低温绝热压力容器失效因素及检验技术研究

2017-01-20李杰

中国设备工程 2017年5期

关键词：气密性真空度夹层

李杰

（江苏省特种设备安全监督检验研究院镇江分院，江苏镇江 212000）

低温绝热压力容器失效因素及检验技术研究

李杰

（江苏省特种设备安全监督检验研究院镇江分院，江苏镇江 212000）

低温绝热压力容器在使用的过程中，常会出现失效的问题，文中对造成低温绝热压力容器失效的主要因素进行简单的论述分析，同时对低温绝热压力容器检验技术的应用极易出现的问题，提出了相应的解决对策。对低温绝热压力容器定期做好设备检查与维修工作，能够确保锅炉系统以及其他系统的正常运转。

低温绝热压力容器；失效因素；检验技术；应用对策

随着低温绝热压力容器的广泛应用，使得能源资源得到极大的普及，低温绝热压力容器产业得到了极大的发展。但是在实际应用中也逐渐的发现低温绝热压力容器所存在的问题，尤其是失效问题，需要做好全面的技术分析，定期进行检验评定，确保其能够正常运行。

1 低温绝热压力容器概述

现代低温绝热压力容器与传统的压力容器不同，其采用的是真空夹套式结构，低温绝热压力容器的金属内胆与外壳之间的设计，采取的是隔热方法，使用不同原材料实现隔热，比如纤维材料绝热与真空粉末绝热等，进而保证夹层内部的真空度。由于其结构与传统的压力容器不同，因此采取的检验技术也不同，其检验的指标主要是真空度，该种方法是在不拆除容器外壳的前提下进行检验工作，由于低温液体体积比较大，而且温度较低，因此极易引发安全事故问题，比如火灾事故、爆炸事故等，因此需要加强对低温绝热压力容器检测技术的研究。

2 低温绝热压力容器失效因素分析

2.1 开裂问题分析

低温绝热压力容器的内胆，其采用的是不锈钢，使低温绝热压力容器的内胆封头直边端极易出现断裂问题，使得低温绝热压力容器失效。造成该种问题的主要原因是在制作内胆的过程中，由于原应力形态被打破，又生成新的应力，受到原应力的残余作用影响，引发断裂问题。除此之外内胆加工时采取的冷却方式不同，使得冷却的速度也不同，容易产生马氏体组织，进而引发开裂失效问题。

2.2 真空失效问题

对于低温绝热压力容器而言，其使用的期限与真空绝热性性能，主要是由日蒸发率与夹层真空度等因素决定。真空的类型分为粉末型与高真空多层绝热型，造成低温绝热压力容器真空度失效的原因较多，具体因素如下：（1）绝热材料的影响，由于夹层中的绝热材料的物理性能不同，而且物理性状不同，因此导热率存在较大的差异，当真空度下降时，则导热率相对会有所上升。（2）由于真空夹层材料的漏气问题，而引发的真空度降低问题，因为夹层材料经过长时间放置后，则会出现放气情况，进而使得真空度降低。（3）由于真空夹层气体的影响，进而使得真空度有所降低，使得夹层内气体增加，进而引发导热上升问题。（4）低温绝热压力容器失效问题，还与温度有关系，若传热环境较为稳定，则温度和导热系数之间是成正比的，进而使得真空度降低。

2.3 焊缝泄漏因素分析

低温绝热压力容器进行返修时，较为常见的故障是焊缝泄漏问题，主要出现在夹套、气体、液体的焊缝处。造成此类问题的主要原因是设计因素，在设计的过程中，忽视了接管导热体情况，在后期的使用过程中，由于反复充装，使得接管与壳体之间的温度发生变化，进而出现交变应力。除此之外还与材质有关，若连接部分为碳钢，则连接处的夹套低碳钢角焊缝，其温度与母材温度可能低于其脆性转变温度。低温绝热压力容器长期使用，则会使得焊缝处产生穿透性裂纹，进而使得夹层真空度降低，使得低温绝热压力容器失效。

3 低温绝热压力容器检验技术研究

3.1 低温绝热压力容器检验问题

3.1.1 破损问题

由相关实验结果得知，在进行低温绝热压力容器检验时，通常是在室外设置，但是低温绝热压力容器在实际应用过程中，受到各种自然因素的影响，使其发生相应的变化。在低温绝热压力环境中，低温绝热压力容器的真空规管，其局部将会形成水汽，进而可能会造成真空规管断裂问题，使其难以正常运行。该种问题是低温绝热压力容器检验中常见问题，对此需要加强处理措施研究，减少破损问题。

3.1.2 检测评定方法的科学性较差

在进行低温绝热压力容器检验时，必须要适当的加强检测的力度，尤其是要加强低温绝热压力容器壁的厚度，但是相关规定表明，在进行检测的过程中，不许对其厚度进行检测。对于气密性检测，也只是采取肉眼观察的方法，使得检测的结果缺乏合理性。当发生泄漏时，采取的检测方法主要是气密性检测法，其检测的成本较高，而且缺乏实用性。对于固定型的低温绝热压力容器，进行检验时，主要检验的是其内胆，难以真正代表容器检测的结果。若真空绝热压力器没有入口，则难以对其内部进行检测，使得检验工作难以继续，影响低温绝热压力容器检验的效率。

3.2 低温绝热压力容器检验技术应用措施

3.2.1 合理设定检验的具体内容

低温绝热压力容器检验时，为了能够确保检测的效率，需要做好检验项目设定工作。做好技术资料审查工作，比如低温绝热压力容器的出厂资料与安装资料等，结合其运行记录与检验报告等，针对低温绝热压力容器检验记录中常见的问题，分析其检验的价值性，来确定是否将其作为检测的项目。在设定检验项目时，需要确保检验的全面性与完整性。

3.2.2 做好全面的检测工作

在进行低温绝热压力容器检验时，需要对其本体进行全面的检查，不仅需要对其保温层与外壳等做相应的检查，还需要检查设备是否存在开裂问题或者倾斜问题，检查低温绝热压力容器的地脚螺栓的性能。检查容器的外壳表面，检查其腐蚀程度，若容器存在较为严重的腐蚀情况，则需要做好深度测定工作，检查容器的腐蚀厚度。同时需要检查安全阀与压力表等附件，对于老化的设备附件或者损坏严重的附件，需要及时做好更换工作。要对低温绝热压力容器做定期的强度检验，若有必要，需要进行气密性与耐压试验。

3.2.3 检验气密性

在进行低温绝热压力容器检验时，需要做好气密性检验工作，检查容器部件，看其是否紧密的连接在一起，检查其是否存在泄漏问题，以此确保容器的真空度，因为夹层存在泄漏问题，则极易造成容器出现结露现象，影响低温绝热压力容器的性能。同时若存在泄漏问题，只能够检查容器外部的管线，而不能掌握容器内部情况，难以确定泄漏位置。对于不严重的泄漏问题，可以采取检验真空度的方式来确定容器的气密性。对于低温绝热压力容器的气密性检验，由于检验的成本较高，对要求的部位进行检测即可，在进行检测的过程中，则需要遵循相关标准进行试验。若容器出现腐蚀情况，则需要进行强度校核工作，同时需要分析容器的应力，做好壁厚测定等工作，完成检验工作后，则需要做好检测评定工作，对其裂化问题、裂纹问题等需要全面的考虑，确保低温绝热压力容器安全状况评定的准确性。