压力容器在定期检验中以及在焊接中缺陷的产生与防治措施
仪器信息网 · 2007-08-10 21:40 · 35305 次点击
压力容器使用一段时间后,在定期检验过程中往往会发现一些制造时遗留下的“先天”缺陷以及使用中产生的新生缺陷。依据确保安全、“合乎使用”的原则,检验人员能否对缺陷的性质正确定性定量、分析产生原因。进而提出科学、可靠的处理方法显得十分重要。
随着焊接技术的迅速发展,现代压力容器了已发展成典型的全焊结构。压力容器的焊接成为压力容器制造中最重要最关键的一个环节,是保证容器安全运行的重要条件。如果焊接存在缺陷,就有可能造成事故,因此应及时发现缺陷,把焊接缺陷控制在一定标准范围内,以确保压力容器运行的安全性及可靠性:对于保障人民财产安全,加快现代化建设有着重要的意义。
1压力容器常见缺陷分类及一般处理方法
1.1缺陷分类
压力容器的缺陷分为表面缺陷和内部埋藏缺陷,表面缺陷主要有:机械损伤、工卡具焊迹、电弧灼伤、咬边、腐蚀、表面气孔、表面裂纹等等,这些缺陷可以通过肉眼或简单的检测仪器发现:内部埋藏缺陷主要有:未熔合、未焊透、夹渣、钢板分层以及材料本身的杂质缺陷等等,这些缺陷需要有一定专业水平的检验人员结合压力容器结构受力分析,利用专业检测仪器(如超声波探伤、射线探伤等、发现。
1.2一般处理方法
一般讲缺陷处理方法分为冷处理和动火返修,前者方法简单,只要满足结构受力、不再产生新的应力集中要求、采取打磨消除即可;后者方法复杂,往往需要动火返修,不仅要求返修者对材料的可焊性了解,而且还应具有实际经验。
1.2.1机械损伤、工卡具焊迹、电弧灼伤、咬边等表面缺陷会造成应力分布的不连续,使用中容易诱发表面裂纹。对于制造时遗留下的咬边缺陷标准中有允许存在的明确要求,所以在检验时除低温压力容器外,只要使用中在咬边处未发现裂纹或产生裂纹迹象的,均可以放宽,不做处理。
1.2.2腐蚀是压力容器内盛装的介质与接触的金属材料发生的化学或电化学作用而引起的破坏,分为均匀腐蚀和非均匀腐蚀,均匀腐蚀造成壁厚大面积均匀的减薄,检验人员可以凭借直观观察判断是否发生,借助测厚仪测量壁厚以确定腐蚀程度。不满足上述条件仍具有使用价值的可进行焊补处理。对于其他一些非均匀腐蚀如晶间腐蚀、应力腐蚀、选择性腐蚀等等,由于腐蚀的机理比较复杂且规律难以掌握,当发生腐蚀初期没有影响到强度时,可以用打磨处理消除缺陷,但是当影响到强度问题或材料有劣化倾向时,则应该慎重处理。笔者认为对于有修复价值的应采取挖补和更换主要受压元件方法从根本上解决问题。
1.2.3压力容器钢板或焊缝中存在的埋藏缺陷主要是制造时遗留下的“先天”缺陷,检验人员可以使用超声波或射线探伤等等检测方法检测埋藏缺陷。由于埋藏缺陷涉及制造时的工艺条件、压力容器使用后的操作工艺参数、现场条件以及缺陷自身变化情况等等因素,所以对于其应本着“合乎使用”原则慎重处理。
动火返修前应该查清制造压力容器时的主要工艺参数,如材料的可焊性、焊接工艺、无损检测等、使用后介质对材料的腐蚀程度、操作参数及使用环境、发现缺陷形状的定性及定量尺寸、缺陷距内外表面的具体尺寸等等,有动火返修资质单位依据检验发现缺陷以及上述主要参数制定的动火返修工艺方案。
1.3缺陷处理中的一般性注意事项
缺陷的处理必须有实施检验的检验负责人员参与或授权,还应与制造设备的技术负责人或具体设计人员磋商了解,应该指出的是不能完全用制造标准、规范来判定在用压力容器存在的缺陷。
对深度较大的裂纹特别是穿透性裂纹,如果使用碳弧气刨等热源,应该在裂纹的两端开止裂孔或止裂槽,以防止裂纹受热后继续扩展。
内部埋藏缺陷的焊补应先用超声波定位,焊补时尽量从距缺陷浅的表面进行。
缺陷处理后要根据不同情况重新进行检验、无损检测、压力试验等。
2压力容器焊接中常见缺陷产生成因及防治措施
2.1气孔
2.1.1产生原因
(1)坡口边缘不清洁,有水份、油污和锈迹。
(2)焊条或焊剂未按规定进行焙烘,焊芯锈蚀或药皮变质剥落。
(3)低氢型焊条焊接时电弧过长角度不边当焊接速度过快。
(4)焊条摆动时在坡口过缘停留时间较短。
(5)焊接电压不宜过大。
(6)不采用偏心焊条。
2.1.2防治措施
(1)选择合适的焊接电流和焊接速度。
f2)认真清理坡口边缘水份、油份和锈迹。
(3)严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。
(4)不使用变质焊条,当发现焊条药皮变质,剥落或焊芯锈蚀时不能使用。
(5)操作时电弧不要拉得过长;焊条摆动时,在坡口边缘运条稍慢些,在中间运条速度要快些。焊条角度适当。
2.2夹渣
2.2.1产生原因
(1)焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣。