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长管无缝压力容器的检验

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2015-12-19 9:47:10 人气: 标签:

  监督检验。2005年又对该批设备进行了全面检验某公司在役的一组长管无缝压力容器(三台高VffiDiv. 22其主要压氟气瓶),1995年由美国CPI公司制造完成,1997参数见表1.设计压力设计温度最高操作压力操作温度容器规格(mm)腐蚀裕量(mm)主体材质盛装介质容积(水)3MPa)注:容器编号分别为:44598,卷的要求整体锻压制造的,其选材应符合ASME标准卷二中SA―372规范的要求。该类无缝压力容器具有结构连续性,能均匀承受较高的压力,且壁厚薄,重量轻。该储气瓶组的力学性能为:编号44598和44601的容器屈服强度为96400psi,抗拉强度为114400psi,延伸率为20%编号44600的容器屈服强度为94400psi,抗拉强度为115300psi,延伸率为要求。

  2钢制无缝压力容器制造该组无缝压力容器,选择优质无缝钢管,每根钢管都经过100%的超声波探伤,制造时管端预热,放在锻模上锻压,形成半圆端头及一段短颈,该结构无焊接接头,整体结构连续,耐疲劳性能远优于焊接压力容器。该类无缝压力容器经热处理后,对由制造压力容器的钢管上随机切取的测试环进行一系列试验,以确认热处理后的力学性能。在对容器外表面进行喷砂处理,除去氧化皮之后,进行磁粉探伤,合格后加工出符合不同级别要求的内外螺纹并进行着色检查。以1. 5倍的最高允许工作压力进行耐压试验。在蒸汽吹扫、清洗之后,对容器内表面进行喷砂处理,并用斜射波对容器进行超声波探伤,检查容器内、外表面及中间壁厚处可能存在的缺陷。经过一系列严格的工艺和试验,该类无缝压力容器综合力学性能得到了很大的提高,具有良好的韧性和产品质量。

  3无缝压力容器(储气瓶组)定期检验的验收标准无缝压力容器(储气瓶组)的定期检验,是按“固定式压力容器”还是“拖车长管气瓶”进行,目前国内夕卜还不明确。为此,参照《压力容器定期检验规则》、美国联邦法规中对长管拖车气瓶的定期检验要求和《拖车长管气瓶定期检验与评定〉>(报批稿),进行比较和综合分析,制定了检验大纲,实施现场检验并进行安全性评定,确保设备在下一个检验周期内的安全使用。

  4无缝压力容器(储气瓶组)的定期检验4.1检验准备本次检验对出厂技术资料、进口压力容器安全性能检验报告、使用登记证、运行记录、核对铭牌等资料进行审查。由于本储气瓶组的盛装介质为N2(80%)+F2(20%)的剧毒气体,遇水会形成强腐蚀的氢氟酸。为了保证安全、卫生和环保,采用清洁、干燥的氮气进行置换。

  4.2外观检查外观检查的内容包括:瓶体的变形、凹陷、鼓包、瓶颈外观检查;对瓶体表面腐蚀状况的检查,有无点腐蚀、线状腐蚀和均匀腐蚀;瓶体表面机械损伤检查,有无划伤、割伤、戳伤、电弧烧伤、凿伤等缺陷;瓶体接口部位螺纹外观质量检查(本次检验未对瓶体接头进行拆卸,因此该项目未做)。经过目测检查,外观质量合格。

  4.3壁厚测定壁厚测定时选择以下具有代表性的部位加测点:外观损伤部位、腐蚀部位、制造时的壁厚减薄和使用中易产生变形的部位、表面检查时有怀疑的部位。

  为此,选择在拉拔封头圆弧处测4点,瓶体测12点。3只气瓶的最小壁厚分别为:221,23.7和23.8mm,大于设计最小壁厚(20. 75mm)本次壁厚测定结果合格。

  硬度测定言,其硬度值应为217HB.为此,对每只瓶体的两侧封头的R处进行硬度测定。测定结果显示,所有硬度值均在规定范围内,未出现异常现象。

  金相检验对上述硬度测点的附近进行了金相检验。使用DSM 104型便携式金相仪,采用机械加手工打磨的抛光方式,并用4%的硝酸乙醇进行腐蚀,放大200倍后观察金相组织为贝氏体且组织细密,无带状组织。

  4.6锤击检查(音响检查)锤击检查是在没有压力的空瓶上进行的,用一个圆头小锤(1/2磅)轻轻敲击瓶壁,瓶体应发出正常的清晰声。沉闷的声音表示瓶体内有内部腐蚀、液体或沉积的杂物。经检查,该储气瓶组的3只瓶体均无沉闷的声音。

  4.7无损检测47.1超声波探伤检测本次检验参照美国DOT于2000年发布的特许或DOT3AAX管式拖车气瓶可用100%超声波试验代替定期检验中的内部外观检验和水压试验。

  由于该储气瓶组盛装剧毒介质,本次检验中未超声波对比试块备注:线状缺陷主要模拟线状腐蚀或裂纹等条状缺陷,圆形缺陷主要模拟单个点状腐蚀检测前准备:超声波检测前去除瓶体外壁防腐层,保证检测面平整光滑。检测部位为从拉拔封头切点外3in(76. 2mm)起至整个瓶体段。

