在用压力容器裂纹缺陷的检验与预防

2021-03-24姜国琪

中国应急管理科学 2021年2期

姜国琪

摘要：压力容器是具有爆炸危险性的承压设备，它承载着高压、高温、低温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质，一旦发生爆炸或泄漏往往并发火灾、中毒等灾害性事故，造成严重的环境污染，给社会经济、企业生产和人民生活带来损失和危害，直接影响社会安定。压力容器事故大多是在使用过程中造成的，如果有效的控制了使用过程中的压力容器事故，则有效的控制了全部压力容器事故。裂纹是压力容器最危险的一种缺陷，加强对在用压力容器裂纹缺陷的检验与预防对压力容器的安全运行尤为重要。

关键词：压力容器;裂纹;检验;预防

裂纹是一种不完全断裂的缺陷，裂纹的存在不仅破坏了金属的连续性，而且裂纹尖端大多很尖锐，引起应力集中，促使构件在低应力下提前断裂。

裂纹形成的原因往往是很复杂的，如设计上的不合理，选材不当、材质不良、制造工艺不当以及维护和使用不当等均可能导致裂纹的产生。本文是针对在用压力容器主要从检验、维护和使用方面来发现裂纹、预防裂纹总结的一点心得，供同仁参考。

1.裂纹的检验

1.1裂纹的宏观检验

宏观检验主要通过肉眼或5-10倍放大镜对检查对象直接外观检查和采用检验锤敲击测音法来判断是否有裂纹，为避免有更细小的裂纹等缺陷漏检，一般采用射线、超声、磁粉、渗透等无损探伤方法检测裂纹等缺陷。铁磁性的Ⅰ、Ⅱ类压力容器一般优先选用磁粉检测，非铁磁性的Ⅰ、Ⅱ类压力容器一般选用渗透检测，Ⅲ类压力容器一般按法规标准要求还应辅以超声等检测手段。

为确保宏观检验效果，宏观检验前，应注意以下几点：

（1）按照检验要求进行清理或拆除影响检验的附属部件或其他物体。

（2）需要进行检验的表面，特别是腐蚀部位和可能产生裂纹缺陷的部位，彻底清理干净，露出金属本体，进行无损检测的表面达到NB/T47013的有关要求。

（3）内压容器裂纹一般都是从内表面产生并扩展的，所以能进入容器内部的尽量进入容器内部检验。

（4）因容器结构等原因不能进入内部检验的，除在外表面进行表面探伤以外，还应该在外表面对易产生裂纹缺陷的部位辅以超声探伤，以检测其内表面是否有裂纹等缺陷。

（5）对使用过程中补焊过的部位、检验时已发现焊缝表面裂纹的部位、错边量和棱角度超过产品标准要求的焊缝部位、使用中出现焊接接头泄漏的部位及其两端延长部位、承受交变载荷的焊接接头和其他应力集中部位应按适当比例做埋藏缺陷检测，必要时可以用NB/T47013中的声发射检测方法判断缺陷的活动性。

1.2裂纹的微观检查

为进一步确定裂纹的性质和产生的原因，对裂纹需进行微观分析，即光学金相分析和电子金相分析。裂纹的微观检查主要内容如下：

（1）裂纹形态特征，其分布是穿晶的，还是沿晶的，主裂纹附近有无微裂纹和分支;

（2）裂纹处和附近的晶粒度有无显著粗大或细化或大小极不均匀的现象，晶粒是否变形，裂纹与晶粒变形的方向相平行或相垂直;

（3）裂纹附近是否存在碳化物或非金属夹渣物，它们的形态、大小数量及分布情况如何，裂纹源是否产生于碳化物或非金属夹渣物周围，裂纹扩展与夹渣物之间有无联系;

（4）裂纹两侧是否存在氧化和脱碳现象，有无氧化物和脱碳组织;