浅谈压力容器制造过程中的检验

任小玉 靳艳涛 赵培

浅谈压力容器制造过程中的检验

任小玉 靳艳涛 赵培

文章概述了压力容器制造过程检验的重要性和压力容器制造过程检验的目的以及探讨检验的范围与项目。

压力容器制造过程检验；检验目的；范围与项目

据统计目前我国压力容器制造厂家1800余家，压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。

压力容器作为特种设备的一种，其安全性能可谓是其性能指标中最重要的一项，在压力容器的设计、制作、检验的过程中，检验（检测）过程是一项十分重要的过程。

压力容器制造过程的检验基本与其制作工序基本一致，主要分为：原材料的检验、下料检验、组装检验、焊接检验、无损检测、热处理、压力试验检验及对制作过程中的质量验证的理化试验检验。

1 压力容器制造过程检验目的

压力容器检验的基本目的就是防止压力容器失效事故，特别是危害最严重的破裂事故的发生，通过验证性检验和抽查等手段来保证压力容器产品的安全性能，在压力容器出厂或投入使用前就发现问题，从而杜绝因质量不符合规范标准要求而在使用时失效的可能性。

压力容器的检验是指检验员用目视的方法辅以简单的工具和量具对压力容器实施检验。检验是压力容器制造中必不可少的环节，也是压力容器制造中最重要的环节之一。其内容包括外观检查、结构检查以及几何尺寸检查。通过对压力容器制造过程的检验，压力容器检验员应对以下几个方面做出判断：

a.压力容器的有关资料是否与实际相符；

b.压力容器的制造质量如何；

c.被检压力容器在后续检验工序中应该重点检验哪些方面。

2 压力容器制造过程检验范围

一般压力容器的范围是指压力容器本体和安全附件一般包括：

2.1 容器与外部管道连接

a.焊接连接的第一道环向接头坡口端面；

b.螺纹连接的第一个螺纹接头端面；

c.法兰连接的第一个法兰密封面；

d.专用连接件或管件连接的第一个密封面。

2.2 壳体、封头（端盖）、膨胀节、设备法兰、球罐的球壳板、换热器的管板和换热管、M36以上（含M36）的设备主螺栓以及公称直径大于或者等于250mm的接管和管法兰。

2.3 压力容器的安全附件，包括直接连接在压力容器上的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全连锁装置、压力表、液位计、测温仪表等。

2.4 其它一些与承压部分的内部或外部相连接的元件，可能是承压件、也可能没有承压功能，或者是结构性和非结构性功能。承压功能如容器开孔的补强件、非承压的功能如容器的裙座、非结构性功能附件如铭牌、吊耳等。另外如公称直径小于250mm的接管和管法兰螺栓等在压力容器的制作过程中也应按受压元件进行制作、检验。

3 压力容器制造过程检验项目

一台压力容器的整个制造过程需要成千上万道工序，概括起来容器制作大致包括如下主要过程：

3.1 下料及材料标识

主要受压元件的下料检验包括前期排版（更合理的材料利用和加工制作、检验的便利性）、材料的确认、划线的确认等，一些特殊材质的材料还要对割口表面进行检验和检测；承压零件的材料应有识别标记。这种标记直到部件组装或安装完备后仍能识别，如果标记在制造中被去除，要进行标记移植。材料的标志要具有可追溯性和唯一性。

下料的注意点：筒体与封头的对接型式、主要受压元件的厚度选择、元件的后续可加工性、材料标记的可追溯性。

3.2 组装（成形和弯曲）

各受压元件要按图纸的型式需逐步的组装到一起，成型的过程需要卷制弯曲成型，切割成型等，在过程中还要注意后续的焊接工作的延续性，此工序亦是检验过程的重要组成部分。

组装成形的注意点：成形设备能力、成形后尺寸公差、接头间隙、错边量的控制、开孔方位的正确性。

3.3 焊接

焊接是压力容器制造过程中最主要和最关键的工艺，此过程对压力容器的安全性能起着绝对性作用。

焊接重点检查控制：使用的焊接工艺是经过评定的、焊工经过考试合格，焊材经过验收合格并按要求进行保管、焙烘发放，母材和坡口尺寸符合并无有害物质附着、焊接温度湿度风速等环境条件合适，焊接温度电流电压焊速等过程参数符合要求。

3.4 无损检测

此过程作为压力容器专门的检测过程，在这里不多做介绍。

3.5 热处理

焊接过程的预热和层间温度应符合焊接工艺评定要求，预热温度是在即将进行焊接前，坡口中的最低温度，或在多层焊的情况下，在即将焊接某一焊道前，下面邻近焊道金属的最低温度。层间温度是在即将焊接某一焊层前，下面邻近焊层金属的最高温度。焊接结束或中途焊接中断应进行后热。预热、层间温度、后热的加热方法可采用任何适宜的方法，但不应把有害物质带进焊接区。

焊后消应力温度、最短保温时间、升温速度和降温速度指标均有强制性要求。热处理方法：炉内加热、局部加热、部件内部加热等。

热处理过程注意事项：a.热处理设备能力，采用局部加热时，要注意工厂历史经验情况；b.热电偶的数量、标定和放置位置；c.热处理过程工艺参数；（4）时间-温度的记录等。

