(1)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)缺陷處理
壓力容器的設(shè)計(jì)缺陷主要是指選材不當(dāng)、材質(zhì)不明及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。設(shè)計(jì)缺陷的處理原則如下。
?、俨馁|(zhì)問題處理如果鍋爐或壓力容器用材與原設(shè)計(jì)不符,但材質(zhì)清楚,強(qiáng)度校核合格,經(jīng)檢驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)新生缺陷,則不影響使用;若使用中產(chǎn)生缺陷,并確認(rèn)是選材不當(dāng)所致,可監(jiān)護(hù)使用或判廢,如果鍋爐或壓力容器的材質(zhì)不明,對(duì)于無(wú)法查明材料牌號(hào)的主要受壓元件,經(jīng)檢驗(yàn)未查出新生缺陷的,可按該類材料最低性能進(jìn)行強(qiáng)度校核,合格者可繼續(xù)使用;若有缺陷或強(qiáng)度校核不合格,應(yīng)降級(jí)使用或判廢。對(duì)于某些特殊壓力容器,如低溫容器、劇毒介質(zhì)容器、高溫容器、高壓容器,如果材質(zhì)不明或材料性能不符合設(shè)計(jì)規(guī)范或使用情況不良,應(yīng)停止使用或改為它用。
?、诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷處理不合理的結(jié)構(gòu)往往難于保證焊接質(zhì)量,并使鍋爐、壓力容器的受壓元件產(chǎn)生過高的局部應(yīng)力,從而產(chǎn)生疲勞裂紋或?qū)е麓嘈詳嗔?。所以,?duì)于不合理的結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行必要的修復(fù)處理,如未按規(guī)定開孔補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)做補(bǔ)強(qiáng)處理;角焊縫的凹陷應(yīng)圓滑過渡等。對(duì)于難以修復(fù)且不能保證安全運(yùn)行的,應(yīng)判廢。
設(shè)計(jì)缺陷處理中應(yīng)考慮的安全技術(shù)措施,如截面變化平緩、連續(xù)過渡、薄弱部分不疊加等不僅在制造中而且在安裝中加以實(shí)施,制造中有關(guān)安全技術(shù)要求,如材料復(fù)驗(yàn)、坡口形狀與尺寸及表面凹凸、對(duì)接焊縫的間隙大小、對(duì)口錯(cuò)邊量、對(duì)接焊縫形成的棱角、焊后變形量等,安裝中也應(yīng)滿足。除此以外,支柱、平臺(tái)、梯子等附件的制作和安裝都應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定要求。壓力容器安裝中還應(yīng)考慮基礎(chǔ)沉降對(duì)接管等帶來的一系列可能危及安全的問題,事前要有相應(yīng)的措施和方案。
(2)制造缺陷的處理
壓力容器的制造缺陷主要是成型組裝缺陷和焊接缺陷。
?、俪尚徒M裝缺陷。處理成型組裝缺陷主要有錯(cuò)邊、棱角、簡(jiǎn)體不直度、橢圓度,對(duì)壓力容器安全運(yùn)行影響較大的是錯(cuò)邊和棱角。如果一般的超標(biāo)可不做處理;嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)應(yīng)做無(wú)損探傷檢查,確認(rèn)是否還存在其他缺陷。當(dāng)確認(rèn)無(wú)其他缺陷時(shí),通過應(yīng)力分析來做出能否繼續(xù)使用的結(jié)論。如果存在裂紋、未熔合、未焊透等缺陷,應(yīng)消除缺陷,補(bǔ)焊修復(fù)。
組裝焊件不得用強(qiáng)力使焊件對(duì)正,否則會(huì)產(chǎn)生很大的安裝應(yīng)力,組裝所需的焊接吊耳,拉筋板等應(yīng)采用與容器相同的或焊接性能相似的材料,相應(yīng)的焊接工藝。吊耳和拉筋板等割除后,留下的焊疤應(yīng)打磨平滑,現(xiàn)場(chǎng)組裝的焊接容器及高強(qiáng)度材料的鋼制焊接容器耐壓試驗(yàn)后,應(yīng)對(duì)焊縫總長(zhǎng)的20%做表面探傷,若發(fā)現(xiàn)裂紋則應(yīng)對(duì)所有焊縫做表面探傷。
