低温绝热压力容器失效因素与检验评定技术研究

2015-03-20刘玉芳大庆市特种设备检验研究所黑龙江大庆163000

中国新技术新产品 2015年5期

刘玉芳（大庆市特种设备检验研究所，黑龙江大庆 163000）

刘玉芳
（大庆市特种设备检验研究所，黑龙江大庆 163000）

摘要：低温绝热压力容器是在运行的过程中非常容易失效的，如果出现了这样的情况，就一定要对其出现这种现象的原因进行仔细的分析，之后采取有效的措施对其进行检验和评定，只有这样才能对其进行妥善的处理。本文主要分析了低温绝热压力容器失效因素与检验评定技术，以供参考借鉴。

关键词：低温绝热压力容器；失效因素；真空度；检验项目；检验结论

在通常情况下，真空绝热容器是用于存储液态的氧气、液态的氮气和液态的氩气的容器，最近几年，工业气体和燃气是我们经常使用的一种气体，液体的应用也扩展到了更广阔的领域，这种气体的广泛使用也充分的证明，人们对环保越来越重视，同时深冷真空绝热容器的发展也在很大的程度上推动了相关产业的进步。

1 定期检验与评定

1.1 失效因素分析

1.1.1 封头直边端开裂。真空绝热压力容器内胆在材料上采用的是奥氏不锈钢体，按照生产单位返修设备不锈钢容器失效的实际案例可知，封头直边端也是非常容易出现断裂的问题，产生这一现象的原因就是封头在制作的过程中对应力进行了重新的分配，这样就使得直边段出现了以往没有承受的应力，从而使得其出现了明显的断裂现象。其次水奥氏体不锈钢在生产的过程中都是以溶液的状态存在，封头生产的过程中。无论采用何种生产方式都相当于是对材料进行了加热操作，但是不同的方法在冷却的时候，速度上存在着非常明显的差异。相关的规定中已经有了非常明确的规定，在热处理的过程中温度上要大于140℃，之后要采用快速冷却的方式对其进行处理，很多企业都会选择风冷的方式，但是封头厂在生产的过程中大多数情况下采用的是自然冷却的方式，冷却的时间较长，所以在冷却的时候也可能会出现马氏体组织，此外，生产的过程中，很多厂家还是会选择强化之后的不锈钢，这不仅会提高整体的强度，同时还会大大减少生产中的成本，但是这种刚体在变形之后就会出现马氏体组织，这两个原因都会导致封头出现开裂的现象。

1.1.2 真空失效。夹层真空度和日正法律是低温绝热压力容器真空绝热性和使用寿命有着非常密切的关系。按照相关的规定，真空度和日蒸发率是是否能够再继续的一个非常重要的依据，但是在真空度检测的过程中还是会因为真空规管形式都是比较多样的，内部的介质如果也不能合理的处理，就会对真空检测的结果产生非常不利的影响，所以也很容易出现错误判断的情况。

1.2 检验与评定存在着问题

1.2.1 真空规管损坏。一些研究人员认为很多的低温容器都要安装在室外，所以受到的自然因素影响也比较大，在真空规管的局部会出现一些水汽，这样就会使得真叫出现腐蚀断裂的问题，真空计就无法和其进行连接，我国在这一方面并没有非常详细的规定，有些厂家甚至在生产中都没有安装保护罩的垫片，这样就大大增加了真空规管损坏的可能性。

1.2.2 检验项目级判定依据设置不合理。在相关的规定中，对移动式的真空绝热压力容器已经有了比较详细的阐述，在检验的过程中检查的项目主要包括以下几个方面：资料审查、罐体外观检验、罐体与底盘连接检验、附属设施连接检验、隔热层检验、附件检验、安全附件检验、组装检验、耐压试验和气密性试验、真空度检测、紧急切断阀耐压试验、罐体外表面油漆检验和强度校核。

在检验的过程中，强度的校核一定要有实测壁厚，但是在一些规定中又规定检测中不能对壁厚进行检测，在这样的情况下就会使得强度校核工作无法正常的展开，另外，虽然进行了气密性的检测，但是除了一些肉眼可见的少部分管线之外，其他的管线隐蔽性非常的强，用肉眼根本就无法判断。所以如果内胆出现了损坏的现象，完全没有办法对其进行判断，在出现了泄露现象之后，真空计也会出现变化，如果要选择气密性检验，需要很大的资金投入，所以其自身的实际作用并不是非常的明显。

另外，固定式的真空绝热压力容器在检测的过程中，应该根据其自身的真空度和日蒸发率来判断其所能达到的安全等级，相关的研究中规定，安全等级评定有着非常明确的对象，这一评定主要就是针对内胆，真空绝热压力器是没有入口的，所以也不能对其内部的实际情况进行检查，所以在安全等级判定的过程中也不能按照相关的标准和要求来进行。

2 检验项目的设定与检验结论

2.1 检验项目的设定

气密性检验一般要对容器各个部件的连接紧密度以及是否存在泄漏的现象进行严格的检查，这样做的主要原因首先是如果内胆和加层中的任何一个部分发生了泄漏的现象，整个仪器的真空度也就无法保证，在这样的情况下外壳也会出现一些结露等异常现象，对容器使用性能会产生非常不利的影响。其次是如果发生了泄漏也只能对外露的管线进行检查，但是内部的情况无法得到有效的检查，通过气密性检验是没有办法准确找到泄漏点的。再次是如果泄漏的现象并不是非常的严重，可以通过对真空计进行检测的方式进行判断。最后是气密性检验是需要很高资金投入的，所以如果可以选择其他方式进行检验，尽量不要选择使用气密性检验对真空绝热压力容器的气密性进行检查。

当腐蚀深度超过腐蚀裕量、名义厚度不明、结构不合理，或者检验人员对强度有怀疑时，应当进行强度校核，可见强度校核的目的是在定期检验过程中，为了判断缺陷是否会影响压力容器的安全运行而采用的一种判断方法，但是不管是采用常规强度校核计算方法还是应力分析方法，则必须进行壁厚检测，而真空绝热压力容器无法进行内胆壁厚检测，因此强度校核对于真空绝热压力容器也不适用。

2.2 检验结论

安全状况等级评定主要是考虑材质不明及使用过程中产生的材质劣化、不合理结构、裂纹、机械损伤、原始焊接缺陷、腐蚀、母材分层等缺陷，由评定项目可知，其评定是对象是主要受压元件，而真空绝热压力容器可能产生的缺陷是内胆封头脆化，真空度失效。