论文部分内容阅读
摘要：压力容器是国民经济和人民群众物质生活的重要基础设施，广泛应用于石油、化工、电力、机械、交通运输、国防等领域。作为特种承压设备，它又具有潜在的危险性，因此比一般机械设备有更高的安全要求。本文对于压力容器常见检验问题和方法选择进行了分析，并提出了相应的解决措施。
关键词：压力容器；检验问题；方法选择
中图分类号： C35 文献标识码： A
引言
为了保证压力容器质量，需要从压力容器的材质开始，对压力容器的整个生产过程进行质量控制。压力容器主要由金属板材、管材、棒材、铸件和锻件等组成，这些材料和压力容器焊后都需要进行有效的质量检验。压力容器检验人员，应认真贯彻执行国家相关法律、法规、部门规章和安全技术规范及标准，系统掌握检验知识和检验方法，对压力容器检验中出现的问题及时归纳总结，以促进检验水平的提升，确保压力容器安全。
一、压力容器检验中常见问题
1、封头的无损检测及监检问题
封头是压力容器重要的受压元件，其质量直接关系到压力容器的安全性。在压力容器制造监督检验过程中，常发现封头方面的问题。例如，容器制造厂外购的成形封头，多台封头用一份封头监检证，不能确定所使用的封头是否是监检证上对应的产品；封头拼接焊缝无损探伤是由封头成形单位还是由压力容器制造单位进行；封头厚度不符合规定等问题。
2、奥氏体不锈钢磁性问题
奥氏体不锈钢是非磁性的，然而在实际压力容器产品中，有时奥氏体不锈钢显示“磁性”。例如监督检验中发现，采用同一批号的奥氏体不锈钢板制造压力容器，封头呈现磁性而筒体无磁性。为什么奥氏体不锈钢会呈现磁性？原因大致有以下几点：（1）残余铁素体的影响。奥氏体不锈钢钢液在凝固时，析出的α初晶中含Cr高、含Ni低，扩散不充分，α铁不能全部转变为γ铁，使部分α铁残留在凝固的钢锭中。α铁素体具有铁磁性。不锈钢经机加工和热处理能促使α铁扩散，使α铁全部转变为γ铁。但当加工变形量没有达到应有的程度时也会残留α铁，显示出磁性。（2）加工过程中奥氏体向马氏体相变。封头制造时，冷旋加工过程中由于晶格变形造成亚稳定状态的奥氏体产生相变，转变成马氏体。奥氏体的稳定性是由其成分决定的，稳定的奥氏体不锈钢没有铁磁性。8Cr-8Ni型奥氏体不锈钢的γ相是不稳定的，在Ms以上的温度时可以因形变而转变成具有体心立方的马氏体。马氏体具有强磁性，若发生奥氏体向马氏体的相变，则奥氏体就会呈现磁性。
3、焊缝与焊接接头、焊脚尺寸与焊缝厚度的区别
焊缝和焊接接头是压力容器制造、检验中常见的两个名词，检验员应准确地掌握，千万不能犯概念性错误。焊缝是指焊件经焊接后所形成的结合部分，主要形式有对接焊缝、角焊缝、端接焊缝、塞焊缝、槽焊缝等。压力容器中常见的焊缝是对接焊缝和角焊缝。而焊接接头则是指由两个或两个以上零件焊合的接点，是由焊缝、熔合区、热影响区及其相邻的母材组成。
所以“焊缝”是“焊接接头”的一部分。采用RT检测焊接接头质量，检测范围应包括焊缝、熔合区、热影响区甚至部分母材。焊接接头主要起连接和传力的作用。根据接头的构造形式不同，焊接接头可分为对接接头、T型（十字）接头、搭接接头、角接接头和端接接头等类型。
对接接头是指焊件两端面相对平行的接头，这种接头从力学角度看是较理想的接头形式，受力状况较好，应力集中较小，能承受较大的静载荷或动载荷。T型接头是焊接端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头。角接接头是两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，这种接头承载能力较差。搭接接头是两部分重叠构成的接头，常用于被焊结构狭小处及密闭的焊接结构。从检验角度来看，焊接接头任何部位的性能都是同等重要的，其中薄弱环节尤其是关注的重点。
