压力容器论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇压力容器论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

（一）射线检测

射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。

射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。

（二）超声波检测

超声检测（UltrasonicTesting，UT）是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。

超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。

该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。

（三）磁粉检测

磁粉检测（MagneticTesting，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。

在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段，磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。

磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。

（四）渗透检测

渗透检测（PenetrantTest，PT）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。

渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。

该方法操作简单成本低，缺陷显示直观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。

（五）声发射检测

声发射（AcousticEmission,AE）是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。

压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号，根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。

声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。此外，因为绝大多数材料都具有声发射特征，所以声发射检测不受材料限制，可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。

（六）磁记忆检测

磁记忆(Metalmagneticmemory,MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法。

压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响，易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查，从而发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。

磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备，不要求专门的磁化装置，具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区，能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域，能显示出裂纹在金属组织中的走向，确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法，除早期发现已发展的缺陷外，还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息，并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法，在实际应用中，必须辅助以其他的无损检测方法。

二、展望

作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤(NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价(NDE)，并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来，新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。

参考文献：

[1]魏锋，寿比南等.压力容器检验及无损检测：化学工业出版社，2003.

[2]王自明.无损检测综合知识：机械工业出版社，2005.

[3]沈功田，张万岭等.压力容器无损检测技术综述：无损检测，2004.

[4]林俊明，林春景等.基于磁记忆效应的一种无损检测新技术：无损检测，2000.

篇2

中图分类号：TG115 文章编号：1009-2374（2015）23-0027-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.015 

1 概述 

在核电厂调试及大修过程中，反应堆上部堆内构件吊装、反应堆下部堆内构件吊装及反应堆压力容器顶盖吊装是核岛最重要的设备吊装作业，风险大，要求高，并且占据着主线时间，对核电厂的安全性和经济性有着至关重要的影响。在进行上下部堆内构件及反应堆压力容器顶盖吊装作业时，设备的精确定位和导向主要依靠导向柱来保证。三门核电1号机组作为全球首台AP1000，其反应堆压力容器配备有2根导向柱，用于在安装、调试和大修期间来导向反应堆压力容器顶盖和上、下部堆内构件的吊装。现有导向柱每根长4420mm，有效导向高度为4004.5mm，在吊装反应堆压力容器顶盖时可以完全满足导向要求，但在吊装上、下部堆内构件时长度不足，无法进行精确导向。 

首炉装料前的吊装操作过程中，此问题带来的不利影响不是十分明显，因为此时安装、调试人员可直接在换料水池底部观察确认堆内构件吊装的对中情况，在人工定位之后将堆内构件下降到压力容器内，当堆内构件下降到合适高度后，再由导向柱提供导向。而换料大修期间，堆内构件吊装时换料水池充满屏蔽水，吊装指挥无法进入换料水池底部，此时堆内构件在进入压力容器前就需要导向柱进行导向。在换料大修期间的上部堆内部件吊出过程中，当上部堆内构件堆芯上板吊离反应堆压力容器筒体法兰面约100mm时，需要检查堆芯上板是否带出控制棒组件。如果控制棒组件被带出，则需先将上部堆内构件回装到位，对问题进行处理后重新起吊上部堆内构件。现有导向柱高度不能满足此操作要求。

 

吊出下部堆内构件时，由于下部堆内构件高度较高，吊出和吊入压力容器过程中，现有导向柱高度不能满足下部堆内构件吊装操作的导向要求。 

另外，受到反应堆压力容器顶盖自身结构的限制，当顶盖在反应堆压力容器上时或在吊离/吊装至反应堆压力容器时，导向柱的高度不能超过5278.9mm。 

因此，需要通过优化导向柱解决以下两个问题：问题一：上、下部堆内构件吊装过程中的导向柱导向高度不足的问题；问题二：在保证上、下部堆内构件吊装时导向柱的导向高度满足要求的前提下，确保导向柱在反应堆压力容器顶盖吊装过程中不超过顶盖对导向柱的高度限值要求。 

2 优化方案一：配置长、短两套导向柱 

此优化方案配置的长、短导向柱有效导向高度分别为9100mm和4150mm。 

在反应堆压力容器顶盖和上部堆内构件吊装时使用短导向柱。当需要从压力容器内吊出下部堆内构件时，先降低系统水位至反应堆压力容器筒体法兰面以下，然后拆除短导向柱，再安装长导向柱，最后升水位进行下部堆内构件的吊出操作；在回装过程中，当下部堆内构件回装完成后，将系统水位降低至反应堆压力容器筒体法兰面以下，然后拆除长导向柱，再安装短导向柱，最后升水位进行后续操作。 

3 优化方案二：配置一套可拆分式导向柱 

此优化方案配置的一套导向柱，每根导向柱可以拆分为2段，按安装位置从下到上分为短导向柱和延伸导向柱。短导向柱的有效导向高度为4150mm，延伸导向柱的有效导向高度为4950mm，两段导向柱连接后总有效导向高度为9100mm。预计加上安装段与锥形头段的短导向柱长为4565mm，短导向柱和延伸导向柱连接后总长9515mm。在反应堆压力容器顶盖和上部堆内构件吊装时使用短导向柱，并在短导向柱顶部安装锥形头。当需要吊出下部堆内构件时，在不降水位的情况下，操作人员借助装卸料机或堆腔辅助平台进行操作，拆除短导向柱顶部的锥形头，将延伸导向柱安装在短导向柱顶端，再吊出下部堆内构件；待下部堆内构件回装完成后，拆除延伸导向柱并安装短导向柱顶部的锥形头以进行后续操作。 

4 两种优化方案的比较 

无论采用上述方案中的哪种，在反应堆压力容器顶盖和上部堆内构件的吊装过程中都是使用短导向柱进行导向，两者的工艺流程也都一致。但是，当进行下部堆内构件吊装作业时，两者的工艺流程就产生了较大的差别，从而在占用大修主线时间的长短、人员接受的辐射剂量的多少等方面均有较大的不同。 

4.1 占用大修主线时间对比 

下部堆内构件的吊装占用大修主线时间，因此吊装下部堆内构件时，更换导向柱占用着大修主线时间。方案一占用大修主线时间包括为长短导向柱更换增加必要辐射防护措施的时间（约1小时）、降和升换料水池7.6m水位的时间（约3.92小时）以及长短导向柱的两次更换操作时间（约10.5小时），总计约15.42小时；方案二占用大修主线时间包括短导向柱顶端锥形头拆装时间（约1小时）和装拆延伸导向柱时间（约4小时），总计约5小时。 

由此可见，采用方案二比采用方案一每次大修可节省主线时间10.42小时，具有更好的经济性。 

4.2 操作人员受到的辐射剂量对比 

方案一：拆除短导向柱时需要4名操作人员站在换料水池底部工作3小时，人员总辐射剂量为0.6mSv；导向柱安装时需要6名操作人员站在换料水池底部工作2.25小时，人员总辐射剂量为0.675mSv。大修期间要进行两次导向柱的更换操作，正常情况下采用方案一时操作人员接受的总辐射剂量为2.55mSv。 

方案二：拆装短导向柱锥形头需要4名操作人员站在装卸料机人员通道工作1小时，人员辐射剂量为0.10mSv；将延伸导向柱安装到短导向柱顶端需要4名操作人员站在装卸料机或堆腔辅助平台工作2小时，人员辐射剂量为0.2mSv。正常情况下采用方案二操作人员接受的总辐射剂量为0.6mSv。通过对比可知，采用方案二时，操作人员受到的总辐射剂量比采用方案一要少约1.95mSv。 

