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压力容器、压力管道检验课件.ppt

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    • 2024年9月20日压力容器、压力管道检验检测简明教程化学工业设备质量监督检验中心 高 级 检 验 师 杨 海 军 教授级高级工程师 : 邮箱:1 2024年9月20日第一部分 无损检测2 2024年9月20日概概 述述 目前,无损检测技术已经在机械制造、冶目前,无损检测技术已经在机械制造、冶金、石油化工、兵器、船舶、航空与航天、核金、石油化工、兵器、船舶、航空与航天、核能、电力、建筑、交通等行业获得广泛应用,能、电力、建筑、交通等行业获得广泛应用,成为控制产品质量、保证设备安全运行的极为成为控制产品质量、保证设备安全运行的极为重要的技术手段。

      在工业领域,目前最常用的重要的技术手段在工业领域,目前最常用的有有射线检测射线检测(RT)(RT)、超声波检测、超声波检测(UT)(UT)、磁粉检测、磁粉检测(MT)(MT)、渗透检测、渗透检测(PT)(PT)、超声波衍射时差法检测、超声波衍射时差法检测((TOFDTOFD)、涡流检测)、涡流检测(ET) (ET) 、声发射检测、声发射检测((AEAE))等等 2024年9月20日焊接接头分类:焊接接头分类:4 2024年9月20日 1) 1)圆筒部分的纵向接头(多层包扎容器圆筒部分的纵向接头(多层包扎容器层板层纵向接头除外)、球形封头与圆筒连层板层纵向接头除外)、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头,接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头,均属均属A A类焊接接头类焊接接头 2) 2)壳体部分的环向接头、锥形封头小端壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头,均属接头,均属B B类焊接接头类焊接接头。

      但已规定为但已规定为A A、、C C、、D D类焊接接头除外类焊接接头除外5 2024年9月20日 3) 3)平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法兰与壳体、接管连接的接头,内封头与圆法兰与壳体、接管连接的接头,内封头与圆筒的搭接接头,以及多层包扎容器层板层纵筒的搭接接头,以及多层包扎容器层板层纵向接头,均属向接头,均属C C类焊接接头类焊接接头 4) 4)接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头,均属连接的接头,均属D D类焊接接头类焊接接头但已规定为但已规定为A A、、B B类焊接接头除外类焊接接头除外备注:备注:压力管道上的焊接接头主要为环向接压力管道上的焊接接头主要为环向接头,也有插入式支管的角接接头头,也有插入式支管的角接接头6 2024年9月20日第一章射线检测(RT)7 2024年9月20日 1.1 1.1 射线检测射线检测((RTRT))原理原理: : 射线在穿透物质过程中会与物质发生相互射线在穿透物质过程中会与物质发生相互作用,因吸收和散射而使其强度减弱,强度减作用,因吸收和散射而使其强度减弱,强度减弱程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中弱程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度。

      如果被透照物体的局部存在缺陷,穿越的厚度如果被透照物体的局部存在缺陷,且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于物体的且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于物体的衰减系数该局部区域的透过射线强度就会与衰减系数该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异把胶片放在适当位置使其在透周围产生差异把胶片放在适当位置使其在透过射线的作用下感光,进行暗室处理后即可得过射线的作用下感光,进行暗室处理后即可得到合适的底片到合适的底片 2024年9月20日1.2 1.2 射线检测射线检测((RTRT))特点特点: : 1 1)检测结果可直接记录在底片上;)检测结果可直接记录在底片上; 2 2)缺陷定性定量准确;)缺陷定性定量准确; 3 3)体积型缺陷检出率很高,而面积型缺陷的检出)体积型缺陷检出率很高,而面积型缺陷的检出率较低;率较低; 4 4)适宜检测较薄工件,不适宜检测较厚工件;)适宜检测较薄工件,不适宜检测较厚工件; 5 5)对接焊接接头的检测较为方便,角接焊接接头)对接焊接接头的检测较为方便,角接焊接接头检测效果差检测效果差 6 6)难以确定缺陷在工件中厚度方向上的位置;)难以确定缺陷在工件中厚度方向上的位置; 7 7)检测速度慢,检测成本高;)检测速度慢,检测成本高; 8 8)射线对人体有伤害。

      射线对人体有伤害 2024年9月20日1.3 1.3 射线检测的适用性和局限性射线检测的适用性和局限性 1 1))适用性:适用性: 适用于对压力容器的适用于对压力容器的A A、、B B、(、(D D))类焊接接类焊接接头及压力管道的环向焊接接头进行检测;头及压力管道的环向焊接接头进行检测; 可发现裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔可发现裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔等缺陷 2 2))局限性:局限性: 不适宜用于板材,棒材,锻件等的检测;厚不适宜用于板材,棒材,锻件等的检测;厚度越大,灵敏度越低;对透照空间有一定的要求度越大,灵敏度越低;对透照空间有一定的要求 2024年9月20日X射线探伤机11 2024年9月20日12 2024年9月20日13 2024年9月20日14 2024年9月20日15 2024年9月20日第二章超声检测(UT)16 2024年9月20日 2.1 2.1 超声波检测(超声波检测(UTUT)原理)原理: : 频率超过频率超过20000Hz20000Hz的声波叫超声波。

      用于的声波叫超声波用于检测的超声波,频率为检测的超声波,频率为0.4~25MHz0.4~25MHz,其中用得,其中用得最多的是最多的是1~5MHz1~5MHz 在日常检测工作中,在日常检测工作中,A A型脉冲反射式超声波型脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛一般在金属材料中,探伤仪应用的最为广泛一般在金属材料中,缺陷的存在将造成材料的不连续,这种不连续缺陷的存在将造成材料的不连续,这种不连续往往又造成声阻抗的不一致,超声波在两种不往往又造成声阻抗的不一致,超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射、折同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射、折射、衍射、波形转换等,接受相关信号并进行射、衍射、波形转换等,接受相关信号并进行分析处理,即可对材料内部的不连续性进行判分析处理,即可对材料内部的不连续性进行判定 2024年9月20日2.2 2.2 超声波检测的一般步骤超声波检测的一般步骤 1 1)) 选择超声检测面;选择超声检测面; 2 2)) 检测面预处理检测面预处理; ; 3 3)) 选择探伤系统(仪器、探头、试块、耦选择探伤系统(仪器、探头、试块、耦合剂等)进行探伤;合剂等)进行探伤; 4 4)) 检测结果评定。

      检测结果评定 2024年9月20日超声波检测常用试块超声波检测常用试块 * *钢板用标准试块有钢板用标准试块有CBICBI和和CBⅡCBⅡ *锻件用标准试块有锻件用标准试块有CSICSI,,CSⅡCSⅡ和和CSⅢCSⅢ *焊接接头用标准试块有焊接接头用标准试块有CSK-ⅠACSK-ⅠA,,CSK-ⅡACSK-ⅡA,,CSK-ⅢACSK-ⅢA,,CSK-ⅣACSK-ⅣA,,GS1GS1~~GS4GS4和和T T形等 *管件用对比试块有:管纵向人工缺陷试块和管件用对比试块有:管纵向人工缺陷试块和管横向人工缺陷试块管横向人工缺陷试块 2024年9月20日. 2. 2.3 3 超声波检测的特点:超声波检测的特点: 1 1)超声波检测)超声波检测的优点的优点: :穿透力强、设备轻便、穿透力强、设备轻便、检测效率高、检测成本低,能即时知道检测结果检测效率高、检测成本低,能即时知道检测结果( (实时检测实时检测), ),能实现自动化检测,在缺陷检测中对能实现自动化检测,在缺陷检测中对危害性较大的裂纹类缺陷特别敏感危害性较大的裂纹类缺陷特别敏感 2 2)超声波检测的)超声波检测的缺点缺点: :通常需要耦合介质使通常需要耦合介质使声能透入被检对象,需要有参考评定标准,特别声能透入被检对象,需要有参考评定标准,特别是显示的检测结果不直观,因而对操作人员的技是显示的检测结果不直观,因而对操作人员的技术水平有较高要求等。

      此外,对于小而薄或者形术水平有较高要求等此外,对于小而薄或者形状较复杂,以及粗晶材料等工件检测还存在一定状较复杂,以及粗晶材料等工件检测还存在一定困难;困难; A A型脉冲反射式检测无直接见证记录型脉冲反射式检测无直接见证记录 2024年9月20日2.4 2.4 超声波检测的适用性和局限性超声波检测的适用性和局限性(1)适用性: 目前,目前, 适用于对铁磁性材料制压力容器的适用于对铁磁性材料制压力容器的A A、、B B、、C C、、D D类焊接接头及压力管道的焊接接头进行类焊接接头及压力管道的焊接接头进行检测 可发现裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔可发现裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔等缺陷2)局限性: 不能用于奥氏体等粗晶材料制压力容器及压不能用于奥氏体等粗晶材料制压力容器及压力管道的焊接接头检测,也不能用于母材厚度小力管道的焊接接头检测,也不能用于母材厚度小于于8mm8mm的焊接接头检测的焊接接头检测 2024年9月20日仪器、探头与试块22 2024年9月20日仪器、探头与试块23 2024年9月20日第三章磁粉检测(MT)24 2024年9月20日 3.1 3.1 基本原理:基本原理: 铁磁性材料和工件被磁化后,由于不连续性的铁磁性材料和工件被磁化后,由于不连续性的存在,使工件存在,使工件表面表面和和近表面近表面的磁力线发生局部畸变的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,形成而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合适光照下目视可见的磁痕,从而显示出不连续在合适光照下目视可见的磁痕,从而显示出不连续性的位置、形状和大小。

      如图性的位置、形状和大小如图1 1--1 1所示 2024年9月20日 3.2 3.2 磁粉检测程序磁粉检测程序 1)预处理;预处理; 2)磁化;磁化; 3)施加干磁粉或磁悬液;施加干磁粉或磁悬液; 4)磁痕的观察与记录;磁痕的观察与记录; 5)缺陷评级;缺陷评级; 6)退磁;退磁; 7)后处理 2024年9月20日3.3 3.3 磁粉检测的适用性和局限性磁粉检测的适用性和局限性 1)适用性: 适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄(如可检测出长小、间隙极窄(如可检测出长0.1mm0.1mm、宽为微米、宽为微米级的裂纹)目视难以看出的不连续性级的裂纹)目视难以看出的不连续性 可对压力容器的可对压力容器的A A、、B B、、C C、、D D类焊接接头、在类焊接接头、在役的零部件及压力管道的焊接接头进行检测;还役的零部件及压力管道的焊接接头进行检测;还可对板材、管材、棒材、铸钢件及锻钢件等进行可对板材、管材、棒材、铸钢件及锻钢件等进行检测。

      检测 可发现裂纹、夹渣、发纹、白点、折叠、冷可发现裂纹、夹渣、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷隔和疏松等缺陷 2024年9月20日 2 2))局限性:局限性: 不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈焊条焊接的焊接接头,也不能检测体不锈焊条焊接的焊接接头,也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料对于表面铜、铝、镁、钛等非磁性材料对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于夹角小于20°20°的分层和折叠等也难以发现的分层和折叠等也难以发现 2024年9月20日29 2024年9月20日30 2024年9月20日31 2024年9月20日第四章渗透检测(PT)32 2024年9月20日 4.1 4.1 渗透检测的工作原理渗透检测的工作原理: : 零件表面施加含有着色染料或荧光染料的渗透液零件表面施加含有着色染料或荧光染料的渗透液后,在毛细管作用下,经过一定时间的渗透,渗透液后,在毛细管作用下,经过一定时间的渗透,渗透液可以渗进可以渗进表面开口缺陷表面开口缺陷中,去除零件表面多余的渗透中,去除零件表面多余的渗透液并干燥后,再在零件表面施加显象剂,同样在毛细液并干燥后,再在零件表面施加显象剂,同样在毛细管作用下,显象剂将缺陷中的渗透液吸附出来,即渗管作用下,显象剂将缺陷中的渗透液吸附出来,即渗透液回渗到显象剂中,在一定的光源下(白光或黑光)透液回渗到显象剂中,在一定的光源下(白光或黑光),缺陷处的渗透液痕迹被显示出来(红色或黄绿色荧,缺陷处的渗透液痕迹被显示出来(红色或黄绿色荧光),从而检测出缺陷的形貌及分布状态。

