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1、第一篇过程装备的检测,一、过程装备的检测 1 定义：是指对装备（包括锅炉、压力容器、机器的重要零部件）的原材料、设计、制造、安装、运行、维修等各个环节的检验、测量、试验、监督。 2 目的：依据相关法规，经过专职检验人员的判定，查出缺陷，进行必要的修理或更换部件，以提前消除上述各个环节中出现的影响安全的因素，从而保证装备的安全。 3 常用方法：宏观检验、理化检验和无损检测。,第一篇过程装备的检测,4 主要对象：装备的常见缺陷 压力容器的腐蚀缺陷：压力容器与腐蚀介质接触，或与潮湿环境的空气接触发生腐蚀，从而产生腐蚀缺陷。在压力容器失效事故中，与腐蚀有关的事故要占60以上。 根据腐蚀破坏的形态可以把
2、腐蚀缺陷分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类,第一篇过程装备的检测,(1) 全面腐蚀 又称均匀腐蚀，是指整个金属表面均匀地受到腐蚀破坏。 (2) 局部腐蚀 又称非均匀腐蚀，是指腐蚀作用仅在金属构件的局部发生，使金属在小范围内受到破坏。 下面就主要介绍常见局部腐蚀缺陷的特点、产生的原因及其危害。,第一篇过程装备的检测,a 孔蚀 状态：表面的局部腐蚀，如蝶形浅孔、麻坑表面等。 成因：大多数孔蚀都和卤素元素的离子有关，影响最大的是卤化物、溴化物和次氯酸盐。其中最常见的是含氯离子所引起的孔蚀。通常是在静滞条件下发生的（例如储罐内部或积存溶液的管道或者容器底部常可见孔蚀），其常沿着重力作用方向发展。 预防：普通
3、钢比不锈钢耐孔蚀的能力强些，经过敏化温度区（450850）的不锈钢更容易发生孔蚀，不锈钢通常采用固溶化处理增强耐孔蚀的能力。,第一篇过程装备的检测,b 缝隙腐蚀 定义:也是一种介质在静滞条件下发生的电化学腐蚀 ，常发生在结构中具有狭窄的缝隙， 特征：不仅有孔蚀，而且有沟或缝，在应力作用下还会导致腐蚀开裂。 在缝隙中有尘埃、砂、腐蚀产物或其它固态物质使介质滞留或静止都极易引起腐蚀。 缝隙腐蚀常出现在法兰端面、垫片压紧面、搭接缝处以及螺帽和铆钉帽下的接触面等处，而其中不锈钢对缝隙腐蚀尤为敏感。 预防:许多介质可以引起缝隙腐蚀，其中以氯离子造成缝隙腐蚀的情况最为严重。,在盐水中使用的一个扁平式热交换
4、器内的垫圈底部的缝隙腐蚀,第一篇过程装备的检测,c 晶间腐蚀 晶间腐蚀是在不锈钢中常见的一种局部腐蚀。一般发生在晶界和晶界附近。随着晶界金属的溶解破坏腐蚀沿晶界迅速地向金属基体的内部推进，晶间腐蚀最终将破坏晶粒间的结合力，甚至使晶粒脱落。它使金属脆化、强度降低。然而发生晶间腐蚀的金属其均匀腐蚀极小，金属总失重也很微小，外观几乎看不出严重腐蚀的迹象，因此晶间腐蚀造成的事故突然，危害很大。 晶间腐蚀介质：主要是酸性介质,如:工业醋酸、甲酸、铬酸、乳酸、草酸、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、氨基甲铵等 机理：一般用贫铬理论来说明晶间腐蚀的机理，即认为常温下碳只能少量地溶于奥氏体固溶体中（约0.02%0.0
5、3%），而实际含量为0.1%。,第一篇过程装备的检测,当不锈钢由高温缓慢冷却或处在敏化温度范围内(450850)时，奥氏体中过饱和碳将和铬化合成特种 碳化物Cr23C6沿晶界析出，从而在 晶界附近形成了贫铬带。不锈钢具 有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质 量分数必须大于12%，从而晶界成 为电化学腐蚀的阳极，在腐蚀过程 中受到破坏。 由于焊接热循环的作用，不锈钢 制压力容器在焊接成形的过程中，焊缝附近材料必然有一段时间处于敏化的温度区内，发生晶间腐蚀的部位常是热影响区中稍离开焊缝的母材上的一条带状区域，在压力容器检验中应予以重点检查。 预防：将在奥氏体不锈钢焊接中讲,第一篇过程装备的检测,d 应力