?、诤附尤毕萏幚?。低溫容器、交變載荷或頻繁間歇操作容器的焊縫咬邊,都應(yīng)打磨消除;其他容器若焊縫表面咬邊深度不大于0.5mm,咬邊的連續(xù)長(zhǎng)度不大于l(E)mm及焊縫兩側(cè)咬邊總長(zhǎng)度不超過該焊縫長(zhǎng)度的10%時(shí),可不做處理。超過上述規(guī)定則應(yīng)打磨消除。對(duì)于裂紋和近表面的未熔合、未焊透以及沿焊縫柱狀晶呈“八”字形分布的氣孔等危險(xiǎn)缺陷,均應(yīng)挖除并補(bǔ)焊,嚴(yán)重者應(yīng)判廢;氣孔、夾渣等體積性缺陷一般可按現(xiàn)行規(guī)范放寬1~2級(jí)處理;條狀?yuàn)A渣、內(nèi)部未熔合、未焊透,也可適當(dāng)放寬,但對(duì)于低溫容器、高壓容器、劇毒介質(zhì)容器、易燃介質(zhì)容器、承受交變載荷或頻繁間歇操作的容器,其缺陷的放寬處理必須十分慎重。受壓元件材料不明時(shí),可按壓力容器同類材料的最低標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行強(qiáng)度校核。對(duì)于特殊壓力容器,如低溫容器、劇毒介質(zhì)容器、高溫容器、高壓容器等,如果材料不明或材料性能不符合設(shè)計(jì)規(guī)范或作用情況不良時(shí),應(yīng)停止使用或改做它用。
(3)運(yùn)行缺陷的處理
①腐蝕缺陷處理。腐蝕缺陷的處理原則是:對(duì)檢查發(fā)現(xiàn)有腐蝕缺陷的壓力容器,應(yīng)根據(jù)缺陷的嚴(yán)重程度和設(shè)備的具體使用情況而進(jìn)行不同的處理。具體處理方法如下。
a.對(duì)于分散的點(diǎn)腐蝕,若腐蝕深度不超過壁厚(不包含腐蝕余量)的1/5;在直徑為200mm的范圍內(nèi),沿任一條直線上的點(diǎn)腐蝕長(zhǎng)度之和不超過40mm;且在此范圍內(nèi),點(diǎn)腐蝕的總面積不超過40~m2。如果同時(shí)滿足這些條件,一般可不做處理。
b.均勻腐蝕和局部腐蝕(包括片狀腐蝕和密集斑點(diǎn)腐蝕),如按最小剩余壁厚(扣除至下一次檢驗(yàn)期腐蝕量的2倍)校核強(qiáng)度合格,可不做處理。否則,根據(jù)具體情況降壓使用或判廢處理。
c.內(nèi)壁發(fā)現(xiàn)有晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕裂紋等缺陷的壓力容器,一般不宜繼續(xù)使用。如果腐蝕程度輕微,則根據(jù)具體情況,可改變?cè)胁僮鳁l件使用。
d.受壓元件局部腐蝕面積不超過25cm2。殘余厚度不小于原有厚度的60%,可采用堆焊處理;局部腐蝕深坑長(zhǎng)度不超過40mm,且相鄰兩個(gè)腐蝕坑面之間的距離在120mm以上,任何腐蝕深度都可采用堆焊處理。超過上述范圍的,應(yīng)進(jìn)行挖補(bǔ)修理或更新。
②裂紋缺陷處理。對(duì)于裂紋缺陷的處理,首先分析裂紋產(chǎn)生的原因,對(duì)表面裂紋應(yīng)予以消除,對(duì)于由于結(jié)構(gòu)不合理產(chǎn)生裂紋的容器,一般不宜繼續(xù)使用,特殊情況下,可做安全評(píng)定后監(jiān)護(hù)使用。
壓力容器在定期檢驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)有裂紋缺陷時(shí),首先應(yīng)根據(jù)裂紋所在的部位、尺寸、數(shù)量、分布情況以及壓力容器的工作條件等分析裂紋產(chǎn)生的原因,然后再根據(jù)缺陷的嚴(yán)重程度確定對(duì)缺陷或?qū)Υ嬖谌毕莸腻仩t、壓力容器的處理方法。
裂紋缺陷的處理原則如下:
a.壓力容器上的焊接裂紋、過載裂紋等不伴隨組織變化的裂紋,如果尺寸較小,不是密集性的或大面積分布的,可以進(jìn)行鏟除,并打磨成平滑過渡。若剩余的最小壁厚大于強(qiáng)度校核所需的最小壁厚加預(yù)計(jì)使用限期內(nèi)兩倍腐蝕裕量之和,則不必補(bǔ)焊。
b.對(duì)于受壓元件上下裂紋缺陷,可進(jìn)行挖補(bǔ)。裂紋伴隨著嚴(yán)重組織變化,如過熱裂紋、苛性脆化裂紋;裂紋尺寸過大,如出現(xiàn)于爐膽及管板扳邊圓弧上的環(huán)向裂紋長(zhǎng)度超過周長(zhǎng)的25%;管板上管孔間封閉狀、輻射狀裂紋或靠近邊緣的管孔帶裂紋。
c.由于結(jié)構(gòu)不良,局部應(yīng)力過高而產(chǎn)生疲勞裂紋的容器,不應(yīng)繼續(xù)使用。存在腐蝕裂紋的容器,也不應(yīng)繼續(xù)使用。
因?yàn)殓P除裂紋后留下的坑痕或補(bǔ)焊操作都將引起該處局部應(yīng)力進(jìn)一步增加,而產(chǎn)生新的疲勞裂紋,并加劇應(yīng)力腐蝕。
?、圩冃稳毕莸奶幚?。一般產(chǎn)生變形缺陷的容器,除了不很嚴(yán)重的凹陷外,不宜繼續(xù)使用。對(duì)于材料可焊性好的容器,發(fā)生輕微的且面積不大的鼓包可用挖補(bǔ)的方法消除。