應(yīng)找出返修部位，并對返修部位和其它典型部位進(jìn)行鐵素體含量分析。對于鐵素體含量較高和返修部位應(yīng)作為滲透檢測的重點(diǎn)。 2、不銹鋼堆焊層剝離裂紋的檢驗(yàn)。 3、對于主焊縫來說，由于筒體母材和焊縫的回火脆化，造成韌性降低，一些較小的缺陷就有可能得到較快的擴(kuò)展而引起反應(yīng)器失效，而熱壁加氫反應(yīng)器的強(qiáng)度主要是由筒體母材和主焊縫來保證的。因此對反應(yīng)器主焊縫的檢測要求相應(yīng)就比較高。 4、利用縱波斜探頭由外壁檢測堆焊層皮下裂紋，利用雙斜探頭由內(nèi)壁進(jìn)行補(bǔ)充檢驗(yàn)，同時(shí)利用雙晶直探頭由內(nèi)壁檢測堆焊層內(nèi)缺陷，以消除氫脆開裂和皮下裂紋的危險(xiǎn)性。 5、奧氏體不銹鋼硫

47、化物應(yīng)力腐蝕開裂的檢驗(yàn)一般說可采用熒光著色檢測和渦流檢測。對于滲透檢測很難發(fā)現(xiàn)的一些微細(xì)裂紋，也可以利用金相檢驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)和評價(jià)。 6、 TP321不銹鋼焊接管相脆化檢驗(yàn)。 7、長期服役在316到594的奧氏體不銹鋼鑄件，會(huì)導(dǎo)致部分奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變。引起脆化，其特征是鐵磁量增加、硬度增加，在等于或低于使用溫度時(shí)延伸率和韌性下降。夏比V型缺口沖擊韌性值會(huì)顯著降低。,36,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（三）在用熱壁加氫反應(yīng)器的檢驗(yàn),1、不銹鋼堆焊層表面裂紋的擴(kuò)展模式及安全分析 裂紋從熱壁加氫反應(yīng)器堆焊層的表面向內(nèi)部擴(kuò)展，擴(kuò)展較為嚴(yán)重的表面裂紋會(huì)穿透347堆焊層，大部分中止在347與309堆焊層的界面上。比較

48、淺的表面裂紋打磨消除，深的表面裂紋測定深度。對于接近穿透309堆焊層的表面裂紋應(yīng)監(jiān)控。對接近母材裂紋擴(kuò)展模式進(jìn)行分析研究。 提高反應(yīng)器的最低升壓溫度，和采用合理的開、停工程序。 2、不銹鋼堆焊層剝離裂紋的安全分析 不銹鋼堆焊層剝離是使用中內(nèi)壁不銹鋼堆焊層產(chǎn)生的主要缺陷。國內(nèi)、外對剝離現(xiàn)象進(jìn)行了研究，確認(rèn)剝離不會(huì)使裂紋向母材擴(kuò)展，而是平行于二者的表面。由于堆焊層僅僅解決設(shè)備的腐蝕而不承受材料的強(qiáng)度，因而不會(huì)對反應(yīng)器強(qiáng)度構(gòu)成威脅。 、剝離性能和擴(kuò)展速率進(jìn)行研究。,37,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（三）在用熱壁加氫反應(yīng)器的檢驗(yàn),3、熱壁加氫反應(yīng)器回火脆化的安全分析 制造時(shí)就應(yīng)減少雜質(zhì)元素，降低X、J系數(shù)。

49、應(yīng)測定制造時(shí)的VTr402.5VTr40數(shù)值，使其38（100F）。使用中應(yīng)進(jìn)行掛片，定期檢驗(yàn)其回火脆化程度。沒有掛片的可與相同或類似的產(chǎn)品比較。 4、氫脆開裂的安全分析 研究資料報(bào)導(dǎo)，拉伸強(qiáng)度為550650Mpa的材料，臨氫環(huán)境中的斷裂韌性KISCC100。當(dāng)225Cr1Mo鋼產(chǎn)生回火脆化之后，抵御氫致開裂的能力將會(huì)明顯降低，在應(yīng)力高度集中的部位，開、停工時(shí)容易產(chǎn)生氫致開裂。使用中應(yīng)進(jìn)行掛片，定期檢驗(yàn)其回火脆化程度。沒有掛片的可與相同或類似的產(chǎn)品比較。,38,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（四）延遲焦炭塔的在用檢驗(yàn),延遲焦炭塔操作條件非常苛刻，一個(gè)生產(chǎn)周期需經(jīng)歷48小時(shí)高溫與冷卻的循環(huán)過程并連續(xù)運(yùn)行。