4.3 导向柱更换操作对比 

采用方案一时，每次更换导向柱的主要操作步骤如下：（1）安装导向柱吊耳；（2）将手拉葫芦联接到环吊副钩上，测力计悬挂在手拉葫芦吊钩上，将导向柱吊耳与测力计连接；（3）提升手拉葫芦，保持合适的提升力，拆除导向柱；（4）利用环吊将导向柱吊至135′平台并倾翻至水平状态储存；（5）清洗检查过渡套螺纹，涂抹脂，对新的O型密封环涂抹脂，清洗导向柱安装孔，并目视检查其螺纹，不得有损伤；（6）将手拉葫芦联接至所需更换的导向柱上，提升环吊副钩将导向柱吊从水平状态倾翻至垂直状态；（7）将导向柱吊装至安装孔位置，对中后安装导向柱；（8）拆除手拉葫芦、测力计等工具。 

方案二的操作分为以下步骤：（1）拆除短导向柱的锥形头，将专用工具联接到环吊副钩上并就位至短导向柱顶端，操作专用工具拆除锥形头并吊至135′平台储存；（2）将导向柱吊耳旋入延伸导向柱吊装孔，拆下专用工具，将手拉葫芦环吊副钩连接，将测力计悬挂在手拉葫芦吊钩上，将导向柱吊耳与测力计连接；（3）操作环吊副钩，将延伸导向柱翻转至竖直状态，并移动至压力容器短导向柱安装孔正上方。下降导向柱，当下端进入短导向柱顶部后要特别小心，当延伸导向柱底部接触到短导向柱顶部后（测力计读数开始降低），停止下降；（4）将导向柱拆装把手插入导向柱插孔，手动下压延伸导向柱到位，旋转把手使延伸导向柱与导向柱啮合；（5）拆除手拉葫芦、测力计等工具。 

对比两种方案，方案一工作较为简单，但工作步骤多，工作量较大，花费时间和人力较多；方案二工作步骤较少，花费的时间和人力较少，涉及水下操作，对操作人员技能要求较高，操作难度相对较大，但可以通过加强培训来提高人员的工作技能。 

4.4 导向柱运输安装对比 

根据目前工程实际，三门核电1号机组在大型设备（蒸汽发生器、反应堆压力容器、稳压器等）吊装完成以后已经将反应堆厂房穹顶安装就位并焊接完成，屏蔽墙浇筑完成。因此，更换的导向柱需要通过附属厂房吊装口和设备闸门运输至反应堆厂房换料水池。 

篇3

0.前言

低温压力容器是指设计温度低于-20℃，且工作时壁温在-20℃以下的一种压力容器。由于低温压力容器是在较低温度下进行工作，如容器中存在因缺陷、残余应力、应力集中等因素引起的较高局部应力时，容器就可能在没有出现明显塑性变形的情况下发生脆性破裂而酿成灾难性事故。为此，对低温压力容器在设计时应注意的若干问题，如设计温度的确定、材料的选择、结构设计、焊接的要求以及检验标准等进行详细的分析，显得尤为重要。

1.低温压力容器设计时应注意的若干问题

1.1设计温度的确定

由于设计温度高于或者低于-20℃，压力容器的结构设计、选材、焊接、制造等方面的要求是截然不同的，因此在设计低温压力容器时首先要确定其设计温度。一般，设计温度的确定须考虑介质温度和环境温度等。

在工程上，一般采用以下方法来确定低温压力容器的设计温度

（1）当元件金属两侧的流体温度不同时，设计温度的确定应综合考虑流体与壁面间的给热、 污垢热阻以及元件金属的热量传导等，然后通过计算求得元件两侧金属表面的温度。

（2）若容器内流体温度接近环境温度，或是外部环境有保冷、保温设施时，或是有传热条件使壳体壁温接近物料温度时，此时壳体温度可取为物料温度。

（3）如已有生产运行的同类容器，可通过实际测定确定受压元件的金属温度。

（4）若容器是放置在露天下或是无采暖的厂房内，其壳体的金属温度应考虑在低温环境中受到的气温条件的影响。

1.2低温下的选材

压力容器的材料应包括钢材、钢管、锻件、螺栓、螺母、法兰密封垫片及焊条等。由于是在低温（设计温度

（1）钢材的选择。

低温压力容器常用的钢材有I6MnR，I6MnDR，15MnNiDR，09MnNiDR，CF-62等，以及镍系低温钢材1.5Ni，2.5Ni，3.5Ni，5Ni，9Ni钢等。

在选择钢材时，应考虑几点：1）要求钢材具有足够的低温韧性且焊接性能良好；2）钢材必须按规范要求进行无损检测，不允许有任何的夹层、夹杂和裂纹等内部及表面缺陷；3）钢材的使用状态：低温钢材为正火（N） 状态，镍系低温钢及部分高强度低温钢为正火+回火（N+T） 或调质（Q+T） 状态。4）对低温用碳素钢和低合金钢各类钢材，应按要求进行低温夏比V型缺口冲击试验，且当钢板厚度δ>20mm时，应逐张进行超声波检测，合格级别按标准或图样规定。5）为保证钢材的塑性储备，钢材的屈强比（σslσb）宜小不宜大。

（2）锻件的选材具体见表1。

（3）螺栓、螺母应采用35CrMoA、30CrMoA，使用状态为调质，并应进行低温冲击试验。

（4）法兰密封垫片的选择：1）若选用金属材料的密封垫片，要求垫片的缠绕金属带、外壳或是孔隙、实心的金属垫片，其材料的选择应选用低温低于-40℃奥氏体不锈钢、铜、铝等在低温下无明显转变特性的金属材料。2）若选用非金属材料的密封垫片，要求其在低温下具备良好的弹性，如石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯等。

（5）焊条的选择：应选用化学成分和力学性能与母材相近的具有较好低温韧性的低氢碱性焊条，且应按复验药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量。

1.3结构设计

（1）结构应尽量简单，减少约束；避免形状突变减小局部高应力。

（2）容器元件的各个部分所形成的T形接头、角接接头焊缝和各类角焊缝，以及接管、凸缘端部都应修磨成圆角，使其内、外拐角圆滑过渡。

（3）结构各部分截面应避免产生过大的温度梯度。

（4）容器的鞍座、支座、支腿应设置垫板或连接板，不能直接焊在容器壳体上。

（5）接管DN

（6）设计压力≥2.45MPa或≥1.57MPa，介质易燃、有毒时，应采用对焊法兰。

（7）对于易燃、有毒介质，设计压力≥0.59MPa，或一般介质，设计压力≥1.57MPa，均需采用方头螺栓。

（8）对于易燃、有毒介质，若设计压力≥1.57MPa，厚度>30mm，或设计压力>0.59MPa的平盖和管板，均应采用锻件。

1.4焊接要求

在焊接时，应根据低温钢的特点来控制焊接工艺。一般，低温压力容器的焊接要求如下：

（1）不应使用不连续的焊缝或点焊连接焊缝。

（2）在焊接时应严格控制焊接线能量，以避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而导致低温韧性降低。一般，在焊接工艺所确定的范围内，宜尽量选用较小的焊接线能量。

（3）焊缝表面不得有裂纹、气孔和咬边等缺陷，应尽量打磨光滑。

（4）不得在母材的非焊接部位引弧，焊接接头应严格避免焊接缺陷，不得有未焊透、未熔合、裂纹、气孔、咬边等缺陷，同时要尽量减小对接焊缝的余高，其应不大于3mm。

（5）为避免压力容器在低温条件下发生脆断的几率，在焊后应进行消除应力热处理，以消除接头区域内的焊接残余应力。对于厚度大于16mm的焊接接头，在进行热处理后，要求其温度不应超过钢材的回火温度。