4、材料标记和标记移植问题
材料标记和标记移植是个老生常谈的问题，虽然已引起容器制造厂的注意并已逐步规范，但还是存在一些问题。例如移植的标记钢印打得太深，产品完工后再补钢印等。材料标记移植的目的是使用于受压元件的材料有可追溯性。容器制造单位应在质量体系文件中具体规定标记的编制方法和要求，最好对标记在产品上的那些固定位置也做出相应的规定，便于查找。有的制造单位将同一规格但不同制造标准号的焊接材料编为同一个标记号，这是不正确的。有耐腐蚀要求的不锈钢以及复合钢板，不得在耐腐蚀面采用硬印标记，低温容器受压元件不得采用硬印标记，可以在产品上用颜料标记，并绘制标记位置图。
二、压力容器的检验内容与方法
1、压力容器的外部检验
此种检验方法主要针对的是外部检验，检验的内容包括：压力容器的外部是否出现过热、裂缝、变形等问题；负责其安全的其他附件是否灵敏、可靠、完整；固定的螺栓是否完好、紧密；整体上检验主要查验对象是压力容器及相应的安全措施是否可靠完整。
2、压力容器主体检验
此项检验的目的是对容器的内外表面进行仔细检查。针对的是压力容器内部检验，内容包括内外表面是否出现磨损锈蚀；通过设备检验焊缝、应力集中、封口过渡部位有无裂缝，可以采用无损设备对其进行检验，以此检测内部的质量变化；在测量容器壁厚时，如果壁厚小于设计要求的最小壁厚就必须再次进行厚度检验；针对高压及超高压的锅炉容器还要对紧要部分的螺栓进行查验，对于缺陷部分进行改进，并再次进行复查。
3、水压试验检验
压力容器的检验方法除了常规检查外，还可通过耐压试验的方法进行检验。从检验的技术方法上来看，水压试验主要是针对容器的焊接质量进行检验，是一种无损检测。通常在实际生产活动中，如果压力不高或是普通介质容器，若没有明显缺陷，并使用了一段时间的设备，通常不用进行无损检验。
三、超声波检测技术在压力容器检测中的应用
1、超声波检测技术
超声检测技术主要用于锻件、铸件和焊缝检验，能够对工件内部存在的小的裂纹、夹渣、缩孔、未焊透等缺陷进行有效检测。超声探伤对工件有着一定的要求，形状要相对简单，并且表面有着足够的光洁度。超声波除了能够用于探伤，还能够测量材料的厚度，可以测量化工管道、船体钢板等易腐蚀物件厚度。超声检测相比于其他无损检测方法有着独特之处。超声波有着很强的穿透力，在钢中的有效检测深度能够达到1m以上，能够有效检测工件中的裂纹、夹层等缺陷，但是超声波检测对工件的形状和表面状态有着很高要求，一些存在粗晶粒的铸件和焊缝容易出现杂乱的反射波，影响检测精度。
2、超声检测技术在压力容器中的应用
压力容器是承载一定压力的密闭设备，对焊接质量和材料的性质要求很高，需要采取一定的质量检验技术，保证压力容器的制造质量。
2.1压力容器板材超声检测
板材是制作压力容器壳体的材料，厚度通常在6mm-250mm之间，常见板厚在8mm-40mm之间。钢板制造厂通常使用超声局部水浸法进行检测，压力容器往往使用接触法进行检验，通常压力容器制造无需再进行板材检测，除非出现鼓包等特殊情况。薄板的超声检测需要使用板波进行，6-20mm板厚超声检测使用双晶直探头，选择5MHz效果较好，晶片面积要在150mm2以上。厚度在20mm以上的钢板使用2.5MHz的单晶直探头。