50、近年來全國在役焦炭塔在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)諸如塔體鼓凸變形，以及裙座角焊縫、塔體環(huán)焊縫、堵焦閥等接管部位和內(nèi)壁不銹鋼復(fù)層出現(xiàn)裂紋問題，構(gòu)成對焦炭塔安全運(yùn)行的潛在威脅。 、焦炭塔裙座角焊縫的受的交變應(yīng)力水平是相當(dāng)高的，在裙座角焊縫部位很容易產(chǎn)生局部裂紋。目前在設(shè)計(jì)上采用改變結(jié)構(gòu)，增加柔性槽方式來分散裙座角焊縫的應(yīng)力水平應(yīng)該說是比較有效的。 、部分塔體上部帶不銹鋼（0Cr13）復(fù)合層段的焦炭塔，0Cr13是鐵素體不銹鋼，由于長期保持在370 510 ，會(huì)出現(xiàn)475 脆化。裂紋主要發(fā)生在該區(qū)域。 、焦炭塔塔體下部實(shí)際使用溫度要高達(dá)490，但是目前國內(nèi)使用的材料為Q-235A、16MnR、20g，溫度一旦超過4

51、75，其許用應(yīng)力急劇降低，導(dǎo)致塔體局部熱強(qiáng)度不夠，產(chǎn)生蠕變鼓凸變形，影響焦炭塔的安全長周期運(yùn)行。,39,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（五）高強(qiáng)鋼球罐（07MnCrMoVR ）在用檢驗(yàn),1、70年代日本等研制出 s490Mpa、b610MPa的低碳微合金低焊接裂紋敏感性的高強(qiáng)鋼（簡稱CF-62鋼） 2、80年代初期武漢鋼鐵公司組織有關(guān)單位開展s490Mpa的低焊接裂紋敏感性鋼種的研制。 3、80年代中期由合肥通用所組織有關(guān)單位進(jìn)行國產(chǎn)CF鋼的工程應(yīng)用研究 4、球罐總數(shù)超過100臺(tái)，最低設(shè)計(jì)溫度達(dá)-40，其中進(jìn)行焊后整體熱處理和不進(jìn)行焊后整體熱處理的大約各占一半。 5、隨著工程上的擴(kuò)大應(yīng)用及經(jīng)驗(yàn)的積累，設(shè)

52、備安裝、制造以及使用中的問題也在暴露，目前這類鋼制設(shè)備的裂紋屢有發(fā)生。,40,41,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（五）高強(qiáng)鋼球罐（07MnCrMoVR ）在用檢驗(yàn),1、應(yīng)力腐蝕是指由于拉應(yīng)力的作用造成的一種延遲破裂。其形成是金屬組織、應(yīng)力和介質(zhì)的聯(lián)合作用。 2、由于焊接接頭粗晶粒的存在以及不可避免的殘余應(yīng)力影響，應(yīng)力腐蝕開裂出現(xiàn)機(jī)率高的仍是焊接接頭及鄰近母材。 3、調(diào)質(zhì)型CF-62鋼的金相組織主要是板條狀的回火馬氏體、回火索氏體和貝氏體。鋼板表面的回火馬氏體和索氏體占2/3以上，因此，CF-62鋼材（特別是表層）的強(qiáng)度和硬度較高。 4、 CF-62鋼的強(qiáng)度、硬度和應(yīng)力水平較高，在濕H2S環(huán)境與含O2及