      光),从而检测出缺陷的形貌及分布状态 2024年9月20日4.2 操作步骤操作步骤(见图1-1): 2024年9月20日4.3 渗透检测的适用性和局限性:渗透检测的适用性和局限性:1)适用性: 适宜检测金属、非金属零部件或材料的适宜检测金属、非金属零部件或材料的表面开表面开口口缺陷,可对压力容器的缺陷,可对压力容器的A A、、B B、、C C、、D D类焊接接头、类焊接接头、在役的零部件及压力管道的焊接接头进行检测;还在役的零部件及压力管道的焊接接头进行检测;还可对板材、管材、棒材、铸钢件及锻钢件等进行检可对板材、管材、棒材、铸钢件及锻钢件等进行检测,测, 且不受零部件化学成分、结构、材料磁性及缺且不受零部件化学成分、结构、材料磁性及缺陷形状和方向的限制可检测裂纹、疏松、气孔、陷形状和方向的限制可检测裂纹、疏松、气孔、夹渣、冷隔、折叠等缺陷夹渣、冷隔、折叠等缺陷2)局限性: 不适用于检查表面多孔性材料或零件,例如粉不适用于检查表面多孔性材料或零件,例如粉末冶金零件及多孔陶瓷等重复性差,污染较严重末冶金零件及多孔陶瓷等重复性差,污染较严重35 2024年9月20日溶剂去除型着色渗透检测(ⅡC-d)36 2024年9月20日第五章超声波衍射时差法(TOFD)37 2024年9月20日 5.1 TOFD 5.1 TOFD检测原理:检测原理: 衍射时差法衍射时差法 (TOFD) (TOFD)是一种依靠从是一种依靠从待检试件内部结构(主要是指缺陷)的待检试件内部结构(主要是指缺陷)的““端角端角” ” 和和““端点端点””处得到的衍射能处得到的衍射能量来检测缺陷的方法。

      量来检测缺陷的方法 2024年9月20日接收探头接收探头直通波直通波上端点上端点下端点下端点内壁反射信号内壁反射信号TOFD检测原理演示 2024年9月20日5.2 TOFD5.2 TOFD的优点:的优点:1)对于焊缝中部缺陷检出率很高;对于焊缝中部缺陷检出率很高;2)容易检出方向性不好的缺陷容易检出方向性不好的缺陷; ;3)可以识别向表面延伸的缺陷可以识别向表面延伸的缺陷; ;4)通过时间差检测缺陷的信号通过时间差检测缺陷的信号; ;5)和脉冲反射法相结合时效果更好和脉冲反射法相结合时效果更好40 2024年9月20日5.3 TOFD5.3 TOFD的缺点:的缺点: ((1 1)在外表面附近有约)在外表面附近有约3mm3mm的盲区;的盲区; ((2 2)内表面附近也可能存在盲区;)内表面附近也可能存在盲区; ((3 3)对)对““噪声噪声””敏感;敏感; ((4 4)夸大了一些良性的缺陷)夸大了一些良性的缺陷, , 如气孔如气孔, , 夹渣等41 2024年9月20日5.45.4 TOFD TOFD的适用性和局限性的适用性和局限性1)适用性: 适用于对铁磁性材料制压力容器的适用于对铁磁性材料制压力容器的A A、、B B、、C C、、D D类焊接接头及压力管道的焊接接头进行检测。

      类焊接接头及压力管道的焊接接头进行检测 可发现裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔可发现裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔等缺陷2)局限性: 目前还不能用于非铁磁性材料制压力容器及目前还不能用于非铁磁性材料制压力容器及压力管道的焊接接头检测,也不能用于母材厚度压力管道的焊接接头检测,也不能用于母材厚度小于小于12mm12mm的焊接接头检测的焊接接头检测 2024年9月20日43 2024年9月20日第六章涡流检测(ET)44 2024年9月20日6.1 涡流检测的原理涡流检测的原理 将一块导体置于交变磁场之中,在导体中就将一块导体置于交变磁场之中,在导体中就有感应电流产生,即涡流由于导体自身各种因有感应电流产生,即涡流由于导体自身各种因素(如电导率、磁导率、形状,尺寸和缺陷等)素(如电导率、磁导率、形状,尺寸和缺陷等)的变化,会导致涡流的变化,利用这种现象判定的变化,会导致涡流的变化,利用这种现象判定导体性质、状态的检测方法,就称为涡流检测导体性质、状态的检测方法,就称为涡流检测 根据检测到的试件中的涡流信息,就可以判根据检测到的试件中的涡流信息,就可以判定试件的材质、缺陷形状及尺寸等。

      由于试件形定试件的材质、缺陷形状及尺寸等由于试件形状及检测部位不同,所以检测线圈的形状与接近状及检测部位不同,所以检测线圈的形状与接近试件的方式也不尽相同为了适应各种检测的需试件的方式也不尽相同为了适应各种检测的需要,人们设计了各种各样的检测线圈和涡流检测要,人们设计了各种各样的检测线圈和涡流检测仪器 2024年9月20日6.2 6.2 涡流检测程序涡流检测程序 1)预处理;预处理; 2)选择检测规范;选择检测规范; 3)调节仪器;调节仪器; 4)检测;检测; 5)对检测结果进行分析、处理对检测结果进行分析、处理46 2024年9月20日 6.3 6.3 涡流检测的特点涡流检测的特点 1 1)适用于各种导电材料的试件探伤)适用于各种导电材料的试件探伤 ;; 2 2)可以检出表面和近表面缺陷;)可以检出表面和近表面缺陷; 3 3)探测结果以电信号输出,容易实现自动化检测;)探测结果以电信号输出,容易实现自动化检测; 4 4)采用非接触式检测,检测速度快;)采用非接触式检测,检测速度快; 5 5)对形状复杂的试件很难应用;)对形状复杂的试件很难应用; 6 6)不能直观显示缺陷形状和性质;)不能直观显示缺陷形状和性质; 7 7)检测干扰因素较多,容易引起杂乱信号)检测干扰因素较多,容易引起杂乱信号 ;; 8 8)由于集肤效应,埋藏较深的缺陷无法检出;)由于集肤效应,埋藏较深的缺陷无法检出; 9 9)测厚结果不同于超声测厚。

      测厚结果不同于超声测厚 2024年9月20日第七章声发射检测(ET)48 2024年9月20日 7.1 7.1 声发射检测的基本原理声发射检测的基本原理 声源发射的弹性波传播到达材料的表面,引起可以用声发射传感器探测的表面位移,这些探测器将材料的机械振动转换为电信号,然后再被放大、处理和记录根据观察到的声发射信号进行分析与推断以了解材料产生声发射的机制 2024年9月20日 7.2 7.2 声发射技术的特点声发射技术的特点优点:优点: 1)是一种动态检验方法;是一种动态检验方法; 2)对线性缺陷较为敏感;对线性缺陷较为敏感; 3)在在一一次次试试验验过过程程中中能能够够整整体体探探测测和和评评价价整整个个结构中缺陷的状态;结构中缺陷的状态; 4)可可提提供供缺缺陷陷随随载载荷荷、、时时间间、、温温度度等等外外变变量量而而变变化化的的实实时时或或连连续续信信息息,,因因而而适适用用于于工工业业过过程监控及早期或临近破坏预报;程监控及早期或临近破坏预报; 2024年9月20日优点:优点:1)适适于于其其它它方方法法难难于于或或不不能能接接近近环环境境下下的的检检测测,,如如高高低低温温、、核核辐辐射射、、易易燃燃、、易易爆爆及及极极毒毒等等环环境;境;2)对对于于在在役役压压力力容容器器的的定定期期检检验验,,声声发发射射检检验验方方法法可可以以缩缩短短检检验验的的停停产产时时间间或或者者不不需需要要停停产;产;3)对对于于压压力力容容器器的的耐耐压压试试验验,,声声发发射射检检验验方方法法可可以以预预防防由由未未知知不不连连续续缺缺陷陷引引起起系系统统的的灾灾难难性失效和限定系统的最高工作压力;性失效和限定系统的最高工作压力;4)适于检测形状复杂的构件。

      适于检测形状复杂的构件 2024年9月20日((1))对对数数据据的的正正确确解解释释要要有有更更为为丰丰富富的的数数据据库库和和现现场场检检测测经经验验因因为为声声发发射射特特性性对对材材料料甚甚为为敏感,又易受到机电噪声的干扰;敏感,又易受到机电噪声的干扰;((2))声声发发射射检检测测,,一一般般需需要要适适当当的的加加载载程程序序多多数数情情况况下下,,可可利利用用现现成成的的加加载载条条件件,,但但有有时时还需要特作准备;还需要特作准备;((3))声声发发射射检检测测目目前前只只能能给给出出声声发发射射源源的的部部位位、、活活性性和和强强度度,,不不能能给给出出声声发发射射源源内内缺缺陷陷的的性性质质和和大大小小,,仍仍需需依依赖赖于于其其它它无无损损检检测测方方法法进进行复验 局限性:局限性: 2024年9月20日7.3 7.3 声发射检测的应用声发射检测的应用1)确定声发射源的部位;确定声发射源的部位;2)分析声发射源的性质;分析声发射源的性质;3)确定声发射发生的时间或载荷;确定声发射发生的时间或载荷;4)评定声发射源的严重性一般而言,对超标评定声发射源的严重性。

      一般而言,对超标声发射源,要用其它无损检测方法进行局部声发射源,要用其它无损检测方法进行局部复检,以精确确定缺陷的性质与大小复检,以精确确定缺陷的性质与大小537.3 7.3 声发射检测的应用声发射检测的应用1)确定声发射源的部位;确定声发射源的部位;2)分析声发射源的性质;分析声发射源的性质;3)确定声发射发生的时间或载荷;确定声发射发生的时间或载荷;4)评定声发射源的严重性一般而言,对超标评定声发射源的严重性一般而言,对超标声发射源,要用其它无损检测方法进行局部声发射源,要用其它无损检测方法进行局部复检,以精确确定缺陷的性质与大小复检,以精确确定缺陷的性质与大小 2024年9月20日压力容器的声发射检测压力容器的声发射检测 2024年9月20日 2024年9月20日第八章硬 度 测 定56 2024年9月20日硬度检测的对象硬度检测的对象 1 1)可焊性差,焊前需要预热、焊后需)可焊性差,焊前需要预热、焊后需要热处理的低合金高强钢要热处理的低合金高强钢 ;; 2 2)高温下使用的设备及部件;)高温下使用的设备及部件; 3 3)临氢介质的压力容器及管道;)临氢介质的压力容器及管道; 4 4)其他需要测试的情况。