1.5检验标准

（1）用于制造低温压力容器简体、封头的钢板，当其钢板厚度超过标准时，应进行超声波探伤，合格级别为Ⅲ级。

（2）对接焊缝凡符合下列情况之一者，应经100%的射线探伤或超声波探伤：1）设计压力>0.59MPa，介质为易燃、有毒；2）设计压力>1.57MPa；3）低碳钢及碳锰钢板设计温度≥-40℃，但接头厚度>25mm；4）铁素体钢设计温度355MPa，或合金元素含量>3%；6）厚度>38mm的碳素钢，厚度>30mm的16MnR，厚度>25mm的15MnVR及奥氏体不锈钢，厚度>16mm的12CrMo、15CrMo。

（3）若对接接头采用局部射线探伤，要求其检测长度不得小于各条焊缝长度的50%且不小于250mm。

（4）采用100%的磁粉探伤或渗透探伤的部位有：1）进行过100%射线探伤或超声波探伤的容器的T型接头、对接焊缝和角焊缝；2）σs>390MPa的高强钢壳体上全部焊缝及热影响区表面；3）壳体上拆除临时附件后的焊痕及补焊的表面；4）温度1.57MPa的法兰用螺栓。

2.结束语

总之，低温压力容器是一种工作在-20℃环境下的压力容器，这就决定了其设计方法与普通压力容器有很大的区别。因此，在进行低温压力容器设计、制造及检验时，必须遵照《压力容器（ GB150.1～150.4-2011）》的标准及要求，通过实际情况处理低温压力容器中常见的问题，以不断提高低温压力容器的质量，防止压力容器在低温操作过程中发生脆性断裂事故。

篇4

中图分类号：X928 文献标识码： A

一、锅炉压力容器检验的重要性

锅炉压力容器被广泛应用于日常生活和工业生产中，由于其特殊的结构，密封，承压及介质等原因，极易发生爆炸，不仅会破坏日常生活设备，造成环境的污染，还会给人们的生命财产造成严重的威胁。为此，开展锅炉压力容器检验工作有着非常重要的意义。在开展锅炉压力容器检验过程中，检验机构一定要严格遵循国家相关法律规定，按照有关检查程序来开展日常检验工作，唯有如此，才能够将锅炉压力容器检验工作高质量完成，以避免各类事故的发生。

二、锅炉压力容器压力管道安装质量监督检验内容

锅炉压力容器及压力管道的安装质量监督检验内容主要包括：对锅炉压力容器及压力管道进行安装所涉及的安全运行项目检验，对安装单位的锅炉压力容器及压力管道安装质量保证体系运转情况检查两个方面。

锅炉的安装质量检验内容包括：技术资料：主要查对安装检验的各项记录，看它们是否符合规程及技术要求；锅炉基础：检查基础及基准线；钢结构：锅炉钢架是否符合标准，直接影响锅炉整体安装质量；锅筒：查其位置的找正；水管系统：水冷壁、对流管束及其胀管的质量；省煤器：查其支撑架的标高和水平度；蒸汽过热器和空气预热器；查其安装尺寸偏差；焊接质量：查其焊缝缺陷；安全附件：是否齐全及符合规定；水压试验：是衡量组装质量的主要标志。 压力容器的安装质量检验内容包括：制造厂资料，施工资料，设备名牌，安全附件、保护装置，外观质量，支座、管道膨胀情况，安装焊缝外观，安装焊缝探伤抽查，水压试验，保温、平台、扶梯；压力管道的安装质量检验内容包括：技术资料，管道走向、坡度、膨胀指示器、膨胀测点、蠕胀测点、监视段及支吊架位置，管道外观质量，管道安装焊缝质量，支吊架安装焊缝质量，管道膨胀状况，水压试验，蠕胀测点径向距离测量，蠕胀测点两侧管道外径或周长测量，管道的疏水、放水系统安装情况。

锅炉压力容器压力管道安装质量保证体系运转情况的主要检查内容是：质量管理人员的落实及到岗情况；无损检测人员的资格及管理情况；焊工的资格及管理情况；其他人员的资格及管理情况；技术图纸会审、技术交底和设计变更情况；工艺纪律、工艺管理，焊接工艺评定报告、焊接工艺和焊接工艺纪律的执行情况，以及焊后对口错边量及表面质量与热处理工艺，各质量控制环节、控制点；金属材料及焊接材料存放环境；材料的验收、保管和发放；无损检测管理；安装检验管理；质量反馈和处理；设备及工装完好率；设备专管情况及计量器具管理。

三、.锅炉压力容器管道检验中常见的裂纹

1.1在应力腐蚀作用下出现的裂纹

该种裂纹的出现主要在于腐蚀，较大浓度的碱水是造成锅炉压力容器主要腐蚀原因，这种腐蚀性很容易使金属晶体和晶间出现一定的电位差，促使晶粒与界间的电位形成阴极和阳极，从而促发晶粒与晶间的微电流，正是这种微电流的腐蚀致使金属内部产生从晶界面向纵深发展的裂纹。简单来说，这种裂纹是因应力的腐蚀而形成的，通常发展都是从里向外，应力最大的部位是其一般会分布的地方。如果通过显微镜，我们将能够清晰看到裂纹的态势，它们分为主裂纹和次裂纹，主裂纹的发展会穿过晶粒，而支裂纹的发展则是顺着晶体发展，放射状分布在主裂纹的周围。

3.2在机械疲劳状态下出现的裂纹

在锅炉定期检验中，有一种比较常见的裂纹问题，即疲劳裂纹。这种裂纹通常可分为两种，一种是机械疲劳裂纹，一种是腐蚀疲劳裂纹。腐蚀裂纹的产生是立足疲劳裂纹的形成这一基础的，其产生是交变应力和腐蚀性介质综合作用的结果。因此，只有出现了疲劳裂纹后才会产生腐蚀劈裂裂纹。其实从性质上说，这两种裂纹基本是一致的，其产生都形成于锅炉使用过程中，锅炉受压元件失效的主要因素正是这两种裂纹。另外，这两种裂纹的产生部位其实并非随机的，而是具有自身的规律性与特定性，疲劳裂纹产生的开始部位几乎都为应力集中部位。疲劳裂纹的形态在形成起始阶段十分微细，随着时间的不断增加而出现扩延，但早期具有较大的隐蔽性。

3.3因过热、过冷而产生的裂纹

锅炉压力容器的加工制造是通过特定金属板卷制、焊接而成，在锅炉制造过程中很容易产生裂纹和微裂纹，通常制造温度过热、过冷都会产生纹裂。温度过热会形成焊接热裂纹，温度过冷则会产生冷裂纹。热裂纹与焊接工艺特定的普遍性有关，是金属结晶过程中箱变前发生的一种晶格缺陷；冷裂纹是在焊接结束后一段时间下产生的，行程时间较长，检测时具有一定隐蔽性，难度较高，隐患较大。

四、锅炉压力容器管道检验出现裂纹问题时的建议

针对锅炉压力容器管道检验中的裂纹问题，必须做好预防裂纹产生的措施。总体来说，可以从以下三点入手，解决锅炉压力容器管道检验中的裂纹问题。

4.1对锅炉压力容器的操作进行控制

锅炉压力容器的操作进行控制，首先要从控制其制作工艺开始，在锅炉压力容器的制作过程中一点疏忽都可能会导致在之后的使用过程中整个锅炉压力容器反复产生问题。因此，在出厂之前就应该控制住锅炉容器的制作工艺，从而促使问题尽可能地减少。在锅炉的生产中，生产人员必须严格根据生产工艺流程进行操作，杜绝生产中出现过失的现象。同时应对锅炉生产过程中的工艺图纸认真审视，在正确的比例下锻造产品。生产单位必须对工艺管理制度中程序文件的相关规定有明确了解，保证指导工艺流程在明确依据下正常运转。

4.2对锅炉压力容器的生产原料进行控制

在产品的制造和工艺生产之前，应对锅炉压力容器的生产原料进行严格把控，在工业锅炉的安装检修过程中，为避免应力压力产生的裂纹，在锅炉压力容器生产中应对锅炉的生产材料不断进行修改和革新，以促进锅炉压力容器质量的进一步提高。