53、CO2的液態(tài)氨環(huán)境容易引起材料的應(yīng)力腐蝕開裂。,42,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（五）高強(qiáng)鋼球罐（07MnCrMoVR ）在用檢驗(yàn),1、07MnCrMoVR系列鋼的含碳量低（C0.09%），其高強(qiáng)度是通過鋼中加入Cr、Mo、V等碳化物形成元素的彌散強(qiáng)化以及添加B等淬透性強(qiáng)的元素來達(dá)到的。GB12337規(guī)定：對厚度大38mm的07MnCrMoVR鋼應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理（56520）。 2、國產(chǎn)CF-62鋼屬于對再熱裂紋敏感的鋼種。 3、對福煉球罐赤道帶環(huán)縫進(jìn)行整體熱處理(熱處理溫度小于580)幾次熱處理均不同程度發(fā)現(xiàn)了多條在HAZ粗晶區(qū)沿晶開裂的典型再熱裂紋。最大裂紋長度達(dá)到2m，最大深度為20mm。 4

54、、 CF-62鋼球罐在熱處理后不進(jìn)行表面磁粉和射線檢測（包括全部或局部），造成對再熱裂紋檢驗(yàn)的失控，給安全生產(chǎn)帶來隱患。,43,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（五）高強(qiáng)鋼球罐（07MnCrMoVR ）在用檢驗(yàn),1、一般低合金熱處理溫度控制在600650范圍內(nèi)。CF-62系列鋼是調(diào)質(zhì)鋼，為了保證其調(diào)質(zhì)性能，采用較低的熱處理溫度（56520），因此殘余應(yīng)力水平比較高。 2、現(xiàn)場檢測與失效分析的一些數(shù)據(jù)表明：無論是否熱處理，這類球罐的殘余應(yīng)力水平都比較高。 3、目前球罐的制造安裝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如GB12337、GB50094等對殘余應(yīng)力水平?jīng)]有相應(yīng)的數(shù)值要求。但中厚板殘余應(yīng)力水平較高的部位，在使用中產(chǎn)生表面裂紋的可

55、能性很大。,44,照片1 C處缺陷全貌（位于下熔合線附近及焊縫金屬上） 3,夾 渣 橫裂紋 縱裂紋,裂紋斷面,照片2 1#斷口宏觀形貌（內(nèi)壁赤道環(huán)縫） 13,45,照片3 1#斷口表面腐蝕產(chǎn)物能譜譜線,照片2 赤道大環(huán)縫上熔合線裂紋 60,46,安全狀況等級與檢驗(yàn)周期,對G2071與G2073兩臺(tái)球罐提出安全狀況等級定為3級，使用一年后重新開罐進(jìn)行全面檢驗(yàn)的建議，主要理由如下： a. 兩臺(tái)球罐歷經(jīng)多次焊接返修與焊后熱處理，其力學(xué)性能是否會(huì)劣化。為此，監(jiān)理公司找到球罐的一塊余料，參照多次返修與熱處理的實(shí)際情況，進(jìn)行熱循環(huán)的模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果證明各項(xiàng)力學(xué)性能良好，未發(fā)現(xiàn)劣化跡象。 b. 兩臺(tái)球罐在

56、全面返修前，每次焊接返修后、每次熱處理后以及水壓試驗(yàn)后，均由建造單位采用X光或射線及V型片和磁粉進(jìn)行全面檢測，返修質(zhì)量合格。 c. 兩臺(tái)球罐已成功的經(jīng)受了水壓試驗(yàn)的考核。通過了水壓試驗(yàn)，就意味著為安全運(yùn)行提供了強(qiáng)度的保障。 d. 業(yè)主（福建煉化公司）承諾這兩臺(tái)球罐只盛裝純凈丙烯 ，不存在濕H2S應(yīng)力腐蝕開裂問題。,47,幾點(diǎn)建議,1、對CF-62鋼的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行一次審定。并組織CF-62鋼的研制和生產(chǎn)單位探討再熱裂紋的產(chǎn)生與防治及多次返修、熱處理對焊接接頭使用性能的影響等。 2、建議GB12337鋼制球形儲(chǔ)罐對于b540Mpa且對再熱裂紋敏感的鋼種，在SR后應(yīng)進(jìn)行一定數(shù)量的射線或超聲復(fù)驗(yàn)。同時(shí)