      其他需要测试的情况 2024年9月20日58 2024年9月20日第二部分 压力容器59 2024年9月20日第一章 压力容器概述60 2024年9月20日1. 1.压力容器的定义压力容器的定义1 1.1 .1 《《特种设备安全法特种设备安全法》》 指盛装气体或者液体,承载一定压力的指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备,其范围规定为最高工作压力大于密闭设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于或者等于0.1MPa0.1MPa(表压)的气体、液化气体(表压)的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体、体、容积大于或者等于容积大于或者等于30L30L且内直径(非圆且内直径(非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸)大于或形截面指截面内边界最大几何尺寸)大于或者等于者等于150mm150mm的固定式容器和移动式容器;的固定式容器和移动式容器;盛装公称工作压力大于或者等于盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa0.2MPa(表(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于压),且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa1.0MPa··L的气体、液化气体和标准沸点等L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于于或者低于60℃60℃液体的气瓶液体的气瓶;氧;氧舱。

      舱61 2024年9月20日1. 1.2 2 《《特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例》》 2.2. 指盛装气体或者液体,承载一定压力的指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备,其范围规定为最高工作压力大于密闭设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于或者等于0.1MPa0.1MPa(表压),(表压),且压力与容积的且压力与容积的乘积大于或者等于乘积大于或者等于2.5MPa2.5MPa·LL的气体、液化的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器;盛装公的液体的固定式容器和移动式容器;盛装公称工作压力大于或者等于称工作压力大于或者等于0.2MPa0.2MPa(表压),(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于于60℃60℃液体的气瓶;氧舱等液体的气瓶;氧舱等62 2024年9月20日1. 1.3 3 《《固定式压力容器安全技术监察规程固定式压力容器安全技术监察规程》》 2.2. 固定式压力容器是指安装在固定位置,或固定式压力容器是指安装在固定位置,或者仅在使用单位内部区域使用的压力容器,者仅在使用单位内部区域使用的压力容器,应应同时具备同时具备下列条件:下列条件: 最高工作压力大于或者等于最高工作压力大于或者等于0.1MPa0.1MPa(表(表压,不含液体静压力,下同);压,不含液体静压力,下同); 设计压力与容积的乘积大于或者等于设计压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa2.5MPa·L L;; 盛装介质为气体、液化气体和最高工作温盛装介质为气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。

      度高于或者等于标准沸点的液体63 2024年9月20日2. 2. 压力容器术语压力容器术语 2. 1 2. 1 压力(均为表压力)压力(均为表压力) 工作压力工作压力P Pww:在正常工作情况下,容器顶部可:在正常工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力能达到的最高压力 设计压力设计压力P P:指设定的容器顶部的最高压力,:指设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力低于工作压力 计算压力计算压力P PC C:指在相应设计温度下,用以确定:指在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,其中包括液柱静压力当元件所元件厚度的压力,其中包括液柱静压力当元件所承受的液柱静压力小于承受的液柱静压力小于5%5%设计压力时,可忽略不设计压力时,可忽略不计 试验压力试验压力P PT T:在压力试验时,容器顶部的压力在压力试验时,容器顶部的压力64 2024年9月20日 最高允许工作压力最高允许工作压力[Pw][Pw]:指在设计温度下,容:指在设计温度下,容器顶部所允许承受的最大表压力。

      该压力是根据容器顶部所允许承受的最大表压力该压力是根据容器壳体的有效厚度计算所得,且取最小值器壳体的有效厚度计算所得,且取最小值 最高允许工作压力可作为确定保护容器安全泄最高允许工作压力可作为确定保护容器安全泄放装置的动作压力(安全阀整定压力或爆破片设计放装置的动作压力(安全阀整定压力或爆破片设计爆破压力)的依据爆破压力)的依据 安全阀的整定压力(开启压力)安全阀的整定压力(开启压力)P PZ Z:安全阀阀:安全阀阀瓣开始离开阀座,介质呈连续排出状态时,在安全瓣开始离开阀座,介质呈连续排出状态时,在安全阀进口测得的压力阀进口测得的压力 爆破片的标定爆破压力爆破片的标定爆破压力PbPb:爆破片铭牌上标明:爆破片铭牌上标明的爆破压力的爆破压力65 2024年9月20日2. 2 2. 2 温度温度 金属温度:容器元件沿截面厚度的温度平均值金属温度:容器元件沿截面厚度的温度平均值 工作温度:容器在正常工作情况下介质温度工作温度:容器在正常工作情况下介质温度 设计温度:容器在正常工作情况,设定的元件的设计温度:容器在正常工作情况,设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值)。

      设计金属温度(沿元件金属截面的温度平均值)设计温度与设计压力一起作为压力容器的设计载荷条件温度与设计压力一起作为压力容器的设计载荷条件 试验温度:系指压力试验时容器壳体的金属温度试验温度:系指压力试验时容器壳体的金属温度66 2024年9月20日3. 3. 压力容器的分类压力容器的分类 3. 1 3. 1 按制造许可级别分类按制造许可级别分类 《《固容规固容规》》 第一组介质:极度危害、高度危害的化学介质,第一组介质:极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质,液化气体易爆介质,液化气体67 2024年9月20日 第二组介质,除第一组以外的介质第二组介质,除第一组以外的介质 3. 2 3. 2 按生产工艺过程中作用原理分类分为按生产工艺过程中作用原理分类分为反应、反应、换热、分离、储存换热、分离、储存四类四类, ,其中反应容器安全性要求最高其中反应容器安全性要求最高, ,因其在进行物理、化学反应时因其在进行物理、化学反应时, ,可能造成压力、温度的可能造成压力、温度的急剧变化急剧变化. .68 2024年9月20日4. 4. 压力容器的结构和范围压力容器的结构和范围 主要有主要有圆筒形圆筒形、、球形球形和和组合形组合形。

      圆筒形容器是圆筒形容器是由圆柱形筒体和各种成型封头(半球形、椭圆形、由圆柱形筒体和各种成型封头(半球形、椭圆形、碟形、锥形)所组成球形容器由数块球瓣板拼焊碟形、锥形)所组成球形容器由数块球瓣板拼焊成,承压能力很好,但由于安置内件不便和制造稍成,承压能力很好,但由于安置内件不便和制造稍难,故一般用作贮罐难,故一般用作贮罐 压力容器本体中的主要受压元件压力容器本体中的主要受压元件为筒体、封头为筒体、封头(端盖)、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、(端盖)、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、设备法兰;球罐的球壳板;换热器的管板和换热管;设备法兰;球罐的球壳板;换热器的管板和换热管;M36M36以上的设备主螺柱及公称直径大于等于以上的设备主螺柱及公称直径大于等于250mm250mm的接管和管法兰的接管和管法兰69 2024年9月20日压力容器本体:压力容器本体: ((1 1)压力容器与外部管道或装置焊接连接的)压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊接接头的焊接坡口、螺纹连接的第第一道环向焊接接头的焊接坡口、螺纹连接的第一个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、一个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或管件连接的第一个密封面;专用连接件或管件连接的第一个密封面; ((2 2)压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件;)压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件; ((3 3)) 非受压元件与压力容器的连接焊缝。

      非受压元件与压力容器的连接焊缝压力容器范围的界定:压力容器范围的界定: 其范围包括压力容器本体和安全附件其范围包括压力容器本体和安全附件 70 2024年9月20日5. 5. 压力容器的法规标准体系压力容器的法规标准体系 第一层次第一层次:: 《《特种设备安全法特种设备安全法》》 ,现已颁布,自,现已颁布,自20142014年年1 1月月1 1日施行是我国特种设备的最高法规是我国特种设备的最高法规 第二层次第二层次::《《特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例》》,,20032003年年2 2月月1919日国务院第日国务院第6868次常务会通过,次常务会通过,20032003年年6 6月月1 1日日起施行,起施行,20092009年修订安全监察的环节为生产年修订安全监察的环节为生产(含设计、制造、安装、改造、维修)、使用、(含设计、制造、安装、改造、维修)、使用、检验检测及监督检查检验检测及监督检查第三层次第三层次:质检总局长签署的特种设备法规:质检总局长签署的特种设备法规 国家质检总局颁布的总局令国家质检总局颁布的总局令 总局局长签署的各类部门规章总局局长签署的各类部门规章71 2024年9月20日第四层次第四层次:特种设备安全技术规范:特种设备安全技术规范 由中国特种设备检测研究院组织编写,总局由中国特种设备检测研究院组织编写,总局特种设备安全技术鉴定委员会审核通过,特种特种设备安全技术鉴定委员会审核通过,特种设备安全监察局局长批准,质检总局颁布:设备安全监察局局长批准,质检总局颁布: TSG R0002-2005TSG R0002-2005《《超高压容器安全监察规程超高压容器安全监察规程》》 TSG R0004-2009TSG R0004-2009《《固定式压力容器安全技术固定式压力容器安全技术监察规程监察规程》》 TSG R7001- 2013 TSG R7001- 2013 《《压力容器定期检验规则压力容器定期检验规则》》72 2024年9月20日第五层次第五层次:被国家法规所引用的国家和行业:被国家法规所引用的国家和行业标准、规范:标准、规范: GB 150 GB 150 《《压力容器压力容器》》 GB 151 GB 151 《《管壳式换热器管壳式换热器》》 GB12337 GB12337《《钢制球形储罐钢制球形储罐》》 JB4732 JB4732 《《压力容器分析设计标准压力容器分析设计标准》》 JB4730 JB4730 《《承压设备无损检测承压设备无损检测》》73 2024年9月20日6. 6. 压力容器失效:压力容器失效: 6.1 6.1 设计原因设计原因——结构不合理,工作压力太大;结构不合理,工作压力太大; 6.2 6.2 材质原因材质原因——性能不合格,存在超标缺陷;性能不合格,存在超标缺陷; 6.3 6.3 制造原因制造原因——工艺不合理,尺寸不合格,质量差,工艺不合理,尺寸不合格,质量差,残余应力过大;残余应力过大; 6.4 6.4 使用原因使用原因——违章操作,环境腐蚀;违章操作,环境腐蚀; 6.5 6.5 设备或材料老化设备或材料老化—“—“老化老化”“”“劣化劣化”“”“退化退化””和和超期服役超期服役 2024年9月20日* *腐蚀破坏常见的六种重要形式:腐蚀破坏常见的六种重要形式: 1) 湿硫化氢应力腐蚀开裂 2) 在碱溶液中的应力腐蚀开裂(碱脆) 3) 在液氨中的应力腐蚀开裂 4) 在CO-CO2-H2O环境中的应力腐蚀开裂 5) 氯化物应力腐蚀开裂 6) 连多硫酸应力腐蚀开裂 2024年9月20日第二章 压力容器定期检验76 2024年9月20日1. 1.性质性质 是根据是根据《《特种设备安全法特种设备安全法》》、、《《特种设备安特种设备安全监察条例全监察条例》》的规定而实施的一种的规定而实施的一种强制性强制性的检验。