4.3对锅炉压力容器的质量进行控制

最后还应做好对锅炉压力容器质量的控制，只有对锅炉的整体质量严格控制才能减少锅炉压力容器管道检验中裂纹问题的产生。所以，控制锅炉压力质量对整项工程尤为重要，必须在仔细研究参考要求的基础上，对生产工序中的错误相互检查，对锅炉压力容器的质量加以确保。

在现代的生活中，锅炉作为我们日常生活中的一部分发挥着越来越重要的作用。锅炉压力容器管道中的裂纹问题是较为常见的问题，提早发现和预防是解决的主要办法，只有这样才能尽可能地减少其运行的安全隐患。

参考文献

篇5

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.019

0 导言

为保证压力容器的安全使用，对设计、制造、安装、使用及检验过程中，应制定措施强化管理，从而保证其安全使用。压力容器属耐耗类设备，在使用过程中应做好检验工作，及时发现使用中存在的问题，并针对问题采取相应措施来处理。

1 压力容器检验中存在的问题

1.1 自身质量方面的问题

压力容器自身就存在的质量问题，主要是容器上的问题，例如设备零部件的刚性及稳定性差、强度也低，支撑件被腐蚀；压力容器密封不好；阀门有漏水漏气现象；压力容器本身没有防护及检验的措施；设备的支撑方式不合理等。这些问题会导致设备操作人员发生中毒、烫伤等安全问题。

（1）表面缺陷问题。压力容器表面缺陷主要有裂纹、缺口等，表面缺陷主要来自压力容器的制造和加工过程及其投入使用过程，工作人员的人身安全和设备在生产中的使用效率都受到了极大的影响。压力容器的表面存在缺陷，需即使进行修复处理，在容器投入使用之前，查找问题并认真分析解决，保证其安全使用。

（2）压力容器腐蚀问题。压力容器腐蚀问题发生时，容器的表面和结构连接处会产生点状和分散锈蚀等问题。被腐蚀部分的深度大于等于10mm、腐蚀范围内的直径大于等于300mm以上的情况，为严重腐蚀；当腐蚀为点状，范围内直径小于等于300mm、面积在50cm2以下，为腐蚀较轻[1]。容器的腐蚀较为严重时，要及时处理，处理之后仍不合格，则要进行报废；容器腐蚀较轻时，要根据实际情况进行处理。

（3）容器焊缝问题。容器在焊接的部位不连续，当容器受到应力较大的外力时，连接的部分容易发生裂缝问题；此外，压力容器在工作过程中，所需的压力及温度在不断变化，承受载荷也在变大，相应承受的强度就增加，从而产生焊缝，极大影响了压力容器的正常工作。

1.2 压力容器日常维护问题

一些压力容器的使用单位缺少专门的管理机构和专职的工作人员，容器的操作人员没有进行相应培训；此外，容器运行时，他们没有对容器的使用环境、外界控制方法、维修方法等进行严格注意。一些单位仅仅在检查期间，才临时进行容器的检验，日常缺乏完备的检验标准和定期定量的检验计划，导致压力容器在检验中无据可依。

1.3 环境与人员问题

压力容器在检验时，还有h境方面问题，首先是检验的空间太小，其次是容器的工作通风不良好，最后容器内部的温度也不适合检验。此外，这样的检验环境对工作人员的身体也有伤害。部分检验工作人员还不具备专业的检验检测技术，会在决策过程中产生失误，检验过程中因自身原因犯错等。

2 压力容器检验过程中的措施分析

2.1 采用磁粉检验表面缺陷

磁粉检验方法是利用工件表面的不连续性产生的漏磁场对磁粉产生作用，来检验压力容器表面是否有缺陷，由于铁元素在压力容器的原材料中普遍存在，所以一般都会使用磁粉检验法，这种方法具有速度快、灵敏度高、检验成本相对较低等优势，并且对于容器表面缺口及裂纹也能准确检验，哪怕是检验容器组成部位折叠处及夹层等部位。一般设备单位都选择此法，但其也有一定的局限性，比如只能用于检验铁磁性材料。

2.2 射线检验整体尺寸

在检验压力容器时射线检验方法应用比较广泛，主要对压力容器表面缺口、裂纹、气孔及其部位存在的焊缝等问题进行检验。此外，还可对压力容器的局部或者整体尺寸进行检验，这种方法具有精确、直观的特点，直接能得到图像及结果，对实际应用有较好的指导意义，但对压力容器的零部件如棒材、锻件和管材的检验，仍不到位，因此还需进一步的开发射线检验法的深层用法[2]。

2.3 超声波检验内部缺陷

超声波检验方法作用在于检验容器内部存在的裂缝，利用超声波在容器内部进行传导，根据超声波在传播过程中，声波具有表面反射的性质以及声波的变化，来发现容器表面或内部的缺陷，超声波检验与射线检验方式相比，穿透力更强和灵敏度更高，且检验检验速度快、指向明确、效率高、成本低，检验效果也很好。此外，对容器内部的焊缝及潜在缺陷也具有较高的灵敏度，实际应用价值高且检验风险小，值得推广。

2.4 渗透检验部位缺陷

在对压力容器材料是否有非疏松特点、非多孔特质检验时，通常使用渗透检验方法，比如检测陶瓷、塑料、钢铁及有色金属等材料，需要通过去除剂、渗透液和显像剂等作用，应用毛细管现象的原理，从而使容器表面的缺陷显现。在整个过程中，如果压力容器表面有裂纹或裂缝，液体会渗透进去，再清楚表面的液体，容器的完整性就可以通过显像剂来暴露出来[3]。此外，为保证准确的检验出压力容器的缺陷部位，就需要使用质量上佳的渗透液、显像剂，在检验时要符合科学规范的流程，这种方法使得检测的结果更准确，并且拥有较广的探测范围，相对于以上几种方法，还能检测到不能涉及的范围，从而使压力容器的潜在风险得以避免。

2.5 做好压力容器检验质量改善

在对检测压力容器时，评判压力容器质量的唯一标准就是检验的检测质量。只有检验检测质量可靠，压力容器的安全运行才能得到保障。因此，为了使检验质量得到保证，需要合理控制各项检测数据，如果发生高于正常值情况，对相应部位进行及时修复，在完成修复后，还要进行复检，只有达到标准才能够开始后续工作。

3 结束语

总的说来，只要平时的检验中注重监管，对压力容器检验中出现的问题，应认真找出问题原因及解决方法，采用先进的检验方法，有效处理并检验成功，才能促进压力容器的更有效使用。

参考文献：

[1]高原，刘海光.压力容器检验常见问题分析及应对措施[J].化工管理，2014（09）.