57、增加熱處理和水壓試驗(yàn)后抽比例不少于20%的磁粉檢測。 3、建議JB4730鍋爐、壓力容器及壓力管道無損檢測提高高強(qiáng)鋼球罐焊接接頭射線檢測靈敏度。 4、 目前球罐的制造安裝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如GB12337、GB50094等對殘余應(yīng)力水平?jīng)]有相應(yīng)的數(shù)值規(guī)定，國內(nèi)也沒有殘余應(yīng)力對球罐延遲開裂和應(yīng)力腐蝕開裂影響的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建議開展此項(xiàng)專題研究，必要時(shí)適當(dāng)限制鋼板的使用厚度范圍。,48,幾點(diǎn)建議,5、 微量Ni、B等對07MnCrMoVR系列鋼的應(yīng)力腐蝕和再熱裂紋有明顯影響。作為一個(gè)成熟的鋼種，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對Ni、B等的數(shù)量和相應(yīng)的處理措施予以體現(xiàn)。隨意在供貨或冶煉中改變微量元素的組成和數(shù)量，對于s490MP

58、a的低焊接裂紋敏感性鋼的推廣應(yīng)用和市場競爭是不利的。 6、在擴(kuò)大國產(chǎn)07MnCrMoVR系列鋼板的生產(chǎn)能力（包括數(shù)量和板寬幅度大?。┑耐瑫r(shí)、保證批量生產(chǎn)材料性能的穩(wěn)定性以及定點(diǎn)生產(chǎn)該系列鋼板的配套鍛件08MnNiCrMoVDR和焊材（新J607CF鋼焊條），對于保證這種s490MPa的低焊接裂紋敏感性鋼的規(guī)范化和安全使用是至關(guān)重要的。,49,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（六）低合金高強(qiáng)鋼球罐應(yīng)力腐蝕開裂檢驗(yàn),高強(qiáng)鋼壓力容器在使用中發(fā)現(xiàn)了裂紋，其中有30%左右是402000m3的大型球罐。產(chǎn)生裂紋的主要原因之一，則是濕硫化氫與無水液氨環(huán)境所引起的鋼材開裂。目前石化企業(yè)中的各類球罐中使用的材質(zhì)較多，如16

59、MnR、15MnV、FG43、SPV50、SPV50Q、SPV355、07MnCrMoVR等等。 1、美國腐蝕工程師協(xié)會(huì)NACE，蘭石所及HG15-89對濕硫化氫環(huán)境規(guī)定：氣體硫化物分壓0.00035MPa或水中溶解度10ppm；溫度065；介質(zhì)含液相水或處于水的露點(diǎn)以下；PH值小于6或有氰化物存在。 2、高強(qiáng)鋼球罐產(chǎn)生硫化物應(yīng)力腐蝕除了與硫化物濃度以外，還與鋼材的純凈度及制造安裝的焊接工藝與熱處理情況有關(guān)。 、在球罐設(shè)計(jì)時(shí)，要提出控制雜質(zhì)含量試驗(yàn)表明如能控制P0.008%，S0.002%甚至S0.001%鋼材發(fā)生H2S應(yīng)力腐蝕的可能性極小。 、控制焊接質(zhì)量：防止焊接冷裂紋；防止再熱（SR）裂紋；降低殘余應(yīng)力；降低殘余應(yīng)力；防止焊縫和熱影響區(qū)脆化。 3、科學(xué)使用高強(qiáng)鋼壓力容器：加強(qiáng)對高強(qiáng)鋼設(shè)備的環(huán)境監(jiān)控加強(qiáng)對重點(diǎn)部位的監(jiān)測 ；表面技術(shù)應(yīng)用。,50,典型壓力容器在用檢驗(yàn)（七）低溫壓力容器的在用檢驗(yàn),低溫壓力容器（ASME- -30，JISB8270 -1