6、腐蚀开裂 定义：在腐蚀与静态拉伸应力共同作用下，构件中的裂纹发生扩展，即称为应力腐蚀开裂(SCC)或应力腐蚀。 机理：发生应力腐蚀开裂的应力可能是工作应力，也可能是残余应力或热应力，其裂纹或许是腐蚀发生前固有的，也或许是在腐蚀过程中产生的。应力腐蚀开裂的裂纹走向大体与最大拉应力方向垂直。在裂纹扩展时，应力并不增加，几乎不发生明显的塑性变形，这时的断裂可能是解理性的脆断，或者剪切型韧性断裂。因此应力腐蚀造成的事故突然，危害很大。据统计，压力容器破坏事故中，应力腐蚀造成的事故占40以上。 预防：在制造工艺上要尽量避免产生装配应力或焊接残余应力，焊后要作退火处理； 在压力容器与腐蚀介质接触面要涂以防
7、腐层以有效避免应力腐蚀；,第一篇过程装备的检测,第一篇过程装备的检测,此外对不同的介质还需采用不同的预防应力腐蚀的措施。例如以原油、天然气和煤为原料的工业，硫化氢的应力腐蚀相当普遍，一方面降低硫化氢的含量，另一方面温度20时刚才对硫化氢腐蚀最敏感，减低或者提高设计温度来减轻腐蚀。对液氨贮罐，尽可能保持较低的工作温度或低温贮存能有效地减轻应力腐蚀，在液氨中加入0.10.2的水亦可减缓液氨的应力腐蚀。 d 腐蚀疲劳 在腐蚀和交变应力共同作用下构件的裂纹疲劳扩展则称为腐蚀疲劳。腐蚀疲劳断口和疲劳破坏的断口相似，都有一个裂纹疲劳扩展区和最后断裂区。但腐蚀疲劳的裂纹扩展区有腐蚀产物存在，而常规疲劳则没有
8、。 腐蚀疲劳裂纹常出现在压力容器的高应力区内，特别是应力集中部位。,蒸汽发电机中经常可以看见由腐蚀疲劳造成的水壁损坏,安全阀弹簧腐蚀疲劳断裂,第一篇过程装备的检测,二 装备制造的定期检测 对压力容器的定期检测根据其检测项目、范围和期限分为外部检测、内外部检测和全面检测。 1、外部检测 可以在装备运行中进行。 （1）目的 及时发现外部或操作工艺方面存在的不安全问题， （2）检测周期：一般每年不少于一次。铁路液化气槽车每次充装前应检查一次。,第一篇过程装备的检测,（3）检测项目 至少包括如下诸方面： 容器外壁的防腐层、保温层是否完整无损。 容器上有无锈蚀、变形及其他外伤。 容器上的所有焊缝、法兰及
9、其他可拆连接处和保温层有无泄漏。 容器是否按规定装设了安全装置，其选用、装设是否符合要求，维护是否良好， 是否超过了规定的使用期限。 容器及其连接管道的支承是否适当，有无倾斜下沉、振动、摩擦以及不能自由胀缩等不良情况。 容器的操作压力、操作温度是否在设计规定的范围内，工作介质是否符合设计的规定。,第一篇过程装备的检测,2 内外部检测 容器的内外部检测在容器停止运行的条件下进行。 （1） 检测的目的： 尽早发现容器内、外部所存在的缺陷(包括新产生和原始缺陷的发展情况)，确定容器能否继续进行或保证安全运行所必须采取的适当措施。 （2）检测周期： 容器内外部检测每三年至少进行一次。 液化气槽车首检期
10、不得超过一年。,第一篇过程装备的检测,工作介质对器壁有腐蚀性而且按腐蚀速度控制使用寿命的容器，内外部检测的间隔期限不应该超过容器剩余寿命的一半。 凡有下列情况之一者，首次内外部检验一般不得超过两年： 采用新材料、新结构、新工艺和无使用经验的压力容器； 材料的屈服强度级别大于或等于350MPa的压力容器； 盛装易燃、毒性为高度或极度危害介质，低温及高压的压力容器； 承受交变载荷的压力容器； 经多次返修或改变使用工况的压力容器，或者用户要求进行检验的压力容器。,第一篇过程装备的检测,（3）检测项目 至少包括如下内容。 外部检测的全部项目。 容器内壁的防护层(如涂层、镀层、堆焊层、衬里等)是否完好，
11、有无损坏迹象。 容器内壁是否存在腐蚀、磨损以及裂纹等缺陷，缺陷要进行测量大小并分析其严重程度、产生原因，确定对缺陷的处理方法等。 容器有无宏观局部变形或整体变形，测定变形程度。 容器在操作压力和操作温度下若工作介质对容器壁的腐蚀有可能引起金属材料组织的破坏(如脱碳、晶间腐蚀)，则应对器壁进行金相检验、化学成分分析和表面硬度的测定。,第一篇过程装备的检测,（4）容器检验的结论 可以分为：按原设计工艺条件继续使用；采取适当的措施继续使 用；不能继续使用(判废)。 对检测出缺陷的容器，除判废者外，可以根据使用条件和缺陷的具体情况(缺陷性质、严重程度等)分别采取以下措施继续使用。 消除所发现的缺陷或对