      的检验2.2.检验依据检验依据 TSG R0004-2009 TSG R0004-2009 《《固定式压力容器安全技术监固定式压力容器安全技术监察规程察规程》》 TSG R7001-2013 TSG R7001-2013 《《压力容器定期检验规则压力容器定期检验规则》》 TSG R0002-2005 TSG R0002-2005 《《超高压容器安全监察规程超高压容器安全监察规程》》 GB150-2011 GB150-2011《《压力容器压力容器》》等设计、制造标准等设计、制造标准 及合同或协议的要求及合同或协议的要求77 2024年9月20日3.3.定期检验范围定期检验范围 3.1 3.1 属于属于《《固容规固容规》》适用范围的在用固定式压力容器适用范围的在用固定式压力容器 3.2 3.2 移动式压力容器移动式压力容器 1) 1)罐车罐车( (包括铁路罐车、汽车罐车和罐式集装箱包括铁路罐车、汽车罐车和罐式集装箱)—)—《《定检规定检规》》附件附件A A;; 2) 2)长管拖车、管束式集中箱长管拖车、管束式集中箱——《《定检规定检规》》附件附件D D 3.3 3.3 医用氧舱医用氧舱——《《定检规定检规》》附件附件B B 3.4 3.4 小型制冷装置中压力容器小型制冷装置中压力容器——《《定检规定检规》》附件附件C C 3.5 3.5 搪玻璃压力容器、石墨及石墨衬里压力容器、玻搪玻璃压力容器、石墨及石墨衬里压力容器、玻璃及玻璃钢衬里压力容器、塑料及塑料衬里压力容器璃及玻璃钢衬里压力容器、塑料及塑料衬里压力容器——《《定检规定检规》》附件附件E E 3.6 3.6 超高压容器超高压容器——《《超高压容规超高压容规》》 3.7 3.7 不包括气瓶。

      不包括气瓶78 2024年9月20日4.4.年度检查:年度检查: 压力容器压力容器使用单位使用单位应当实施压力容器的年度检查,应当实施压力容器的年度检查,可以有压力容器使用单位的专业人员进行,也可以可以有压力容器使用单位的专业人员进行,也可以委托有资格的特种设备检验机构进行委托有资格的特种设备检验机构进行 年度检查项目至少包括年度检查项目至少包括 1 1)压力容器安全管理情况检查,)压力容器安全管理情况检查, 2 2)压力容器本体及运行状况检查,)压力容器本体及运行状况检查, 3 3)压力容器安全附件检查压力容器安全附件检查 对年度检查中发现的安全隐患要及时消除对年度检查中发现的安全隐患要及时消除79 2024年9月20日5.5.定期检验周期定期检验周期 5.1 5.1 压力容器一般应当于压力容器一般应当于投用后投用后3 3年内年内进行进行首次首次定定期检验下次的检验周期,由检验机构根据压力期检验。

      下次的检验周期,由检验机构根据压力容器的安全状况等级,按照以下要求确定容器的安全状况等级,按照以下要求确定: : 1 1)) 安全状况等级为安全状况等级为1 1、、2 2级的,一般每级的,一般每6 6年检年检验一次;验一次; 2 2)安全状况等级为)安全状况等级为3 3级的,一般每级的,一般每3 3年至年至6 6年年检验一次;检验一次; 3 3)安全状况等级为)安全状况等级为4 4级的,监控使用,其检级的,监控使用,其检验周期由检验机构确定,累计监控时间不得超过验周期由检验机构确定,累计监控时间不得超过3 3年,在监控使用期间,使用单位应当采取有效的年,在监控使用期间,使用单位应当采取有效的监控措施;监控措施;80 2024年9月20日 4 4)安全状况等级为)安全状况等级为5 5级的,应当对缺陷进行级的,应当对缺陷进行处理,否则不得继续使用处理,否则不得继续使用 5 5)应用基于风险的检验()应用基于风险的检验(RBIRBI)技术的压力)技术的压力容器,可以采用以下方法确定其检验周期:容器,可以采用以下方法确定其检验周期: ((1 1)参照)参照《《压力容器定期检验规则压力容器定期检验规则》》的规定,的规定,确定压力容器的安全状况等级和检验周期,可以确定压力容器的安全状况等级和检验周期,可以根据压力容器风险水平延长或者缩短检验周期,根据压力容器风险水平延长或者缩短检验周期,但最长不得超过但最长不得超过9 9年;年; ((2 2)以压力容器的剩余使用年限为依据,检)以压力容器的剩余使用年限为依据,检验周期最长不超过压力容器剩余使用年限的一半,验周期最长不超过压力容器剩余使用年限的一半,并且不得超过并且不得超过9 9年。

      年81 2024年9月20日5.2 5.2 检验周期的检验周期的缩短缩短:: 有下列情况之一的压力容器,有下列情况之一的压力容器,定期检验周期可定期检验周期可以适当缩短以适当缩短:: 1 1)介质对压力容器材料的腐蚀情况不明或者腐)介质对压力容器材料的腐蚀情况不明或者腐蚀情况异常的;蚀情况异常的; 2 2)具有环境开裂倾向或者产生机械损伤现象,)具有环境开裂倾向或者产生机械损伤现象,并且已经发生开裂的;并且已经发生开裂的; 3 3)改变使用介质并且并且可能造成腐蚀现象)改变使用介质并且并且可能造成腐蚀现象恶化的;恶化的; 4 4)材质劣化现象比较明显的;)材质劣化现象比较明显的; 5 5)使用单位没有按照规定进行年度检查的;)使用单位没有按照规定进行年度检查的; 6 6)检验中对其他影响安全的因素有怀疑的检验中对其他影响安全的因素有怀疑的82 2024年9月20日注意:注意: 采用采用““亚铵法亚铵法””造纸工艺,并且无有效防腐措造纸工艺,并且无有效防腐措施的蒸球,每年至少进行一次定期检验。

      施的蒸球,每年至少进行一次定期检验 使用标准抗拉强度下限值大于或者等于使用标准抗拉强度下限值大于或者等于540540MPaMPa低合金钢制造的球形储罐,投用低合金钢制造的球形储罐,投用1 1年后应当开年后应当开罐检验 尿素合成塔每年开塔检验一次尿素合成塔每年开塔检验一次83 2024年9月20日5.3 5.3 检验周期的延长检验周期的延长:: 安全状况等级为安全状况等级为1 1、、2 2级的容器符合下列条件级的容器符合下列条件之一时,之一时,定期检验周期可以适当延长定期检验周期可以适当延长:: 1 1)介质腐蚀速率每年低于)介质腐蚀速率每年低于0.1mm0.1mm、有可靠的、有可靠的耐腐蚀金属衬里或者热喷涂金属涂层的压力容器,耐腐蚀金属衬里或者热喷涂金属涂层的压力容器,通过通过1 1次至次至2 2次定期检验,确认腐蚀轻微或衬里完次定期检验,确认腐蚀轻微或衬里完好的,其检验周期最长可以延长至好的,其检验周期最长可以延长至1212年;年; 2 2)装有催化剂的反应器以及装有充填物的压)装有催化剂的反应器以及装有充填物的压力容器,其检验周期根据设计图样和实际使用情力容器,其检验周期根据设计图样和实际使用情况,由使用单位和检验机构协商确定(必要时征况,由使用单位和检验机构协商确定(必要时征求设计单位的意见),报办理求设计单位的意见),报办理《《特种设备使用登特种设备使用登记证记证》》的质量技术监督部门备案。

      的质量技术监督部门备案84 2024年9月20日6.6.检验前准备工作:检验前准备工作: 6.1 6.1 检验机构:检验机构:应当根据压力容器的使用情况、应当根据压力容器的使用情况、损伤模式及失效模式,依据损伤模式及失效模式,依据《《压力容器定检规压力容器定检规》》要要求制定检验方案,并由技术负责人审查批准对于求制定检验方案,并由技术负责人审查批准对于有特殊情况的压力容器的检验方案,检验机构应当有特殊情况的压力容器的检验方案,检验机构应当征求使用单位的意见征求使用单位的意见 检验人员应当严格按照批准的检验方案进行检检验人员应当严格按照批准的检验方案进行检验工作 检验人员确认现场条件符合检验工作要求后方检验人员确认现场条件符合检验工作要求后方可进行检验,并且执行使用单位有关动火、用电、可进行检验,并且执行使用单位有关动火、用电、高空作业、罐内作业、安全防护、安全监护等规定高空作业、罐内作业、安全防护、安全监护等规定 检验用的设备、仪器和工具应当在有效的检定检验用的设备、仪器和工具应当在有效的检定或者校验期内。

      或者校验期内 85 2024年9月20日 检验人员一般需审查以下资料:检验人员一般需审查以下资料: ((1 1)设计资料,)设计资料,((2 2)制造(含现场组焊)资料,)制造(含现场组焊)资料,((3 3)压力容器安装竣工资料,)压力容器安装竣工资料,((4 4)改造或重大维修资料,)改造或重大维修资料,((5 5)使用管理资料,)使用管理资料,((6 6)检验、检查资料检验、检查资料 资料审查发现资料审查发现压力容器未按照规定实施制造压力容器未按照规定实施制造监督检验监督检验(进口压力容器未实施(进口压力容器未实施 安全性能监督检安全性能监督检验)或者验)或者无无《《使用登记证使用登记证》》,检验机构应当,检验机构应当停止停止检验检验,并且向使用登记机关反应并且向使用登记机关反应 86 2024年9月20日6.2 6.2 使用单位和相关的辅助单位:使用单位和相关的辅助单位: 应当按照要求做好停机后的技术性处理和检验应当按照要求做好停机后的技术性处理和检验前的安全检查,确认现场条件符合检验工作要求,前的安全检查,确认现场条件符合检验工作要求,做好有关的准备工作。

      做好有关的准备工作现场至少应具备的条件:现场至少应具备的条件: 1 1)影响检验的附属部件或者其他物体,按照检)影响检验的附属部件或者其他物体,按照检验要求进行清理或者拆除;验要求进行清理或者拆除; 2 2)为检验而搭设的脚手架、轻便梯等设施安全)为检验而搭设的脚手架、轻便梯等设施安全牢固(对离地面牢固(对离地面2m2m以上的脚手架设置安全护栏);以上的脚手架设置安全护栏); 3 3)需要进行检验的表面,特别是腐蚀部位和可)需要进行检验的表面,特别是腐蚀部位和可能产生裂纹缺陷的部位,彻底清理干净,露出金属能产生裂纹缺陷的部位,彻底清理干净,露出金属本体;进行无损检测的表面达到本体;进行无损检测的表面达到JB/T4730JB/T4730的有关要的有关要求;求;87 2024年9月20日 4 4)需要进入压力容器内部进行检验时,应将)需要进入压力容器内部进行检验时,应将内部介质排放、清理干净,用盲板隔断所有液体、内部介质排放、清理干净,用盲板隔断所有液体、气体或者蒸汽的来源,同时设置明显的隔离标志。

      气体或者蒸汽的来源,同时设置明显的隔离标志禁止用关闭阀门代替盲板隔断;禁止用关闭阀门代替盲板隔断; 5 5)需要进入盛装易燃、助燃、毒性或者窒息)需要进入盛装易燃、助燃、毒性或者窒息性介质的压力容器内部进行检验,必须进行置换、性介质的压力容器内部进行检验,必须进行置换、中和、消毒、清洗,取样分析,分析结果达到有关中和、消毒、清洗,取样分析,分析结果达到有关规范、标准的规定;取样分析的间隔时间应当符合规范、标准的规定;取样分析的间隔时间应当符合使用单位的有关规定;盛装易燃、易爆、助燃介质使用单位的有关规定;盛装易燃、易爆、助燃介质的,严禁用空气置换;的,严禁用空气置换; 6 6)人孔和检查孔打开后,必须清除可能滞留)人孔和检查孔打开后,必须清除可能滞留的易燃、易爆、有毒、有害气体和液体,压力容器的易燃、易爆、有毒、有害气体和液体,压力容器内部空间的气体含氧量在内部空间的气体含氧量在1818%至%至2323%%( (体积比体积比) )之间必要时,还应当配备通风、安全救护等设施;必要时,还应当配备通风、安全救护等设施;88 2024年9月20日 7 7)高温或者低温条件下运行的压力容器,按照)高温或者低温条件下运行的压力容器,按照操作规程的要求缓慢地降温或者升温,使之达到可操作规程的要求缓慢地降温或者升温,使之达到可以进行检验工作的程度,防止造成伤害;以进行检验工作的程度,防止造成伤害; 8 8)能够转动或者其中有可动部件的压力容器,)能够转动或者其中有可动部件的压力容器,必须锁住开关,固定牢靠;移动式压力容器检验时,必须锁住开关,固定牢靠;移动式压力容器检验时,应当采取措施防止移动;应当采取措施防止移动; 9 9)切断与压力容器有关的电源,设置明显的安)切断与压力容器有关的电源,设置明显的安全警示标志;检验照明用电电压不得超过全警示标志;检验照明用电电压不得超过24V24V,引,引入压力容器内的电缆必须绝缘良好,接地可靠;入压力容器内的电缆必须绝缘良好,接地可靠; 1010)需要现场进行射线检测时,隔离出透照区,)需要现场进行射线检测时,隔离出透照区,设置警示标志。