3.6 压力试验

3.6.1 容器压力试验前提条件

规定的所有制造工序已经完成并经总体检验合格。

3.6.2 压力试验技术参数要求

压力容器压力试验过程参数包括：试验介质、试验压力、试验温度（介质温度）、保压时间、升压速度等。

a.试验介质：压力试验介质很多，如水、气、蒸汽等，但可以用水作试验时应优先选择水作为介质进行试验。

b.试验温度条件：在GB150规定:Q345R、Q370R、07MnMoVR制容器进行液压试验时，液体温度不低于5℃，其他碳钢和低合金钢液体温度不低于15℃，低温容器液压试验的液体温度应不低于壳体材料和焊接接头的冲击试验温度（取其高者）加20℃ 。如果由于板厚等因素造成材料无塑性转变温度升高，则需相应提高试验温度。

c.试验压力：试验压力指容器试验时，容器顶部的压力。不同标准对试验压力值要求不一样，容器一般情况是最小1.25倍的设计压力，气体容器是最小1.5倍的设计压力。

d.保压时间和目视检查（检漏）时压力：在GB150规定：在试验压力下保持30分钟后，降到设计压力下检查。

e.升压速度：温度稳定后缓缓升压。

f.压力表：两个量程相同的并且经过检定合格的压力表；一般低压容器使用的压力表精度不低于2.5级，中压及高压容器使用的压力表精度不低于1.6级。

3.6.3 水压试验验收合格标准

a.无渗漏；

b.无可见的变形；

c.试验过程中无异常的声响。

4 压力容器制造过程检验的主要内容

检查的内容主要有外观检查、尺寸检查、结构检查。

4.1 外观检查

主要检查以下内容：

4.1.1 设备及其附件内外壁的裂缝、腐蚀、变形、损伤、焊接质量、肉瘤、凹坑、泄漏；

4.1.2 安全附件、支座支承、排放装置、接管座紧固螺栓等外部构件。

4.2 尺寸检查

检查内容：尺寸检查贯穿于压力容器制造的全过程，即：原材料尺寸、下料尺寸、加工尺寸、装配尺寸、焊缝尺寸、成品尺寸、缺陷尺寸等。

4.3 结构检查

检查内容 ：主要检查结构的强度与刚度，重点是构造或布置得不合理的设备结构及焊接结构。

5 压力容器制造过程检验的检查方法与常用检查工具

压力容器过程检验以目视检查为主，或借助于小工具和检查人员的感觉器官对设备进行检查，以发现存在的缺陷。常见的方法有目视检查、量具检查和样板检查。

5.1 目视检查

通常采用肉眼检查，也可辅以手电筒、5-10倍放大镜、反光镜、内窥镜。肉眼能够迅速扫视大面积范围，并且能够察觉细微的颜色和结构的变化。在设备内部进行检查时，最好采用手电筒贴着容器表面平行照射，此时容器表面的微浅坑槽也能清楚地显示出来，鼓包和变形的凹凸不平现象能够看得更加清楚，即使是表面裂纹也能显现出黑色的线痕。

对于人无法进入内部用肉眼检查的小型设备，可以将手从手孔或接管口中伸入，触摸设备的内表面，检查内壁是否光滑，有无凹坑、鼓包。

目视检查中，在设备或另部件表面发现各种形态的缺陷时，检验人员应根据容器制造、作用等方面的情况，予以综合判断，并分别给于适当的处置。

5.2 量具检查

采用常规量具（直尺、卷尺、塞尺、游标卡尺、皮尺、焊缝检验尺、测厚仪、测深卡尺等）测量设备各部分的尺寸以及缺陷的大小、面积、深度和位置等。

用专用量具（焊缝尺等）测量焊接后的焊缝宽度、焊缝余高和角焊缝厚度等。

5.3 样板检查

目的是检查成型件的形状，以及设备的棱角度和各种变形。方法是用预先将设备某部份的形状尺寸按图纸要求做成的样板紧靠其表面，检查它们的形状、尺寸是否符合设计要求。样板检查在压力容器检查中用得比较多。检查时首先要注意样板是否已经过校验合格。

6 结束语

石油化工及各类工业中使用的压力容器，类型多，多层包扎、扁平钢带绕制的容器比较常见，这些容器结构较复杂，工作压力高，有些容器的工作介质有毒有害，易燃易爆，特别是化工行业的压力容器经常受停电、停车、停产的影响，很容易损坏。加强压力容器运行中的检验，及时发现消除事故隐患，是保障人民生命安全，国家财产免遭损失的重要措施。

[1]强天鹏.压力容器检验，2008

[2]夏克.工作环境改变后在役压力容器的检验.工业安全与环保，2005年第31卷第7期

[3]陈彪.在役压力容器危险缺陷的检测.云南化工，2003年第30卷第11期

[4]GB150钢制压力容器

[5]魏锋，寿比南等.压力容器检验及无损检测.化学工业出版社，2003.

TU991.34

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1671-3362（2013）06-0085-02

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