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绕规模发放贷款。

出口押汇的主要作用在于为我国出口企业提供资金融通，加速出口企业资金周转，鼓励我国企业出口创汇。为了充分体现出口押汇业务政策的优惠性，政策规定出口押汇不得占用银行的信贷规模指标。然而在实践中，有些商业银行却出于对信贷规模和其他因素的考虑，将一般外汇贷款当作出口押汇业务，即扩大人民币的贷款规模。我国商业银行法第39条第2项、第4项分别规定：贷款余额与存款余额的比例不得超过75%，对同一借款人的贷款余额与商业银行资本余额的比例不超过25%。因此，将外汇贷款业务当作出口押汇业务，如果贷款数额超出了我国商业银行关于资产负债比例管理的规定，不仅违反了国家法律及政策性的规定，而且还绕了贷款规模控制的红灯，会变相地扩大人民币贷款的规模。

将打包贷款当做出口押汇。

打包贷款是指在信用证结算方式下，出口商以信用证为抵押向银行申请发货前取得一定资金融通的一种融资方式。在实践中，在出口商仅仅提供信用证单据的情况下，银行就为其办理出口押汇。因此银行实际上是将打包贷款当成了出口押汇。由于打包贷款下出口商不提供货物出运的全套单据，因此对于办理出口押汇的银行而言，信用证只是还款来源的保证，而不是抵押。由于没有货物、没有担保，因此银行会面临回收贷款的风险。在出口企业无法按时提交信用证条款中要求的各种单证或全部信用证的所有条款时，商业银行就无法用抵押的信用证向开证行提出付款要求，商业银行能否回收贷款只能依靠出口企业的信誉。

审查不严，造成国家退税款流失。

我国出口收汇核销管理办法实施细则第23条规定：对于打包放款或者出口押汇，银行在结汇或者入帐的同时不得出具出口收汇核销专用联，须待出口货款收回后，才能按照本实施细则第22条的要求办理有关手续，并出具出口收汇核销专用联。但是，在实践中，银行为出口企业办理完出口押汇手续，违规操作，无论货物是否出口，出口单位是否收回外汇，都给出口商结汇水单，到外汇管理局核销。因此，违规的出口押汇，便可以为企业套取国家退税款提供方便。商业银行违规办理出口押汇业务，不仅使国家退税不实，而且也使银行外汇资产带来巨大的风险。

与现行法律规定要求不一致，引发法律风险。

银行在实际办理出口押汇时，有时会在押汇协议中约定，在押汇申请人不能如期偿还押汇款项时，则获得对相关单据及其所指向货物的所有权。但是我国担保法第66条规定：出质人和质权人在合同中不得约定在债务履行期限届满质权人未受清偿时，质物的所有权转移为质权人所有。但是由于各个国家的法律法规对同一问题规定的不同，势必会引发一定的法律风险。具体到出口押汇协议，国内银行在出口押汇实践中采取与国内法不协调的做法，可能会帮助其赢得一些国外的诉讼。但是如果在涉外经济贸易纠纷中，如果确定我国的法律为其适用的准据法，则会因为与我国法律相违背而产生一些问题。

对策分析

银行办理出口押汇存在的问题，既有内部因素，诸如银行自身利益驱使，如通过变换手法绕规模发放贷款，以增加银行的收益；也有外部的原因，如银行间为了竞争的需要，采取一些变通或违规的做法，以此来争取客户等。针对这些问题，笔者认为，除强化宏观金融意识、加强人才管理和培训力度外，从业务角度来说，应有四大方面需要重视：

首先，要加强银行垫款资金的管理。

由于出口押汇业务不同于其他外汇贷款业务，从押汇到实现出口货款的收回需要一段时间，且货款是否能按时足额收回，具有不确定性。从出口方而言，一旦出口企业货款不能收回，造成的损失可能会殃及银行，因而导致银行垫款的风险。我国商业银行法第59条规定：商业银行应当按照有关规定，制定本行的业务规则，建立、健全本行的风险管理和内部控制制度。银行通过健全风险管理和内控制度，加强对出口押汇垫款资金实行跟踪管理，对押汇日期、金额、核销期限、未核销原因等情况进行严格考核，并通过出口押汇的总账与明细账来反映押汇业务的管理、以及效益的情况。

其次，要加强各种单据和申请人资格的审查。

国际贸易融资业务中涉及的各种单据种类多、内容广，稍有不慎就有可能出现出口押汇诈骗的风险。加强对各种单据和申请人的资格审查不但涉及业务收入的获得，而且还关系融资款项的回收。因此对单据审查不符条款、开证行或议付行资信和经营作风不佳、索汇路线曲折、申请人或开证行所在地区或国家政局不稳等影响到融资款项回收的情况，商业银行要认真、严格对待，不符合自身经营原则的，坚决不予办理。

再次，及时核销银行垫款。

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1.在用压力容器定期检验中常见的问题及处理

1.1.一般性问题的分析及处理

1.1.1.对于机械的碰撞、电弧灼伤以及焊接时遗留的焊迹等原因造成压力容器表面产生的裂纹，一般的处理方式是对压力容器表面进行打磨，打磨完成后要进行表面检测，以检查表面裂纹是否完全消除，而打磨过程中应注意打磨倾斜度必须大于裂纹的三分之二，以确保表面光滑、平缓。另外，如果检测出的裂纹深度小于表面厚度的5%且不足2mm的话，则可暂时不进行打磨修复。

1.2.焊接参数选取不正确或操作不规范等原因造成的咬边问题，由于其非常造成裂纹并不断恶化，对压力容器有较大的危害性。因此，我们在检测时应该严格按照《压力容器安全技术监察规程》中对咬边现象的判定标准，对咬边进行仔细检测，坚决不能放过每一处咬边问题，发现后要尽早对其进行打磨直到完全处理位置。

1.3.压力容器的腐蚀主要有三种，分别是点状腐蚀、均匀腐蚀和局部腐蚀：

1.3.1.点状腐蚀，虽然这类腐蚀比较分散，看似不起眼，但事实上很容易导致容器穿孔，因此我们在检验时要对其多加小心，如果发现的点状腐蚀超过容器厚度的三分之二，或者分布直径超过20cm的话，就需要马上采取补焊措施，如果相反则可以暂时将其列入观察对象不用立即采取措施。

1.3.2.均匀腐蚀，会对容器表面的厚度进行均匀地减薄，因此如果只靠人眼观察判断，是难度很高且没法保证准确性的，所以应通过厚度测量对其腐蚀厚度进行测量，再按照相关规定对其进行校核，一次性通过或补焊后通过校核后，就可以对其进行定级，定为3级或4级。

1.3.3.局部腐蚀，是三种腐蚀中情况最为复杂的一种，局部腐蚀分两种，一种是附带应力腐蚀、晶间腐蚀或者石墨化等直接对容器材质产生劣化影响的局部腐蚀，只是用普通的补焊措施是无法将其根除的，应该通过对受腐蚀元件的更换结合结挖补方式解决；另一种是一般的局部腐蚀，对于这种腐蚀我们应该经过测量后对其进行无量纲参数G0的计算，通过计算结果判断进行补焊的必要性。

1.4.埋藏缺陷

对压力容器埋藏缺陷进行检验时应采用超声波检测或者射线探伤的方式，在发现存在埋藏缺陷后，要按照相关规定对其进行安全定级，如果定级结果为4级或5级时，负责检验的人员有义务向压力容器使用者报告，并共同对是否对焊缝埋藏采取补焊修复，以提升其安全定级进行研究分析。一般来说，检测人员和使用者可以根据实际情况选择《在用压力容器检验规程》或者《压力容器定期检验规程》中的要求对埋藏缺陷是否进行补焊进行判断，但要留意的是，对于大型的压力容器，若发现焊缝埋藏，修复难度会比一般的压力容器高上很多，这时，我们应该聘请拥有丰富检测和修复处理经验的单位，严格按照《在用含缺陷压力容器安全评定》的相关规定来对压力容器进行高品质的检验、安全定级以及修复处理。

2.焊接处理的注意事项

对于经过检验、定级不合格的压力容器，必须对其进行焊接处理，以提高其安全定级，保障其使用的安全性。而对缺陷问题进行焊接处理时，应注意以下几方面的事项：

2.1.在对缺陷问题进行焊接处理前，需要确保负责检验的人员在场或者受到他的授权，而且负责焊接的人员需要具备一定的设计和焊接经验，如没有则要在其他有经验的焊接人员的监督下进行。另外，不能以压力容器的制作标准来对缺陷问题的安全等级进行判定。

2.2.在对深度大的裂纹或者穿透性裂纹进行补焊处理时，需要用到例如像碳弧气刨的热源，为了避免裂纹受热源加热后导致裂纹发生扩散，因此在焊接前必须根据裂纹的大小选择在其两端挖出止裂孔或止裂槽。