      设置警示标志 检验时,使用单位压力容器安全管理人员、操检验时,使用单位压力容器安全管理人员、操作和维护等相关人员应当到场协助检验工作,及时作和维护等相关人员应当到场协助检验工作,及时提供有关资料,负责安全监护,并且设置可靠的联提供有关资料,负责安全监护,并且设置可靠的联络方式89 2024年9月20日7. 7. 检验项目与方法检验项目与方法 压力容器定期检验项目,以宏观检查、壁厚测定、压力容器定期检验项目,以宏观检查、壁厚测定、表面缺陷检测、安全附件检验为主,必要时增加埋表面缺陷检测、安全附件检验为主,必要时增加埋藏缺陷检测、材料分析、密封紧固件检验、强度校藏缺陷检测、材料分析、密封紧固件检验、强度校核、耐压试验、泄露试验等项目核、耐压试验、泄露试验等项目 设计文件对压力容器定期检验项目、方法和要求设计文件对压力容器定期检验项目、方法和要求有专门规定的,还应当从其规定有专门规定的,还应当从其规定7.1 7.1 宏观检查宏观检查——目视检验:本体结构、几何尺寸、表目视检验:本体结构、几何尺寸、表面情况,以及焊缝、隔热层、衬里等。

      面情况,以及焊缝、隔热层、衬里等7.2 7.2 壁厚测定壁厚测定——超声测厚、膜层测厚超声测厚、膜层测厚7.3 7.3 表面缺陷检测表面缺陷检测—MT—MT、、PTPT(铁磁性材料优选(铁磁性材料优选MTMT))7.4 7.4 埋藏缺陷检测埋藏缺陷检测—RT—RT、、UTUT、、TOFDTOFD7.5 7.5 材料分析材料分析————化学分析、光谱分析、硬度检测、化学分析、光谱分析、硬度检测、金相分析金相分析 90 2024年9月20日7.6 7.6 密封紧固件检验密封紧固件检验——对对≥≥M36M36的设备主螺栓在逐个的设备主螺栓在逐个清洗后,检验其损伤和裂纹情况,必要时进行无损检清洗后,检验其损伤和裂纹情况,必要时进行无损检测重点检验螺纹及过渡部位有无环向裂纹)测重点检验螺纹及过渡部位有无环向裂纹)7.7 7.7 强度校核强度校核——腐蚀(及磨蚀)深度超过腐蚀裕度、腐蚀(及磨蚀)深度超过腐蚀裕度、名义厚度不明、结构不合理(且发现严重缺陷),或名义厚度不明、结构不合理(且发现严重缺陷),或者检验人员对强度有怀疑者检验人员对强度有怀疑。

      7.8 7.8 安全附件检验安全附件检验——主要内容:主要内容: 1 1)安全阀,检验是否在校验有效期内;)安全阀,检验是否在校验有效期内; 2 2)爆破片装置,检验是否按期更换;)爆破片装置,检验是否按期更换; 3 3)压力表,检验是否在检定有效期内(适用于有)压力表,检验是否在检定有效期内(适用于有检定要求的压力表);检定要求的压力表); 4 4)壁温测试仪表,检验是否在检定有效期内;)壁温测试仪表,检验是否在检定有效期内; 5 5)液位计,检验是否失效液位计,检验是否失效91 2024年9月20日7.9 7.9 耐压试验耐压试验——分为分为液压试验液压试验、、气压试验气压试验以及以及气液气液组合压力试验组合压力试验三种 TSG R7001-2013 TSG R7001-2013《《容器定检规容器定检规》》规定:定期检规定:定期检验过程中,使用单位或检验机构对安全状况有怀疑验过程中,使用单位或检验机构对安全状况有怀疑时,应当进行耐压试验。

      耐压试验的试验参数时,应当进行耐压试验耐压试验的试验参数[ [试验试验压力、温度等以本次定期检验确定的允许(监控)压力、温度等以本次定期检验确定的允许(监控)使用参数为基础计算使用参数为基础计算] ]、准备工作、安全防护、试验、准备工作、安全防护、试验介质、试验过程、合格要求等按照有关安全技术规介质、试验过程、合格要求等按照有关安全技术规范的规定执行范的规定执行 耐压试验由使用单位负责实施,检验机构负责耐压试验由使用单位负责实施,检验机构负责检验92 2024年9月20日TSG R004—2009TSG R004—2009《《容规容规》》7.57.5条规定:条规定: 有以下情况之一的压力容器,定期检验时应当进有以下情况之一的压力容器,定期检验时应当进行耐压试验:行耐压试验:((1 1)用焊接方法更换主要受压元件的;)用焊接方法更换主要受压元件的;((2 2)主要受压元件补焊深度大于)主要受压元件补焊深度大于1/21/2厚度的;厚度的;((3 3)改变使用条件,超过原设计参数并且经过强)改变使用条件,超过原设计参数并且经过强度校核合格的;度校核合格的;((4 4)需要更换衬里的(耐压试验在更换衬里前进)需要更换衬里的(耐压试验在更换衬里前进行);行);((5 5)停止使用)停止使用2 2年后重新使用的;年后重新使用的;((6 6)从外单位移装或者本单位移装的;)从外单位移装或者本单位移装的;((7 7)使用单位或者检验机构对压力容器的安全状)使用单位或者检验机构对压力容器的安全状况有怀疑,认为应当进行耐压试验的。

      况有怀疑,认为应当进行耐压试验的93 2024年9月20日7.10 7.10 泄露试验泄露试验——包括气密性试验和氨、卤素、氦包括气密性试验和氨、卤素、氦检漏试验检漏试验 极度、高度危害毒性介质,或者设计上不允许极度、高度危害毒性介质,或者设计上不允许有微量泄露的压力容器,应当进行泄露试验有微量泄露的压力容器,应当进行泄露试验 泄露试验由使用单位负责实施,检验机构负责泄露试验由使用单位负责实施,检验机构负责检验94 2024年9月20日95 2024年9月20日8. 8. 安全状况等级评定安全状况等级评定 根据压力容器检验结果综合评定,以其中项目根据压力容器检验结果综合评定,以其中项目等级最低者为评定级别等级最低者为评定级别 需要改造或者维修的压力容器,按照改造或者需要改造或者维修的压力容器,按照改造或者维修结果进行安全状况等级评定维修结果进行安全状况等级评定 安全附件检验不合格的压力容器不允许使用安全附件检验不合格的压力容器不允许使用。

      综合评定安全状况等级为综合评定安全状况等级为1 1级至级至3 3级的,检验结级的,检验结论为符合要求,可以继续使用;安全状况等级为论为符合要求,可以继续使用;安全状况等级为4 4级的,检验结论为基本符合要求,有条件的监控使级的,检验结论为基本符合要求,有条件的监控使用;安全状况等级为用;安全状况等级为5 5级的,检验结论为不符合要级的,检验结论为不符合要求,不得继续使用求,不得继续使用 96 2024年9月20日 安全状况等级评定为安全状况等级评定为4 4级并且监控期满的压力级并且监控期满的压力容器,或者定期检验发现严重缺陷可能导致停止容器,或者定期检验发现严重缺陷可能导致停止使用的压力容器,应当对缺陷进行处理缺陷处使用的压力容器,应当对缺陷进行处理缺陷处理的方式包括采用维修的方法消除缺陷或者进行理的方式包括采用维修的方法消除缺陷或者进行合于使用评价负责压力容器定期检验的检验机合于使用评价负责压力容器定期检验的检验机构应当根据合于使用评价报告的结论和其它定期构应当根据合于使用评价报告的结论和其它定期检验的结果综合确定压力容器的安全状况等级、检验的结果综合确定压力容器的安全状况等级、允许使用参数和下次检验日期。

      允许使用参数和下次检验日期 97 2024年9月20日9. 9. 容器腐蚀检查的重点容器腐蚀检查的重点(制定方案和现场检验时应(制定方案和现场检验时应特别关注特别关注)) 9.1 9.1局部腐蚀局部腐蚀 1 1)容易积存水分、湿气或腐蚀性沉淀物的地方,)容易积存水分、湿气或腐蚀性沉淀物的地方,包括内壁排液管周围,容器底部及包括内壁排液管周围,容器底部及“死角死角”,外部支,外部支座附近等座附近等 2 2)保温层破损部位、防腐层损坏处,包括涂层)保温层破损部位、防腐层损坏处,包括涂层脱落、镀层磨损、衬里开裂或凸起的地方脱落、镀层磨损、衬里开裂或凸起的地方 3 3)焊缝及热影响区、焊接敏化区、开孔及结构)焊缝及热影响区、焊接敏化区、开孔及结构不连续部位不连续部位 4 4)气体流速局部过大的部位、被冲刷部位,如)气体流速局部过大的部位、被冲刷部位,如弯管的外弯部、气流近路处等弯管的外弯部、气流近路处等98 2024年9月20日 9.2 9.2 疲劳裂纹疲劳裂纹 1 1)焊缝与焊接热影响区)焊缝与焊接热影响区 2 2)错边、棱角度超标部位)错边、棱角度超标部位 3 3)结构不连续部位)结构不连续部位 4 4)有埋藏缺陷部位)有埋藏缺陷部位 5 5)接管角焊缝、支座或柱腿角焊缝)接管角焊缝、支座或柱腿角焊缝 6 6)其它局部应力过高的部位)其它局部应力过高的部位 9.3 9.3应力腐蚀应力腐蚀 1 1)应力腐蚀环境中使用,且介质成份的应力腐)应力腐蚀环境中使用,且介质成份的应力腐蚀倾向严重的容器(湿硫化氢环境)蚀倾向严重的容器(湿硫化氢环境) 2 2)高强度钢容器)高强度钢容器 3 3)未做焊后消除应力处理的容器)未做焊后消除应力处理的容器 4 4)容器内壁焊接热影响区)容器内壁焊接热影响区99 2024年9月20日第三部分 压力管道100 2024年9月20日第一章 压力管道概述101 2024年9月20日1.压力管道的定义 1. 1. 1《中华人民共和国特种设备安全法》 指利用一定的压力,用于输送气体或者液体的管状设备,其范围规定为:最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压),介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体,且公称直径大于或者等于50mm的管道。