2.2钢制压力容器对接焊缝超声检测
压力容器焊缝超声检测方法符合在制时的要求，需要对缺陷进行定位、定量和定性分析。有些检测人员对Ⅰ区缺陷不够重视，但实际上Ⅰ区缺陷是存在一定危害性的。受到方向的影响，反射波幅就在Ⅰ区，对Ⅰ区的裂纹因而也需要进行全面评估，尽可能使用一次波，控制探头前沿不能过大。
2.3高压螺栓超声检测
高压螺栓或者螺柱清洗比較困难，使用磁粉探伤方法检测效果不理想，使用超声检测能够获得较好的检测精确度。在进行高压螺栓检测时不能忽略螺纹根部的裂纹。螺栓以及螺柱的端部使用纵波探头进行纵波斜入射检测。螺栓或者螺柱无螺纹位置使用K=1.5-2.5，频率2.5MHz横波探头轴向检测。纵波斜入射检测和横波轴线检测对比需要使用规格相近的螺栓或者螺柱制作，人工缺陷反射体在最大探测声程处应该垂直于螺栓或者螺柱轴线。
2.4缺陷类型识别
目前的压力容器探伤把缺陷分成点状、线状、平面状和体积状四类。点状缺陷主要为气孔和小夹渣，线状缺陷是线状夹渣、未焊透和未熔合。平面缺陷有着长度和高度，包括裂纹、面状未熔合、面状未焊透。大的夹渣有高度、宽度和长度，是体积状缺陷，而密集的气孔和网状裂纹等超声检测方法不能对其进行定量定性研究，定义为多重缺陷。
结束语
近年来，锅炉压力容器安全事故频繁发生，给人民生命财产安全和社会稳定带来极大的挑战，锅炉、压力容器等特种设备的监督检验和定期检验以及检验方法的合理选择就显得非常重要。
结束语
[1]吕锡志.浅析压力容器检验工作中的事故预防策略[J].中国科技纵横,2011(7)：125.
[2]徐智明.压力容器检修中存在的危险性及预防措施[J].中国西部科
技,2008,7(4):85.
[3]黄新罡.大型压力容器检验研究分析[J].知识经济，2011（23）：118
关键词：压力容器；检验问题；方法选择
中图分类号： C35 文献标识码： A
引言
为了保证压力容器质量，需要从压力容器的材质开始，对压力容器的整个生产过程进行质量控制。压力容器主要由金属板材、管材、棒材、铸件和锻件等组成，这些材料和压力容器焊后都需要进行有效的质量检验。压力容器检验人员，应认真贯彻执行国家相关法律、法规、部门规章和安全技术规范及标准，系统掌握检验知识和检验方法，对压力容器检验中出现的问题及时归纳总结，以促进检验水平的提升，确保压力容器安全。
一、压力容器检验中常见问题
1、封头的无损检测及监检问题
封头是压力容器重要的受压元件，其质量直接关系到压力容器的安全性。在压力容器制造监督检验过程中，常发现封头方面的问题。例如，容器制造厂外购的成形封头，多台封头用一份封头监检证，不能确定所使用的封头是否是监检证上对应的产品；封头拼接焊缝无损探伤是由封头成形单位还是由压力容器制造单位进行；封头厚度不符合规定等问题。
2、奥氏体不锈钢磁性问题
奥氏体不锈钢是非磁性的，然而在实际压力容器产品中，有时奥氏体不锈钢显示“磁性”。例如监督检验中发现，采用同一批号的奥氏体不锈钢板制造压力容器，封头呈现磁性而筒体无磁性。为什么奥氏体不锈钢会呈现磁性？原因大致有以下几点：（1）残余铁素体的影响。奥氏体不锈钢钢液在凝固时，析出的α初晶中含Cr高、含Ni低，扩散不充分，α铁不能全部转变为γ铁，使部分α铁残留在凝固的钢锭中。α铁素体具有铁磁性。不锈钢经机加工和热处理能促使α铁扩散，使α铁全部转变为γ铁。但当加工变形量没有达到应有的程度时也会残留α铁，显示出磁性。（2）加工过程中奥氏体向马氏体相变。封头制造时，冷旋加工过程中由于晶格变形造成亚稳定状态的奥氏体产生相变，转变成马氏体。奥氏体的稳定性是由其成分决定的，稳定的奥氏体不锈钢没有铁磁性。8Cr-8Ni型奥氏体不锈钢的γ相是不稳定的，在Ms以上的温度时可以因形变而转变成具有体心立方的马氏体。马氏体具有强磁性，若发生奥氏体向马氏体的相变，则奥氏体就会呈现磁性。