2.3.在对焊缝埋藏缺陷进行焊补前，需要先用超声波检测或者射线探伤的方式进行检验，而在焊补过程中应尽量按由埋藏缺陷较浅部分开始再到较深部分的顺序焊补。

结束语

总而言之，压力容器产生缺陷问题的原因有很多，可以是在其设计、选材、运送以及制作等每一个步骤中产生。因此，压力容器出现一定的缺陷问题总是在所难免，所以我们应该定期对压力容器进行全面检测，按照发现问题、准确测量、安全定级、判定是否需要修复的流程对每一处缺陷问题进行跟进，从发现问题到处理问题中间的时间尽可能缩短，以免缺陷问题的进一步恶化，把缺陷问题的数量和程度控制在允许的范围内，从而对压力容器的安全使用提供保障。

参考文献：

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1.概述：

TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）中第2.13条中关于材料代用有如下说明，“压力容器制造或者现场组焊单位对主要受压元件的材料代用，应当事先取得原设计单位的书面批准，并且在竣工图上做详细记录。从新《容规》的修订，可以认识到，在压力容器的建造中，有必要详细论证材料代用的可行性，慎重考虑代用材料对工作介质的相容性；考察待用材料在设计温度下的许用应力能否达到原设计的要求，是否需要改变焊接材料及焊接工艺的要求，以及是否需要改变热处理状态、无损检测及焊接试板等要求。

2.以优代劣(1)压力容器用金属材料的主要性能包括力学性能、制造工艺性能、耐腐蚀及耐高温性能等。一种材料在某一方面的性能“优”于另一种材料的同时，有可能在其他方面“劣”于另一种材料。这一类事例在压力容器中很常见，例如压力容器用低合金钢和压力容器用碳素钢，在不同的性能下即各有“优劣”。

①压力容器用低合金钢，虽然其强度性能方面的指标要优于碳素钢，但是其可焊性却不如碳素钢好。因此用低合金钢替代碳素钢时，应相应修改对其焊接材料的要求。

②压力容器用低合金钢，虽然其强度性能方面的指标要优于碳素钢，并且在价各方面要高于碳素钢，但是在其冷加工性能却不如碳素钢好。钢的过量塑性变形会引起其晶格扭曲，降低钢的塑性和韧性，产生冷作硬化。因此GB150-1998中10.4.2.1中提出，“碳素钢、16MnR的厚度不小于圆筒内径Di的3%；其他低合金钢的厚度不小于圆筒内径Di的2.5%”时，应于成形后进行恢复材料性能的热处理。论文大全。即，对压力容器材料进行“以优代劣”可能会引发相应的热处理要求变化。

③压力容器用低合金钢虽然在强度性能指标上要优于碳素钢，在价格方面要高于碳素钢，但是其抗应力腐蚀性能却不如碳素钢好。材料代用时如果考虑不周将会给压力容器的使用带来安全隐患。在有应力腐蚀开裂倾向和湿H2S环境中的设备，随着压力容器用钢级别的提高，相应的对应力腐蚀开裂的敏感性加大，在这种情况下如国用16MnR等低合金钢代替20R、20g及Q235系列钢会更容易出现问题，原则上这类“以优代劣”是不允许的。

(2)材料性能对于某种材料而言，是确定不变的，是不以人们的意志为转移的。但是，在不同的情况下，人们对材料性能的需求是千变万化的，压力容器设计过程中的“选材”及必要时的“代材”应围绕着这些“需求”展开。论文大全。在材料代用问题上“优”“劣”判断，应具体问题具体分析。

①镇静钢虽然在价格和强度指标上要优于沸腾钢，但是，当用于制造搪玻璃容器时，沸腾钢的涂搪效果反而比镇静钢好。

②即使是所谓的“不锈钢”也有其耐腐蚀性能不如碳素钢和低合金钢的场合，如含Clˉ离子介质的工况。

③虽然16MnDR的低温性能要优于16MnR，价格也要高一些，但是其耐高温性能却不如16MnR，例如在设计温度300℃时，16MnDR的许用应力为131MPa而16MnR的许用应力为144MPa。所以在一些有高温的容器上，16MnDR效果反而不如16MNR。

④同样是不锈钢，其性能也大相径庭。如果对同一设备筒体不同部位选用不同材料的不锈钢，由于两种奥氏体不锈钢存在电位差，将造成电偶腐蚀，使设备使用寿命大大缩短。

⑤对于换热器管板来说，锻件的综合性能优于板材，所以一般采用锻件，但在某一厚度内（一般在60mm以下时）也可选用板材。如要求锻件代板材时，需要注意同一材质，同一厚度，同一设计温度下板材与锻件的许用应力是不同的。例如16Mn锻件，截面尺寸≤300mm，t≤100℃时[δ]t为150MPa；而16MnR板材，厚度为＞36~60mm，t≤100℃时[δ]t为157MPa。因此必须考虑代用材料是否满足原设计温度下许用应力的要求。

(3). 换热器壳体、换热管的材料代用涉及对其线胀系数的考虑。从降低温差应力的角度来看，如有可能的话，可以这样考虑换热器壳体材料与换热管材料的匹配关系：

①当管/壳程存在较大温差时，一般情况下管/壳程可选用线胀系数相差较大的材料，其原则为：当管子温升较大时，选材时应使管子材料的线胀系数小于壳程圆筒材料的线胀系数；当壳程圆筒温升较大时，选材应使壳程圆筒材料的线胀系数小于管子材料的线胀系数。

②当管/壳程存在较小的温差时，管/壳程可以选用相同的材料。

事实上线胀系数相差较大的材料往往是对铁素体材料与奥氏体材料之间比较而言，铁素体材料的线胀系数较低，奥氏体材料的线胀系数较高。论文大全。

(4). 超低碳不锈钢的价格和耐腐蚀性虽然优于普通不锈钢，但是其耐高温性却不如普通不锈钢。奥氏体不锈钢既是耐酸不锈钢，又是耐热不锈钢，碳在奥氏体不锈钢中具有两重性。从耐腐蚀性来说，需要降低含碳量；而从耐高温性能来说，则需要适当提高含碳量，后者往往容易被人忽视。

3.以厚代薄“以厚代薄”使壳体的受力由平面应力状态向平面应变状态转变，对容器的受力状态有害而无利。厚壁容器更容易产生三向拉应力的平面应变脆性断裂。

(1). 当对压力容器壳体中的个别部件“以厚代薄”（如加厚封头），会形成壳体的几何不连续，造成局部应力。这种不利影响对有应力腐蚀开裂倾向的容器和承受狡辩载荷的容器后果尤为严重。在JB/T4736-2002中所给出的补强圈最大厚度为30mm，此时，不允许以大于30mm的钢板制作补强圈，即不得“以厚代薄”

(2). 压力容器壳体整体上的“以厚代薄”会发生新的问题：

①原设计中选用的焊接要求、无损检测要求及热处理要求都有可能相应发生变化；

②壳体增厚，使压力容器的重量相应增加，可能使容器的制作和基础受力状况不佳；

③对于壳体兼做传热原件的压力容器，增加壳体厚度会降低传热效果；

(3). 换热器主要元件的“以厚代薄”会造成原本平衡的力系不平衡，此时，必须重新进行设计计算。

换热器管板强度计算是将管束当做弹性支撑，而管板则作为放置于这种弹性支撑基础上的圆平板。然后，根据载荷大小、管束的刚度及周边支撑情况来确定管板的弯曲应力。在管板计算中，按有温差的各种工况计算出的管板应力、壳体轴向应力、换热管轴向应力、换热管与管板之间的拉脱力，只要有一个不能满足强度要求，就需要设置膨胀节或采取其他相应措施。温差应力与元件的金属截面积成正比，换热管和壳体的“以厚代薄”将相应的增大温差应力，所以需要重新设计计算。

(4). 对于膨胀节、波纹管、挠性薄管板和薄管板等元件，原则性不应“以厚代薄”，因为随着元件厚度的增加，其刚性也相应增大，从而削弱了补偿变形效果。

【参考文献】

1.[1]TSGR0004-2009《.固定式压力容器安全技术监测规程》。》.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.