      公称直径小于150mm,且其最高工作压力小于1.6MPa(表压)的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外102 2024年9月20日1.2《特种设备安全监察条例》 2. 指利用一定的压力,用于输送气体或者指利用一定的压力,用于输送气体或者液体的管状设备,其范围规定为最高工作压液体的管状设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于力大于或者等于0.1MPa0.1MPa(表压)的气体、液(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质,且公称直径大于等于沸点的液体介质,且公称直径大于等于25mm25mm的管道 包括其附属的安全附件、安全保护装置与包括其附属的安全附件、安全保护装置与安全保护装置相关的设施安全保护装置相关的设施103 2024年9月20日1. 1.3 3《《压力管道安全技术监察规程压力管道安全技术监察规程—工业管道工业管道》》 工艺装置、辅助装置以及界区内公用工程所工艺装置、辅助装置以及界区内公用工程所属的工业管道属的工业管道( (以下简称管道以下简称管道) )。

      最高工作压力大于或等于最高工作压力大于或等于0.1MPa0.1MPa( (表压表压) )的;的; 公称直径大于公称直径大于25mm25mm的;的; 输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最高工输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体或者可燃、作温度高于或者等于其标准沸点的液体或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体的易爆、有毒、有腐蚀性的液体的104 2024年9月20日2.2. 压力管道的法规标准体系 2.12.1法规体系法规体系105 2024年9月20日2.2 2.2 主要标准主要标准GB/T20801-2006GB/T20801-2006《《压力管道规范压力管道规范 ——工业管道工业管道 》》GB 50316-2000GB 50316-2000((20082008版)版)《《工业金属管道设计规范工业金属管道设计规范》》GB 50235-2010GB 50235-2010《《工业金属管道工程施工工程规范工业金属管道工程施工工程规范》》 GB 50236-2011GB 50236-2011《《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收现场设备、工业管道焊接工程施工及验收 规范规范 》》GB 50184-2011 GB 50184-2011 《《工业金属管道工程施工质量验收规范工业金属管道工程施工质量验收规范》》GB 50683-2011 GB 50683-2011 《《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范范 》》GB50016-2014GB50016-2014《《建筑设计防火规范建筑设计防火规范》》(代替(代替GBJl6 GBJl6 ))GB50160-2008GB50160-2008《《石油化工企业设计防火规范石油化工企业设计防火规范》》GB5044-2008GB5044-2008《《职业性接触毒物危害程度分级职业性接触毒物危害程度分级》》 GB7231-2003 GB7231-2003《《工业管路的基本识别色、识别符号和安全标识工业管路的基本识别色、识别符号和安全标识》》 SH 3501-2011 SH 3501-2011 《《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范验收规范》》 SH3405-2012 SH3405-2012《《石油化工钢管尺寸系列石油化工钢管尺寸系列》》106 2024年9月20日3. 工业管道级别划分(按《管规》划分) 3.3. 1 1  GC1GC1级级 符合下列条件之一的工业管道,为符合下列条件之一的工业管道,为GC1GC1级:级: 输送毒性程度为极度危害介质,高度危害气体介输送毒性程度为极度危害介质,高度危害气体介质和工作温度高于其标准沸点的高度危害的液体介质和工作温度高于其标准沸点的高度危害的液体介质的管道;质的管道; 输送火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可输送火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体燃液体( (包括液化烃包括液化烃) )的管道,并且设计压力大于或的管道,并且设计压力大于或者等于者等于4.0MPa4.0MPa的管道;的管道; 输送除前两项介质的流体介质并且设计压力大于输送除前两项介质的流体介质并且设计压力大于或者等于或者等于10.0MPa10.0MPa,或者设计压力大于或者等于,或者设计压力大于或者等于4.04.0MPaMPa,并且设计温度高于或者等于,并且设计温度高于或者等于400℃400℃的管道。

      的管道107 2024年9月20日3.23.2  GC2GC2级级 除除GC3GC3级管道外,介质毒性程度、火灾危险级管道外,介质毒性程度、火灾危险性(可燃性)、设计压力和设计温度低于性(可燃性)、设计压力和设计温度低于2.12.1条规条规定的定的GC1GC1级的管道级的管道3.33.3  GC3GC3级级 输送无毒、非可燃流体介质,设计压力小于输送无毒、非可燃流体介质,设计压力小于或者等于或者等于1.0MPa1.0MPa,并且设计温度高于-,并且设计温度高于-20℃20℃但是但是不高于不高于185℃185℃的管道108 2024年9月20日4. 4. 工业管道的破坏形式工业管道的破坏形式 国外有关统计资料表明,工业管道的破坏性事国外有关统计资料表明,工业管道的破坏性事故中,腐蚀破坏约占故中,腐蚀破坏约占2828..1 1%;疲劳破坏约占%;疲劳破坏约占2929..1 1%;蠕变破坏约占%;蠕变破坏约占2828..8 8%可见腐蚀、疲劳、蠕变%可见腐蚀、疲劳、蠕变破坏是管道破坏的三大主要原因。

      破坏是管道破坏的三大主要原因 4.1 4.1 因超压造成过度变形;因超压造成过度变形; 4.2 4.2 因存在原始缺陷而造成的断裂;因存在原始缺陷而造成的断裂; 4.3 4.3 因环境或介质造成的腐蚀破坏;因环境或介质造成的腐蚀破坏; 4.4 4.4 因交变载荷而导致发生的疲劳破坏;因交变载荷而导致发生的疲劳破坏; 4.5 4.5 因高温环境造成的蠕变破坏等因高温环境造成的蠕变破坏等109 2024年9月20日 对石化企业管道爆炸与严重损坏事故原因进行对石化企业管道爆炸与严重损坏事故原因进行了分类,很明显腐蚀与冲蚀比例偏高,而管理不善了分类,很明显腐蚀与冲蚀比例偏高,而管理不善原因较低,其中腐蚀减薄引起的占原因较低,其中腐蚀减薄引起的占29.829.8%,材料以%,材料以及制造质量引起的占及制造质量引起的占24.524.5%,因安装原因引起的失%,因安装原因引起的失效占效占26.726.7%110 2024年9月20日第二章 压力管道定期检验111 2024年9月20日1. 性质 是根据《特种设备安全法》、《特种设备安全监察条例》的规定而实施的一种强制性的检验。

      2.检验依据 1)TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规 程—工业管道》及其它规程; 2)《在用工业管道定期检验规程》 ( 2003试行版); 3) GB/T20801-2006 《压力管道规范 工业管道 》等设计、制造标准; 4)合同或协议的要求112 2024年9月20日3.检验范围 属于《管规》适用范围的在用工业管道及附属设施,即: 1)管道元件,包括管道组成件和管道支承件; 2)管道元件间的连接接头、管道与设备或者装置连接的第一道连接接头(焊缝、法兰、密封件及紧固件等)、管道与非受压元件的连接接头; 3)管道所用的安全阀、爆破片装置、阻火器、紧急切断装置等安全保护装置但不包括下列管道: 1)公称直径≤25mm的管道;[注:特种设备安全法目录规定为公称直径< 50mm的管道] 2)非金属管道; 3)最高工作压力>42MPa或<0.1MPa的管道113 2024年9月20日4.定期检验类别 包括检验和全面检验 4.1检验:在运行条件下对在用管道进行的检验,每年至少1次(也可称为年度检验) 。

      1)检验工作由使用单位进行,使用单位也可将检验工作委托给具有压力管道检验资格的单位使用单位应制定检验管理制度,从事检验工作的检验人员须经专业培训,并报省级或其授权的地(市)级质量技术监督部门备案 使用单位根据具体情况制定检验计划和方案,安排检验工作 2)检验一般以宏观检查和安全保护装置检验为主,必要时进行测厚检查和电阻值测量 114 2024年9月20日* *重点检查部位一般为:重点检查部位一般为: ((1 1)) 压缩机、泵的出口部位;压缩机、泵的出口部位; ((2 2)补偿器、三通、弯头(弯管)、大小头、)补偿器、三通、弯头(弯管)、大小头、支管连接及介质流动的死角等部位;支管连接及介质流动的死角等部位; ((3 3)支吊架损坏部位附近的管道组成件以及焊接)支吊架损坏部位附近的管道组成件以及焊接接头;接头; ((4 4)曾经出现过影响管道安全运行的问题的部位;)曾经出现过影响管道安全运行的问题的部位; ((5 5)处于生产流程要害部位的管段以及与重要装)处于生产流程要害部位的管段以及与重要装置或设备相连接的管段;置或设备相连接的管段; ((6 6)工作条件苛刻及承受交变载荷的管段。

      工作条件苛刻及承受交变载荷的管段 检验人员可根据实际情况确定实际检验项目和检验人员可根据实际情况确定实际检验项目和内容,并进行检验工作内容,并进行检验工作 3 3)检验结论分为:可以使用、监控使用、停止)检验结论分为:可以使用、监控使用、停止使用 115 2024年9月20日 4.2 全面检验:按一定的检验周期在管道停车期间进行的较为全面的检验4.2.1 在用工业管道全面检验工作由已经获得质量技术监督部门资格认可的检验单位进行4.2.2 使用单位负责制定在用工业管道全面检验计划,安排全面检验工作,向检验单位申报全面检验 使用单位应进行全面检验的现场准备工作,确保所提供检验的管道处于适宜的待检验状态;提供安全的检验环境,负责检验所必需的辅助工作(如拆除保温、搭脚手架、打磨除锈、配起重设施、提供检验用电、水、气等),并协助检验单位进行全面检验工作 116 2024年9月20日4.2.3 检验机构应根据使用单位提供的全面检验计划,安排取得相应检验资格证书的检验人员,并在检验前做好资料审查和制定检验方案等检验准备工作,并与使用单位落实检验方案。

      检验单位和检验人员应做好检验的安全防护工作,严格遵守使用单位的安全生产制度 全面检验工作结束后,检验机构应根据检验情况和所进行的检验项目,认真、准确、及时出具检验报告117 2024年9月20日4.3 全面检验的检验周期确定: 安全状况等级为1级和2级的在用工业管道,其检验周期一般不超过6年;安全状况等级为3级的在用工业管道,其检验周期一般不超过3年 GC1、GC2级压力管道的全面检验周期检验周期一般不超过6年;按照基于风险检验(RBI)的结果确定的检验周期,一般不超过9年GC3级管道的全面检验周期一般不超过9年118 2024年9月20日属于下列情况之一的管道,应当适当缩短检验周期: (1)新投用的GC1、GC2级的(首次检验周期一般不超过3年)的; (2)发现应力腐蚀或者严重局部腐蚀的; (3)承受交变载荷,可能导致疲劳失效的; (4)材质产生劣化的; (5)检验中发现存在严重问题的; (6)检验人员和使用单位认为需要缩短检验周期的。