3、焊缝与焊接接头、焊脚尺寸与焊缝厚度的区别
焊缝和焊接接头是压力容器制造、检验中常见的两个名词，检验员应准确地掌握，千万不能犯概念性错误。焊缝是指焊件经焊接后所形成的结合部分，主要形式有对接焊缝、角焊缝、端接焊缝、塞焊缝、槽焊缝等。压力容器中常见的焊缝是对接焊缝和角焊缝。而焊接接头则是指由两个或两个以上零件焊合的接点，是由焊缝、熔合区、热影响区及其相邻的母材组成。
所以“焊缝”是“焊接接头”的一部分。采用RT检测焊接接头质量，检测范围应包括焊缝、熔合区、热影响区甚至部分母材。焊接接头主要起连接和传力的作用。根据接头的构造形式不同，焊接接头可分为对接接头、T型（十字）接头、搭接接头、角接接头和端接接头等类型。
对接接头是指焊件两端面相对平行的接头，这种接头从力学角度看是较理想的接头形式，受力状况较好，应力集中较小，能承受较大的静载荷或动载荷。T型接头是焊接端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头。角接接头是两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，这种接头承载能力较差。搭接接头是两部分重叠构成的接头，常用于被焊结构狭小处及密闭的焊接结构。从检验角度来看，焊接接头任何部位的性能都是同等重要的，其中薄弱环节尤其是关注的重点。
4、材料标记和标记移植问题
材料标记和标记移植是个老生常谈的问题，虽然已引起容器制造厂的注意并已逐步规范，但还是存在一些问题。例如移植的标记钢印打得太深，产品完工后再补钢印等。材料标记移植的目的是使用于受压元件的材料有可追溯性。容器制造单位应在质量体系文件中具体规定标记的编制方法和要求，最好对标记在产品上的那些固定位置也做出相应的规定，便于查找。有的制造单位将同一规格但不同制造标准号的焊接材料编为同一个标记号，这是不正确的。有耐腐蚀要求的不锈钢以及复合钢板，不得在耐腐蚀面采用硬印标记，低温容器受压元件不得采用硬印标记，可以在产品上用颜料标记，并绘制标记位置图。
二、压力容器的检验内容与方法
1、压力容器的外部检验
此种检验方法主要针对的是外部检验，检验的内容包括：压力容器的外部是否出现过热、裂缝、变形等问题；负责其安全的其他附件是否灵敏、可靠、完整；固定的螺栓是否完好、紧密；整体上检验主要查验对象是压力容器及相应的安全措施是否可靠完整。
2、压力容器主体检验
此项检验的目的是对容器的内外表面进行仔细检查。针对的是压力容器内部检验，内容包括内外表面是否出现磨损锈蚀；通过设备检验焊缝、应力集中、封口过渡部位有无裂缝，可以采用无损设备对其进行检验，以此检测内部的质量变化；在测量容器壁厚时，如果壁厚小于设计要求的最小壁厚就必须再次进行厚度检验；针对高压及超高压的锅炉容器还要对紧要部分的螺栓进行查验，对于缺陷部分进行改进，并再次进行复查。
3、水压试验检验