2.[2]TSGR0004-2009《.固定式压力容器安全技术监测规程》.释义 新华出版社.

3.[3]GB150-1998钢制压力容器.

4.[4]GB151-1999管壳式换热器.

5.[5]JB/T4736-2002补强圈.

6.[6]JB/T4746-2002钢制压力容器用封头.

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中图分类号： TH49 文献标识码： A 文章编号：

一.前言

化工事业的发展对我国的经济的发展起着举足轻重的作用，化工压力容器更是现阶段化工企业生存发展的重要的设备保证。然而，由于我国当前的压力容器某些方面的技术尚不成熟以及设计人员等的主观方面的问题，使得我国的压力容器的安全性能不高，为了经济建设的发展和人民生命财产安全，就必须加大化工压力容器的安全、可靠性能的研究，不断的推进化工压力容器的设计方式的改进，促进我国化工事业的发展。笔者结合多年的理论研究和实际工作经验，对化工压力容器的可靠性的设计提出自己见解。

二.化工压力容器的概述及可靠性设计原理简述

1.化工压力容器的概述

化工压力容器是指化学工业生产和试验装置中的承受压力的容器。按其外径与内径的比值K的大小而分为薄壁容器（K≤1.2）和厚壁容器（K＞1.2）。薄壁容器的受力可按二向（维）应力状态分析，厚壁容器因受力复杂，至少需按三向应力状态分析。按其承受压力的高低可分为低压容器（0.1≤p＜1.6MPa），中压容器（1.6≤p＜10MPa）、高压容器（10≤p＜100MPa）和超高压容器（≥100MPa）。按其工艺过程则可分为反应容器、换热容器、分离容器、贮运容器等。按其受压特点则可分为内压容器和外压容器。高压容器按其结构制造特点又可分为热套式、多层包扎式和绕带式压力容器。

2.可靠性设计原理简述

假定压力容器的应力s、强度r都为随机变量，服从正态分布，将应力与强度的分布密度分别记为f(s)与g(r)，均值分别为μs、μr，标准差分别为σs、σr。由应力一强度干涉模型(图1)。设计对象强度>应力的概率为：p(r―s>0)，即为可靠度，用R表示，，β是失效概率的函数，可从正态概率积分表中查得，β越大，结构越可靠。强度和应力之差y=r-s为可靠性随机变量，亦服从正态分布，由正态分布函数特征性知其均值、标准差、β值分别为

可靠性设计就是根据应力和强度的统计特征，使设计出的平均强度满足可靠性要求，即

三.化工压力容器的设计要求

1.保证完成工艺生产：化工压力容器必须能承担工艺过程所要求的压力、温度、介质及具备工艺生产所要求的规格（直径、长度、容积）和结构（开孔接管、密封等）。

2.生产时安全可靠：化工生产的物料往往具有强烈的腐蚀性、毒性、易燃易爆，工作时内部储存着一定的能量，一旦发生破坏，容器内部储存的能量将在极短的时间释放出来，具有极大的摧毁力,因而必须安全可靠。

3.预定的使用寿命：影响化工压力容器使用寿命的主要因素是化工介质的腐蚀，它会使容器壳体壁厚减薄、甚至烂穿，因此在设计容器时必须考虑附加腐蚀裕量来保证满足使用年限的要求。

4.制造、检验、安装、操作和维修方便：提出这一要求的目的，一方面是基于安全性的考虑，因为结构简单、易于制造和检验的设备，其质量就容易得到保证，即使存在某些超标缺陷也能够准确地发现，便于及时予以消除；另一方面，这样做的目的也是为了满足某些特殊的使用要求，如对于顶盖需要经常装拆的试验容器，要尽量采用快拆的密封结构，避免使用螺栓连接；又如对于有清洗、维修内件要求的容器，需设置必要的人孔或手孔。

四.压力容器的点蚀及控制

1.压力容器的点蚀基本特征：金属在介质中表面上个别点或微小区域内，出现蚀孔或麻点且随时间推移不断向纵深发展形成小孔状腐蚀坑。

2.发生条件：容器内具有易钝化的金属，存在侵蚀性阴离子（例如Cl-）与氧化剂。

3.设计中对压力容器点蚀的控制：针对点蚀腐蚀，一般来讲加缓蚀剂为重要控制手段。缓蚀剂可以是无机缓蚀剂也可是有机缓蚀剂，可依据实际设计需要选取合适的缓蚀剂。选取含Cr、Mo、N元素的材料可有效提高抗点蚀能力。

五.压力容器的晶间腐蚀和控制

主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在而产生。

1.晶间腐蚀的特性：晶粒和晶界区的组织不同决定了其电化学性质不同，适当的环境下晶粒和晶界的差异才能显露出来。

2.控制措施：一是采取用超低碳钢，降低N、C、P等含量；二是添加少量稳定化元素Ti或Nb。

六.压力容器的应力腐蚀（SCC）及其控制

1.SCC的基本特征研：研究SCC的特征可以从宏观和微观两个方向分别入手。

一是宏观特征：SCC基本无可塑性变形；腐蚀部位具有局限性，并呈树枝状裂纹；主裂纹与导致裂纹的拉应力方向呈垂直状态；应力大小可影响裂纹和断口形态。二是微观特征：形式多样，可有穿晶、沿晶或混合型；其一般是由表面向内部逐步发展；腐蚀断面可有多种花纹。

2.SCC产生条件：一是SCC的产生必须具备一定拉应力。此拉应力主要来源于容器组装时期残留的拉应力，容器工作时所承受的热应力和工作应力，以及腐蚀发生后腐蚀产物膨胀所产生的应力。二是SCC的产生必须要有特定的介质。一些介质可以引起金属产生应力腐蚀断裂。介质条件可以随局部未知的浓缩变化而变化。三是不同材质的金属，对腐蚀的敏感性不同。一般情况下，纯金属材料比合金材料发生SCC的概率更小，不同组织具有不同敏感性，铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢不易“氯脆”。

3.设计中对SCC的控制：一是碱脆及其控制。锅炉钢易发生碱脆，在设计中可选用适当的碳钢，如宜用含C约0.20%的镇静钢，资料显示加入Al、Ti（0.2～0.7%）、Cr、稀土（

七.预防压力容器破裂问题的技术探讨

化学压力容器的破裂形式主要有五种，即：1.韧性破裂2.脆性破坏3.疲劳破坏4.腐蚀破裂5.蠕变破坏。现根据五种化学压力容器的破裂形式，有针对性的提出解决措施。

1.韧性破裂预防措施

韧性破坏的产生主要是由于材料所受应力过大，超过了容器的极限强度，因此在设计生产容器时，要确保所用材料具有足够厚度和强度，以满足实际工作需要、同时严格按照容器的工作参数进行操作，避免容器超工作参数运行情况的发生，同时应注重日常养护维修工作，保证容器各监测仪器的灵敏可靠度，使其真正发挥险前预警作用，同时若发现容器有明显塑性变形的情况下，应立即停止使用。

2.脆性破裂的预防措施

容器发生脆性破坏主要是由于材料的韧性太低造成的。因此在设计时应选用韧性良好的材料、同时制造焊接时应严格执行NB-T47015-2011《压力容器焊接规程》，尽量消除容器内部缺陷的产生。在实际使用中要加强监测，发现问题及时消除。

3.疲劳破裂的预防措施

疲劳破裂的产生是由于长期受到重复应力的作用，使得应力集中，在薄弱面产生裂缝引起的。因此在实际使用中应避免不必要的加压和卸载操作、同时在设计制造时要保证质量，使其能够发挥应有的功能。