12、有缺陷的部位进行修补，重新检查不再发现缺陷。 改变容器原有的操作工艺条件，如降低使用压力，调整使用温度等。 采取特殊的监护措施，如设置声发射仪器监护等。 缩短检测周期，注明下次检验日期。,第一篇过程装备的检测,3 全面检测 容器进行全面检测以确定其能否在设计要求的工艺条件下继续安全运行。 （1）全面检测的期限需根据具体情况而定，工作介质无明显腐蚀性的容器，至少每六年进 行一次。 （2）容器的全面检测内容： 内外部检测的全部项目。 宏观检测发现焊接质量不良的容器，对焊缝做射线或超声波探伤抽查。 高压容器主螺栓(端盖与法兰的连接螺栓)全部进行表面探伤。 对容器进行耐压试验。 经全面检测的容器应由检
13、测人员做好详细记录，并根据检测情况做出检测结论、存档，每十年至少一次。,B1耐压试验： 耐压试验即通常所说的液压试验和气压试验。是一种验证性试验，用于压力容器的制造、安装、运行、定期检验修理、改造等各个环节。 压力容器的耐压试验是用水或其它适宜的液体、气体作为加压介质，在容器内施加比它的最高使用压力还要高的试验压力，并检查容器在试验压力下是否有渗漏、明显的塑性变形或其他缺陷。,相关知识压力试验,B1.1、目的和作用 目的： （1）通过检验受压元件在超负荷条件下的结构强度，观察承压部件有无明显变形和破裂，检验承压部件的强度，来验证压力容器是否具有设计压力下安全运行必须的承压能力，以便在压力容器投
14、运之前及时发现材料结构和制造工艺中存在的缺陷和问题。 （2）通过观察焊缝、法兰等连接处有无泄漏，来检验锅炉压力容器的严密性或发现容器潜在的局部缺陷。 （3）耐压试验还可以对微小裂纹的扩展能起到钝化作用。 （4）耐压试验可以消除焊缝的残余应力。经试验，耐压试验可以消除焊缝残余应力的2040。,相关知识压力试验,B1.2 试验介质 压力容器的耐压试验时，在一般情况下加压介质只能用水或其他适宜的液体，要求介质具有挥发性小、易流动、不燃和无毒等特性。而不用气体。因为耐压试验主要是检验强度，试验时应考虑容器在试验时有破裂的可能性，由于气体爆破时的能量比液体大数百倍甚至上万倍，故较少采用。 常温下有压力的
15、水在容器破裂时的容积膨胀倍数： n=V1/V2 V1水在容器破裂后的比容，m3/kg V2水在试验压力下的比容，m3/kg 常温下压缩气体的膨胀倍数： n=P1/k P容器破裂前的内压力（绝压） K气体绝热常数，对于空气k=1.4,B1.3 液压试验 B1.3.1 液体介质温度 试验温度的确定考虑以下两个因素： （1）碳素钢和普通低合金等珠光体型钢中存在一个无延性转变温度，低于该温度以下材料韧性急剧下降低应力脆性破坏。高温容器更应该注意该类破坏。 （2）试验温度过高过低影响观察。 因此按照容规和GB150规定，碳素钢、16MnR、和正火15MnVR在液压试验时液体温度不低于5；其他低合金钢制压
16、力容器，液体温度不低于15。 奥氏体不锈钢容器水压试验水的氯离子含量：不超过 25mg/L。,B1.3.2试验压力 在常温下使用的钢制和有色金属制的固定式压力容器，耐压试验的试验压力为设计压力的1.25倍。设计压力小于400KPa的容器，试验压力比设计压力高100KPa。 即：PT=1.25*P*/t和P0.1中的较大值。 工作温度高于200的钢制容器，试验压力应等于常温容器的试验压力除以容器材料在设计温度下的应力降低系数。 即：PT=1.25*P*/t 带夹套容器和立式容器。,B1.3.2压力容器耐压试验的试验程序： (1)试验前，应先将容器内部的残留物清除干净，对容器进行内外部检查。各连接部件的坚固螺栓必须装配齐全，并将两个量程、经过校正的压力表装在试验装置上便于观察的地方。 (2)试验现场应有可靠的安全防护装置。停止与试验无关的