      119 2024年9月20日检验前准备检验前准备资料审查资料审查制定检验方案制定检验方案外外部部宏宏观观检检查查材材质质检检查查壁壁厚厚测测定定无无损损检检测测理理化化检检验验安全安全保护保护装置装置检验检验耐压耐压强度强度校验校验和应和应力分力分析析压压力力试试验验泄泄漏漏性性试试验验出具全面检验报告出具全面检验报告检验后的处理检验后的处理全面检验的一般程序全面检验的一般程序4.4 全面检验项目和要求120 2024年9月20日5.5.全面检验现场应具备的条件全面检验现场应具备的条件( (使用单位准备使用单位准备工作工作) ) 5.1 5.1 影响管道全面检验的附设部件或其他物体,影响管道全面检验的附设部件或其他物体,应按检验要求进行清理或拆除;应按检验要求进行清理或拆除; 5.2 5.2 为检验而搭设的脚手架、轻便梯等设施,必为检验而搭设的脚手架、轻便梯等设施,必须安全牢固,便于进行检验和检测工作;须安全牢固,便于进行检验和检测工作; 5.3 5.3 高温或低温条件下运行的压力管道,应按照高温或低温条件下运行的压力管道,应按照操作规程的要求缓慢地降温或升温,防止造成损伤;操作规程的要求缓慢地降温或升温,防止造成损伤; 5.4 5.4 检验前,必须切断与管道或相邻设备有关的检验前,必须切断与管道或相邻设备有关的电源,拆除保险丝,并设置明显的安全标志;电源,拆除保险丝,并设置明显的安全标志; 5.5 5.5 如需现场射线检验时,应隔离出透照区,设如需现场射线检验时,应隔离出透照区,设置安全标志置安全标志; 121 2024年9月20日 5.6 5.6 将管道内部介质排除干净,用盲板隔断所将管道内部介质排除干净,用盲板隔断所有液体、气体或蒸汽的来源,设置明显的隔离标志;有液体、气体或蒸汽的来源,设置明显的隔离标志; 5.7 5.7 对输送易燃、助燃、毒性或窒息性介质的对输送易燃、助燃、毒性或窒息性介质的管道,应进行置换、中和、消毒,清洗。

      对于输送管道,应进行置换、中和、消毒,清洗对于输送易燃介质的管道,严禁用空气置换;易燃介质的管道,严禁用空气置换; 5.8 5.8 进入管道内部进入管道内部检验检验所用的灯具和工具的电所用的灯具和工具的电源电压应符合现行国家标准源电压应符合现行国家标准《《安全电压安全电压》》GB3805GB3805的规定;检验用的设备和器具,应在有效的检定期的规定;检验用的设备和器具,应在有效的检定期内,经检查和校验合格后方可使用内,经检查和校验合格后方可使用 122 2024年9月20日6.6.重点检查部位:重点检查部位:   6.1 6.1 压缩机、泵的出口部位;压缩机、泵的出口部位;   6.2 6.2 补偿器、三通、弯头补偿器、三通、弯头( (弯管弯管) )、大小头、支管、大小头、支管连接及介质流动的死角等部位;连接及介质流动的死角等部位;   6.3 6.3 支吊架损坏部位附近的管道组成件以及焊接支吊架损坏部位附近的管道组成件以及焊接接头;接头;   6.4 6.4 曾经出现过影响管道安全运行的问题的部位;曾经出现过影响管道安全运行的问题的部位;   6.5 6.5 处于生产流程要害部位的管段以及与重要装处于生产流程要害部位的管段以及与重要装置或设备相连接的管段;置或设备相连接的管段;   6.6 6.6 工作条件苛刻及承受交变载荷的管段。

      工作条件苛刻及承受交变载荷的管段123 2024年9月20日6. 6. 重点检验部位:重点检验部位: 发生事故可能性较大的部位发生事故可能性较大的部位 6.1 6.1 压压缩缩机机、、泵泵的的出出入入口口部部位位及及与与设设备备和和容容器器连连接部位振动比较严重,使管道运行承受交变载荷接部位振动比较严重,使管道运行承受交变载荷124 2024年9月20日6.2 6.2 支支吊吊架架损损坏坏部部位位附附近近的的管管道道组组成成件件以以及及主主要要焊焊接接接接头头,,因因为为支支吊吊架架损损坏坏后后,,使使管管道道承承受受的的应应力力远远大于设计应力;大于设计应力;6.3 6.3 高高温温、、高高压压等等工工作作条条件件苛苛刻刻的的管管段段,,其其发发生生事事故的可能性较大;故的可能性较大;超压爆裂的膨胀节超压爆裂的膨胀节125 2024年9月20日6.4 6.4 补补偿偿器器、、弯弯头头、、异异径径、、三三通通、、支支管管连连接接及及介介质质流流动动的的滞滞留留区区域域以以及及几几何何形形状状变变化化比比较较大大的的部部位位等等,,因这些部位承受应力较大,容易腐蚀损坏因这些部位承受应力较大,容易腐蚀损坏。

      弯头腐蚀局部减薄弯头腐蚀局部减薄 支管连接处应力集中支管连接处应力集中 126 2024年9月20日6.56.5管段中相对低点以及与地面或支架接触部位等管段中相对低点以及与地面或支架接触部位等127 2024年9月20日 6.6 6.6 管管道道组组成成件件异异种种钢钢焊焊接接接接头头及及其其附附近近部部位位,,因因这这些些部部位位容容易易形形成成电电位位差差,,发发生生电电化化学学腐腐蚀蚀,,从从而加速低电位碳钢管段的腐蚀而加速低电位碳钢管段的腐蚀 6.7 6.7 曾曾经经出出现现过过超超温温、、超超压压和和腐腐蚀蚀等等现现象象影影响响工工业业管管道道安安全全运运行行的的问问题题的的部部位位,,这这些些部部位位往往往往运运行行条条件件苛苛刻刻,,从从而而更更易易发发生生事事故故另另外外,,对对《《管管检检规规》》无无损损检检测测抽抽查查要要求求的的重重点点部部位位进进行行检检验128 2024年9月20日图图15 异种钢焊接管道异种钢焊接管道129 2024年9月20日第四部分 国内石化装置事故及典型案例分析130 2024年9月20日1312024/9/20一一. .国内石化装置事故国内石化装置事故 2024年9月20日1322024/9/20 2024年9月20日1332024/9/20二二. .国内石化装置事故国内石化装置事故 2024年9月20日1342024/9/20 2008年年4月月16日茂石化炼油厂发生过一次爆炸火灾,当时日茂石化炼油厂发生过一次爆炸火灾,当时初步断定是由于加氢裂化装置加热炉炉管泄漏初步断定是由于加氢裂化装置加热炉炉管泄漏(油油)所致。

      所致三三. .国内石化装置事故国内石化装置事故 2024年9月20日1352024/9/202008年年8月月26日日6时时45分,广维化工股份有分,广维化工股份有限公司发生爆炸事故,限公司发生爆炸事故,爆炸引发的火灾导致爆炸引发的火灾导致车间内装有甲醇等易车间内装有甲醇等易燃易爆物品的储罐发燃易爆物品的储罐发生爆炸事故造成生爆炸事故造成20人遇难,周围人遇难,周围3公里公里范围内范围内18个村屯和广个村屯和广维集团生活区的维集团生活区的11500名群众紧急疏名群众紧急疏散四四. .国内石化装置事故国内石化装置事故 2024年9月20日1. 1.管道弯头局部腐蚀管道弯头局部腐蚀 初底油又称拔头油主要是常减压蒸馏中在初馏塔或者闪蒸塔中分初底油又称拔头油主要是常减压蒸馏中在初馏塔或者闪蒸塔中分馏过部分石脑油的原油,化学成分非常复杂,常取决于原油的品质馏过部分石脑油的原油,化学成分非常复杂,常取决于原油的品质对此拔头油进行化学分析得出含有环烷酸、氯化物、硫化物、有机酸、对此拔头油进行化学分析得出含有环烷酸、氯化物、硫化物、有机酸、氧、二氧化碳、水等环烷酸对碳素钢的腐蚀性较大(均匀腐蚀),弯氧、二氧化碳、水等。

      环烷酸对碳素钢的腐蚀性较大(均匀腐蚀),弯头头W1W1在整个管系的底部,考虑到物料可能在弯头沉积处造成局部全面腐在整个管系的底部,考虑到物料可能在弯头沉积处造成局部全面腐蚀五五. .典型案列:典型案列:136 2024年9月20日2.2.液态烃管线氢致开裂液态烃管线氢致开裂137 2024年9月20日 液态烃管道与支座连接处断口周边靠近内壁出现孔洞及氢致裂纹,呈液态烃管道与支座连接处断口周边靠近内壁出现孔洞及氢致裂纹,呈现由应力集中及硫化物夹杂导致的解理断裂特征现由应力集中及硫化物夹杂导致的解理断裂特征 壁厚测定、硬度检测、材料成分光谱分析,未见异常壁厚测定、硬度检测、材料成分光谱分析,未见异常138 2024年9月20日3.3.低温过热器管高温失效低温过热器管高温失效 2010 2010年年1010月,化肥厂月,化肥厂C C锅炉低温过热器管发生爆裂,车间被迫停车检修,锅炉低温过热器管发生爆裂,车间被迫停车检修,我单位承担了该设备过热器管的检验检测任务,并对爆管部位进行了分析我单位承担了该设备过热器管的检验检测任务,并对爆管部位进行了分析。

      该过热器排管为立式结构,垂直悬挂于炉膛中列管材料为该过热器排管为立式结构,垂直悬挂于炉膛中列管材料为20G20G,规格为,规格为Φ42×4.0mmΦ42×4.0mm139 2024年9月20日爆裂部位爆裂部位样品外表面样品外表面样品内表面样品内表面断裂面石墨化形态断裂面石墨化形态样品内外表面电镜观察样品内外表面电镜观察140 2024年9月20日 结论:低温过热管在长期超温得工况下服役,材质劣化,出现了严重的石结论:低温过热管在长期超温得工况下服役,材质劣化,出现了严重的石墨化现象材料的强度和韧性急剧下降,最终爆管墨化现象材料的强度和韧性急剧下降,最终爆管开裂原因:烟气冲刷、积盐积垢引起的酸腐蚀、管内外温差过大开裂原因:烟气冲刷、积盐积垢引起的酸腐蚀、管内外温差过大建议对策建议对策3.13.1控制温度控制温度严格控制管内的蒸汽温度及管外的烟气温度,尽可能降低管壁温度梯度差,严格控制管内的蒸汽温度及管外的烟气温度,尽可能降低管壁温度梯度差,采取适当的措施防止过热器管外壁氧化;采取措施对过热器管的壁温进行采取适当的措施防止过热器管外壁氧化;采取措施对过热器管的壁温进行监测,避免局部长时间超温运行而导致管壁金属蠕变失效。

      监测,避免局部长时间超温运行而导致管壁金属蠕变失效3.23.2加强日常管理加强日常管理加强日常的生产和工艺管理,定期分析化验锅炉水水质,了解其杂质含量加强日常的生产和工艺管理,定期分析化验锅炉水水质,了解其杂质含量是否符合相关标准,改善水质的的控制措施和处理手段,减少杂质元素,是否符合相关标准,改善水质的的控制措施和处理手段,减少杂质元素,定期清理管内污垢,防止管壁温度升高造成超温爆管定期清理管内污垢,防止管壁温度升高造成超温爆管3.3 3.3 综合治理与应用综合治理与应用鉴于多次发生爆管的情况,检验分析结束后,业主积极采纳了我们所提出鉴于多次发生爆管的情况,检验分析结束后,业主积极采纳了我们所提出的建议,对该锅炉低温过热器管部位进行系统热分布的检测,通过各组各的建议,对该锅炉低温过热器管部位进行系统热分布的检测,通过各组各排弯管颜色、氧化皮形态、管径的变化以及抽样割管检测,金相分析等方排弯管颜色、氧化皮形态、管径的变化以及抽样割管检测,金相分析等方法,掌握了过热器蛇形管超温过热的范围并配合工艺、设计和制造维护各法,掌握了过热器蛇形管超温过热的范围并配合工艺、设计和制造维护各专业部门提出合理的整改方案,通过变更材料、改变结构和烟气流的分布,专业部门提出合理的整改方案,通过变更材料、改变结构和烟气流的分布,改进了供水质量等;使问题得以解决,至今再未发生爆管事件。