  *33⑴超声波探伤仪和2.5P13X 13K1探头,采用横波一次波扫查方式,表面补偿4dB,探伤灵敏度为在发现人工缺陷的基础上+6dB.探头在外表面进行扫查时应在轴向和周向两个方向进行,每个方向都应从对应方向来回检测,并保证有20%以上的检测重叠区域。所示为探伤部位及扫查方式。

  探伤部位及扫查方式示意缺陷的评定:当出现缺陷波时,对以下情况的缺陷应评为不合格:38cm2)的面积且其壁厚小于最小设计壁厚;任何单个点状缺陷深度大于1/4最小设计壁厚且直径大于1in(25.4mm);任何线状腐蚀深度大于1/5最小设计壁厚且()本次超声波检验未发现上述任何超标缺陷波。但在进行声发射检查时,对于编号为44598的瓶体某一部分区域出现一些信号。为此,再次进行了超声波和射线探伤的复验,后面予以阐述。

  4.7.2PT或MT探伤检测拆卸瓶口,瓶体瓶口内螺纹和连接瓶口外螺纹的PT或MT探伤检测未做。但对瓶体封头至瓶口附近的外表面进行了MT探伤检测。检测结果显示,没有可见缺陷存在。

  4.8声发射检测对于长管拖车气瓶的定期检验,美国运输部曾发布特许规范DOTE9419给某公司,对某些特定的DOT 3AAX或3T气瓶,在定期检验时可以采用声发射方法代替水压试验。对于此次检验中,尝试采用了一般压力容器声发射检测的方法进行检测,检测方法参照GB/T18182―2⑴0《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》,检测所用声发射仪为PAC公司的DiSP24型24通道声发射仪。

  48.1探头布置每个瓶体上沿轴向布3圈探头,每圈沿环向均布3个探头,如所示。

  8.2加压循环此次声发射检测采用的最高试验压力取1. 1倍操作压力,即10.34X1.1=11.37MPa由于气源的关系,此次只对编号446⑴和44598的容器进行了声发射检测,其中编号44600的容器检测采用两次加压循环,保压台阶分别为:第一个加压循环6.第二个加压循环6.2,8.27,99,11.02MPa各个台阶保压时间为10min;编号44598的容器检测采用一次加压,保压台阶分别为:6. 48.3检测结果编号44600的容器在两次加压循环中仅在第一次由6.2MPa加压到8.到9.65MPa时各出现两处分散信号,其余过程均未出现声发射信号,根据GB/T18182―2000评定,其源的活度等级为非活性,不需进行复验。

  编号44598的容器在检测过程中有一部位(见,5中圆圈处)在加压过程中重复出现信号,在由6. 2MPa加压到7. 92MPa时出现一个声发射事件,源强度为73dB,在由9.51MPa加压到11.37MPa时由62MPa加压到7 92MPa时定位图根据GB/T18182―2000评定,其源的活度等级为弱活性,根据出现信号的源强度,偏保守地将其划分为中强度。源的综合等级划分为C级,应对该部图中阴影内RT部位,300x300mm腐浊坑位置/;由951MPa加压到11. 37MPa时定位。9射线、超声波检查复验由于声发射检查发现可疑信号,再次对编号为44598的可疑信号部位进行了超声波、射线探伤复验,射线探伤部位和缺陷影像见。

  射线探伤部位和缺陷影像对可疑部位进行超声波探伤,在对缺陷反射波的深度位置进行分析后,认为是内表面腐蚀坑的反射波,由于波幅较小,且在同一平面上分布的缺陷面积较小,因此未予超标缺陷评定,但在下次检验时,应对该部位重点检查,以评估缺陷的扩展情况。

  4.10气密性试验在声发射试验过程结束后,借助声发射试验保压台阶分别对编号44598和44600的容器以11.02MPa和对编号44601的容器以10.34MPa压力进行了气密性试验,保压时间为10min,瓶体和接头未出现任何泄漏,结果是合格的。

  由于该瓶组盛装介质的特殊性(气体剧毒,并且遇水会形成强腐蚀的氢氟酸)在有介质的工作压力下,再次进行了泄漏性试验。检查泄漏所用的方法是试纸试验。采用美国产的PL试纸,该试纸为淀粉碘化钾试纸,用镊子将试纸沾一点水后,放置在各管接头周围扫查,如试纸由本色(淡黄色)变成紫色,则证明有微量泄漏。经过仔细的检查未出现上述变色现象。

  5结论()对长管无缝压力容器的定期检验,运用多种常规方法结合声发射检测是一种可行的方法,运用声发射方法可以检测出潜在缺陷,之后可通过超声波、射线等方法进行复验;(2)在对长管无缝压力容器进行声发射检测时,可以采用圆柱形定位方式进行定位;()此次声发射检测出的可疑声发射源部位经射线及超声波等方法复验确认为腐蚀所致,且深度较浅,未予超标缺陷评定;(4)此三台无缝压力容器经定期检验合格,可以安全运行至下一个检验周期。

  研究院压力容器检验中心主任,一直从事压力容器安全技术的研究。

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