4.腐蚀破裂预防措施

造成腐蚀破裂的原因是由于腐蚀介质与容器器壁接触发生反应，因此在实际使用中可以采取措施，避免介质与承压部件的接触，同时加强日常防护，将隐患消除与萌芽之中。

5.蠕变破裂的预防措施

蠕变破裂通常是在高温与应力共同作用的结果。在设计时要选择合适的材料，设计合理受力结构，满足高温与应力作用的要求、同时在使用中应尽量避免容器局部产生高温、同时经常养护维修，防止蠕变破裂事故的发生。

八.结束语

加强化工压力容器可靠性的设计具有重要的意义，它关系到我国经济的发展、化工科学的进步、化工企业的生存发展以及人民生命财产的安全。当前我国的化工压力容器的安全可靠性能还比较低，当然这是各种因素综合作用的结果，作为一名化工设计人员，我们有责任也有义务通过自己的努力，采取各种措施来加强化工容器的安全。

参考文献：

[1]魏安安，裴峻峰，刘雪东.我国在用化工容器安全现状及延寿技术进展[J].化工机械.2005：32（6）：323

[2]陈风棉.压力容器安全技术[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3]郑丽华郝俊文陈珏化工设备机械工学课程设计的改革与探索(被引用2次)[期刊论文]《化工高等教育》-2005年3期

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中图分类号：X928.3文献标识码：A

1含缺陷压力容器应力分析

压力容器是工业生产中常用的设备，但是由于受到使用环境的影响，不可避免的会产生一些裂纹或者不同程度的缺陷，带着这些缺陷长期在恶劣的工作条件下使用就非常容易产生破坏性的安全事故，所以需要进行必要的应力分析以及安全性评价。在含缺陷压力容器的应力分析中，主要是研究应力沿容器壁的分布规律以及大小，即均匀分布、线性分布以及非线性分布，并且通过实验得到含缺陷压力容器的一次膜应力、一次弯曲应力以及二次应力和由局部或者总体不连续性或者错边造成的一次应力的放大倍数等相关数据资料，然后利用应力分析软件输入这些数据资料对含缺陷压力容器进行应力分析。

含缺陷压力容器通过建立有限元模型，定义材料的属性以及约束条件，并且施加载荷求解，最后对数据进行处理得到压力容器的应力分析结果。用数值模拟的方法进行含缺陷压力容器应力参数的计算，还需要输入材料的结构关系、弹性模量以及泊松比等参数，此外还应该考虑各种可能的荷载，并根据具体失效模式的安全评价需要以及相应的评价方法，采用成熟、可靠的方法计算含缺陷压力容器应力分析中所需的参数。

2含缺陷压力容器安全性评价

含缺陷压力容器安全性评价所需要的基础数据包括缺陷的类型、尺寸以及位置、结构和焊缝的几何形状和尺寸；材料的化学成分、力学和断裂韧度性能数据，由载荷引起的应力以及残余应力。其中超标缺陷是指超过压力容器制造或者验收标准及其法规、规章所规定的允许尺寸的缺陷。含缺陷压力容器的安全评价要根据国家颁布的《在用含缺陷压力容器安全评定》，依据合乎使用，最弱环的原则，用更加客观、科学的方法判断在用含缺陷压力容器在规定的使用工况条件下能否继续安全使用。在采用《在用含缺陷压力容器安全评定》进行含缺陷压力容器安全性评价除了应该遵循相应的规定外，还应该遵守国家有关部门颁布的相关法律法规和规章制度。以下就从含缺陷压力容器的断裂失效、塑性失效以及疲劳失效三个方面分析安全评价的方法：

2.1断裂失效评价

含缺陷压力容器断裂评定是只采用断裂力学分析的方法，评价含缺陷压力容器和结构能否排除断裂失效的安全评定。进行断裂失效评价主要包括平面缺陷、非平面缺陷以及形状缺陷这三大类型。在具体评价时，按照《在用含缺陷压力容器安全评定》中的有关规定对实测的平面缺陷进行规则化表征处理，将缺陷表征为规则的裂纹状表面缺陷、埋藏缺陷或者穿透缺陷，表征后含缺陷压力容器的裂纹形状为椭圆形、圆形、半椭圆形或者矩形。表征裂纹尺寸应该根据具体缺陷情况向缺陷外接矩形之高和长来确定。对于穿透裂纹其长度为半长，二维缺陷为椭圆化后短轴长度的一半，即表面裂纹的深度、埋藏裂纹自身高度的一半或者角裂纹沿接管壁的深度，缺陷外接矩形之长边应该与邻近的壳体表面平行。

2.2塑性失效评价

含缺陷压力容器塑性失效评定是指采用塑性极限分析的方法，即使用塑性极限载荷以及塑性屈服载荷来评价含缺陷压力容器和结构能否排除塑性失效的安全评定。其中含缺陷压力容器的塑性极限载荷是按照理想塑性对材料进行假设，以实际材料的屈服强度和抗拉强度的平均值作为材料的流变应力进行计算，所得到的结果即为含缺陷压力容器所能承受的最大载荷。塑性屈服载荷同样是按照理想塑性对材料进行假设，以实际材料屈服强度进行计算，所得到的结果即为含缺陷压力容器所能承受的最大载荷。

2.3疲劳失效评价

含缺陷压力容器疲劳失效评定是指评价含缺陷压力容器和结构在预期疲劳载荷的作用下，在所要求的继续使用期内能否排除疲劳失效的安全评定。含缺陷压力容器的疲劳评价，首先依据疲劳裂纹扩展速率与裂纹尖端应力强度因子变化幅度的关系，确定在规定的循环周期内疲劳裂纹的扩展量和最终尺寸，然后根据所给出的判别条件和方法，来判断该平面缺陷是否会发生疲劳裂纹。含缺陷压力容器的缺陷疲劳评价的具体步骤包括缺陷的表征、应力变化范围的确定，材料性能数据的确定、疲劳裂纹的计算，免于疲劳评定的判别、疲劳裂纹扩展量的计算、允许裂纹尺寸的计算和安全性评价。

含缺陷压力容器在安全性评价完成以后，相关的评价单位应该依据国家颁布的法律法规以及《在用含缺陷压力容器安全评定》中的有关规定，及时整理出一套系统完备的安全性评价报告，在报告中要有含缺陷压力容器的设计、制造、安装以及使用等基本情况以及缺陷检验数据、应力状况、测试分析结果，并且要明确指出含缺陷压力容器的评价结论以及后续使用过程中的注意事项。含缺陷压力容器安全性评价方法的选择应该以避免在规定工况下安全评价期内发生各种失效模式而导致事故的可能为原则，并且每一种评价方法只能针对相应的失效模式进行评价。总之只有对各种可能引起含缺陷压力容器失效的模式进行科学合理判断或者评价以后，才能判断含缺陷压力容器在规定的使用工况条件下能否继续安全使用。

3结束语

综上所述，含缺陷压力容器应力分析及安全性评价关系到设备在工业生产的安全和质量。对于出现裂纹和缺陷的压力容器需要根据同类型的压力容器或者机构的应力分析以及安全性评价的标准和经验来判断其失效模式。评价的含缺陷压力容器或者结构的主体结构和检验资料、使用工况以及对缺陷的理论检验和物理诊断结果，并且对可能存在的腐蚀条件、应力分析、高温环境等情况对含缺陷压力容器带来的影响进行综合评定，更加客观的确定含缺陷压力容器在规定的使用工况条件下能否继续安全使用。

参考文献：

[1]杨德生；缪正华；赵国臣.应力线性化原理在压力容器分析设计中的应用[J].化工装备技术，2010.

[2]励柳波.声发射技术在压力容器定期检验中的应用[J].化工装备技术，2010.