      改进了供水质量等;使问题得以解决,至今再未发生爆管事件141 2024年9月20日4.4.氯离子应力腐蚀开裂氯离子应力腐蚀开裂 某助剂厂顺酐装置某助剂厂顺酐装置E-1306E-1306气体冷却器制造日期为气体冷却器制造日期为20082008年年7 7月,月,20082008年年11 11月开始安装并投用,月开始安装并投用,20092009年年1010月月9 9日发现锅炉水出口管与筒体角接日发现锅炉水出口管与筒体角接部位突然发生严重泄漏,被迫紧急停车部位突然发生严重泄漏,被迫紧急停车142 2024年9月20日逐项展开分析逐项展开分析分析项目分析项目宏观检查宏观检查材料成分光谱分析材料成分光谱分析 扫描电镜断口形貌分析扫描电镜断口形貌分析 X X射线能谱分析射线能谱分析 金相检查金相检查143 2024年9月20日图图4 4 现场状况及开裂部位现场状况及开裂部位1. 1.宏观检查和取样情况宏观检查和取样情况锅炉水出口锅炉水出口锅炉水入口锅炉水入口气体入口气体入口气体出口气体出口1.宏观检查144 2024年9月20日 来样为开裂部位环向切割部来样为开裂部位环向切割部分,宏观检查发现来样分布有大分,宏观检查发现来样分布有大量树枝状径向穿透性裂纹,内表量树枝状径向穿透性裂纹,内表面附着有致密黄褐色垢层,并有面附着有致密黄褐色垢层,并有明显机械加工纹路。

      从来样接近明显机械加工纹路从来样接近接管内表面侧进行取样,取样后接管内表面侧进行取样,取样后发现开裂面无金属光泽且呈脆性发现开裂面无金属光泽且呈脆性断裂特征断裂特征取样情况:取样情况:图图5 5 来样状况来样状况1#1#样品为扫描电子显微镜及样品为扫描电子显微镜及X X射线能谱分析样品射线能谱分析样品2#2#样品为金相分析样品样品为金相分析样品145 2024年9月20日图图7 7 光谱分析部位光谱分析部位 经光电发射光谱分析(图经光电发射光谱分析(图7 7),锅炉水出口管材料成分符合标称),锅炉水出口管材料成分符合标称材质(材质(OCr18Ni9OCr18Ni9)元素含量标准值()元素含量标准值(GB/T 14976-2002GB/T 14976-2002《《流体输送用流体输送用不锈钢无缝钢管不锈钢无缝钢管》》),见下表2.2.材料成分光谱分析材料成分光谱分析2.材料成分光谱分析146 2024年9月20日图图8 1#8 1#样品开裂面(左)和内表面(右)样品开裂面(左)和内表面(右) 断口形貌可分为三个区域:分析部位断口形貌可分为三个区域:分析部位A A所在的黑色腐蚀区为裂纹起所在的黑色腐蚀区为裂纹起裂和缓慢扩展区;分析部位裂和缓慢扩展区;分析部位B B所在的灰黑色过渡区就是裂纹快速扩展区;所在的灰黑色过渡区就是裂纹快速扩展区;分析部位分析部位C C所在的银灰色撕裂区靠近锅炉水出口管内壁,是裂纹在高应所在的银灰色撕裂区靠近锅炉水出口管内壁,是裂纹在高应力作用下的瞬断区。

      另外,分析部位力作用下的瞬断区另外,分析部位D D位于管内壁裂纹边沿位于管内壁裂纹边沿3. 3. 扫描电镜断口形貌分析扫描电镜断口形貌分析3.扫描电镜断口形貌分析147 2024年9月20日图图9 9 开裂区断口形貌(左开裂区断口形貌(左×200×200、右、右×500×500))((1 1)) 1#1#样品开裂区断口形貌呈穿晶破裂和脆性断裂特征,可观样品开裂区断口形貌呈穿晶破裂和脆性断裂特征,可观察到河流状花样,表面附着有腐蚀产物,断口处存在呈直线延伸察到河流状花样,表面附着有腐蚀产物,断口处存在呈直线延伸的二次裂纹(图的二次裂纹(图9 9););148 2024年9月20日图图10 10 过渡区断口形貌(左过渡区断口形貌(左×200×200、右、右×500×500)) ((2 2)) 1#1#样品过渡区断口形貌呈穿晶破裂特征,可观察到台阶状样品过渡区断口形貌呈穿晶破裂特征,可观察到台阶状特征,偏向开裂区一侧有较多腐蚀产物且呈脆性断裂特征,偏向撕裂特征,偏向开裂区一侧有较多腐蚀产物且呈脆性断裂特征,偏向撕裂区一侧断裂韧窝形态更加明显(图区一侧断裂韧窝形态更加明显(图1010););149 2024年9月20日图图11 11 撕裂区断口形貌(左撕裂区断口形貌(左×200×200、右、右×500×500))((3 3)) 1#1#样品撕裂区断口形貌呈韧性断裂特征,可观察到大量韧窝样品撕裂区断口形貌呈韧性断裂特征,可观察到大量韧窝形态(图形态(图11 11););150 2024年9月20日图图12 12 内表面机械加工纹路和裂纹形貌(左内表面机械加工纹路和裂纹形貌(左×50×50、右、右×200×200))((4 4)) 1#1#样品内表面有一层致密的腐蚀产物膜,主裂纹呈直线状延伸样品内表面有一层致密的腐蚀产物膜,主裂纹呈直线状延伸(图(图1212)。

      151 2024年9月20日图图13 13 开裂面腐蚀产物能谱分析谱图开裂面腐蚀产物能谱分析谱图 1# 1#样品开裂面和内表面腐蚀产物中有大量的样品开裂面和内表面腐蚀产物中有大量的ClCl、、Si Si、、CaCa、、K K富集,富集,且开裂面腐蚀产物中且开裂面腐蚀产物中ClCl含量相对较高含量相对较高图图14 14 内表面腐蚀产物能谱分析谱图内表面腐蚀产物能谱分析谱图4. X4. X射线能谱分析射线能谱分析4.能谱分析152 2024年9月20日 对对2#2#样品垂直于开裂面的截面进行磨制、抛光、氯化铁盐酸溶液侵样品垂直于开裂面的截面进行磨制、抛光、氯化铁盐酸溶液侵蚀后在金相显微镜下进行了观察(图蚀后在金相显微镜下进行了观察(图1515),发现大量呈树枝状分布的穿),发现大量呈树枝状分布的穿晶型窄深裂纹,裂纹附近区域内奥氏体晶粒粗大,裂纹内充满腐蚀产物,晶型窄深裂纹,裂纹附近区域内奥氏体晶粒粗大,裂纹内充满腐蚀产物,裂纹起源于内壁蚀坑底部,端部尖锐,且由内向外继续扩展,呈应力腐裂纹起源于内壁蚀坑底部,端部尖锐,且由内向外继续扩展,呈应力腐蚀开裂特征(图蚀开裂特征(图1616~~2121))图图15 2#15 2#样品金相分析部位样品金相分析部位E E5. 5. 金相检查金相检查5.金相检查153 2024年9月20日图图16 16 低倍下裂纹形态低倍下裂纹形态 ×50×50图图17 17 树枝状开裂形态树枝状开裂形态 ×100×100图图18 18 裂纹起源于内壁蚀坑底部裂纹起源于内壁蚀坑底部 ×100×100图图19 19 裂纹端部尖锐且向内继续扩展裂纹端部尖锐且向内继续扩展 ×100×100图图20 20 裂纹内充满腐蚀产物裂纹内充满腐蚀产物 ×100×100图图21 21 裂纹穿越粗大的奥氏体晶粒裂纹穿越粗大的奥氏体晶粒 ×500×500154 2024年9月20日讨讨 论论介质因素:介质因素:ClCl- -腐蚀介质形凹槽内滞留浓缩;腐蚀介质形凹槽内滞留浓缩;致密腐蚀产物膜促使管壁温度的升高;致密腐蚀产物膜促使管壁温度的升高;溶解氧的共同作用。

      溶解氧的共同作用应力作用:应力作用: 结构不连续性产生的结构结构不连续性产生的结构应力;焊接残余应力、热应应力;焊接残余应力、热应力、环向薄膜应力力、环向薄膜应力表面钝化膜破坏,形成微观点蚀坑表面钝化膜破坏,形成微观点蚀坑内壁点蚀坑底部萌生裂纹,并在裂纹尖内壁点蚀坑底部萌生裂纹,并在裂纹尖端不断的发生阳极溶解和腐蚀产物的楔端不断的发生阳极溶解和腐蚀产物的楔入,导致裂纹的纵深扩展入,导致裂纹的纵深扩展四、讨论155 2024年9月20日结论与建议结论与建议((1 1)锅炉水出口管段改用耐)锅炉水出口管段改用耐ClCl- -腐蚀性能更好的腐蚀性能更好的316L316L奥氏体不锈奥氏体不锈钢;钢;((2 2))锅炉水出口管与筒体角接部位锅炉水出口管与筒体角接部位加设过渡结构,并保证构件表明不存加设过渡结构,并保证构件表明不存在腐蚀残液滞留的线形凹槽、缝隙和在腐蚀残液滞留的线形凹槽、缝隙和死角死角, ,避免避免ClCl- -吸附和浓缩;采用合理的吸附和浓缩;采用合理的焊接工艺,降低焊接残余应力;焊接工艺,降低焊接残余应力;((3 3)加强锅炉给水和运行操作的)加强锅炉给水和运行操作的管理及控制,采用有效脱氧措施,管理及控制,采用有效脱氧措施,降低介质中溶解氧的含量;降低介质中溶解氧的含量;((4 4)加强设备入厂前的质量验)加强设备入厂前的质量验收工作和设备投入后的定期检验,收工作和设备投入后的定期检验,发现缺陷及时处理,防止事故的发现缺陷及时处理,防止事故的发生。

      发生结结 论:论: 检查和分析结果表明,气体冷却器锅炉水出口管的开裂属于典型的检查和分析结果表明,气体冷却器锅炉水出口管的开裂属于典型的18-818-8型奥氏体不锈钢在型奥氏体不锈钢在ClCl- -环境下腐蚀环境下的应力腐蚀开裂环境下腐蚀环境下的应力腐蚀开裂五、结论与建议建建 议议156 2024年9月20日5.5.现场照片现场照片157 2024年9月20日158 2024年9月20日159 2024年9月20日160 2024年9月20日161 2024年9月20日162 2024年9月20日163 2024年9月20日164 2024年9月20日世界先进石化装置发展趋势世界先进石化装置发展趋势大型化大型化长周期运行长周期运行服役环境极端化服役环境极端化单套炼油:单套炼油:500万吨万吨/年年 1200万吨万吨/年年单套乙烯:单套乙烯:30万吨万吨/年年 120万吨万吨/年年炼油装置:炼油装置:4~5年年乙烯装置:乙烯装置:4~6年年酸酸 值值:由:由0.5 2.5~4.0mgKOH/g硫含量:由硫含量:由0.5% 3.5~5.0%提高生产效率,减少生产成本提高生产效率,减少生产成本适应原油品质多元化、劣质化适应原油品质多元化、劣质化运行风险增加,维护检验成本高、难度大运行风险增加,维护检验成本高、难度大适应上述趋势也是适应上述趋势也是我国我国石化企业在全球经济一体化趋势下的石化企业在全球经济一体化趋势下的必然选择必然选择和和客观需求客观需求!! 。

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