压力容器的检验方法除了常规检查外，还可通过耐压试验的方法进行检验。从检验的技术方法上来看，水压试验主要是针对容器的焊接质量进行检验，是一种无损检测。通常在实际生产活动中，如果压力不高或是普通介质容器，若没有明显缺陷，并使用了一段时间的设备，通常不用进行无损检验。
三、超声波检测技术在压力容器检测中的应用
1、超声波检测技术
超声检测技术主要用于锻件、铸件和焊缝检验，能够对工件内部存在的小的裂纹、夹渣、缩孔、未焊透等缺陷进行有效检测。超声探伤对工件有着一定的要求，形状要相对简单，并且表面有着足够的光洁度。超声波除了能够用于探伤，还能够测量材料的厚度，可以测量化工管道、船体钢板等易腐蚀物件厚度。超声检测相比于其他无损检测方法有着独特之处。超声波有着很强的穿透力，在钢中的有效检测深度能够达到1m以上，能够有效检测工件中的裂纹、夹层等缺陷，但是超声波检测对工件的形状和表面状态有着很高要求，一些存在粗晶粒的铸件和焊缝容易出现杂乱的反射波，影响检测精度。
2、超声检测技术在压力容器中的应用
压力容器是承载一定压力的密闭设备，对焊接质量和材料的性质要求很高，需要采取一定的质量检验技术，保证压力容器的制造质量。
2.1压力容器板材超声检测
板材是制作压力容器壳体的材料，厚度通常在6mm-250mm之间，常见板厚在8mm-40mm之间。钢板制造厂通常使用超声局部水浸法进行检测，压力容器往往使用接触法进行检验，通常压力容器制造无需再进行板材检测，除非出现鼓包等特殊情况。薄板的超声检测需要使用板波进行，6-20mm板厚超声检测使用双晶直探头，选择5MHz效果较好，晶片面积要在150mm2以上。厚度在20mm以上的钢板使用2.5MHz的单晶直探头。
2.2钢制压力容器对接焊缝超声检测
压力容器焊缝超声检测方法符合在制时的要求，需要对缺陷进行定位、定量和定性分析。有些检测人员对Ⅰ区缺陷不够重视，但实际上Ⅰ区缺陷是存在一定危害性的。受到方向的影响，反射波幅就在Ⅰ区，对Ⅰ区的裂纹因而也需要进行全面评估，尽可能使用一次波，控制探头前沿不能过大。
2.3高压螺栓超声检测
高压螺栓或者螺柱清洗比較困难，使用磁粉探伤方法检测效果不理想，使用超声检测能够获得较好的检测精确度。在进行高压螺栓检测时不能忽略螺纹根部的裂纹。螺栓以及螺柱的端部使用纵波探头进行纵波斜入射检测。螺栓或者螺柱无螺纹位置使用K=1.5-2.5，频率2.5MHz横波探头轴向检测。纵波斜入射检测和横波轴线检测对比需要使用规格相近的螺栓或者螺柱制作，人工缺陷反射体在最大探测声程处应该垂直于螺栓或者螺柱轴线。
2.4缺陷类型识别
目前的压力容器探伤把缺陷分成点状、线状、平面状和体积状四类。点状缺陷主要为气孔和小夹渣，线状缺陷是线状夹渣、未焊透和未熔合。平面缺陷有着长度和高度，包括裂纹、面状未熔合、面状未焊透。大的夹渣有高度、宽度和长度，是体积状缺陷，而密集的气孔和网状裂纹等超声检测方法不能对其进行定量定性研究，定义为多重缺陷。
结束语
近年来，锅炉压力容器安全事故频繁发生，给人民生命财产安全和社会稳定带来极大的挑战，锅炉、压力容器等特种设备的监督检验和定期检验以及检验方法的合理选择就显得非常重要。
结束语
[1]吕锡志.浅析压力容器检验工作中的事故预防策略[J].中国科技纵横,2011(7)：125.
[2]徐智明.压力容器检修中存在的危险性及预防措施[J].中国西部科
技,2008,7(4):85.
[3]黄新罡.大型压力容器检验研究分析[J].知识经济，2011（23）：118