压力容器无损检测――塔式容器的无损检测技术

?必威动态 ????|???? ?2019-07-20 12:35


  5压力容器检测专论坛,丁无损检测压力容器无损检测塔式容器的无损检测技术关卫和沈功田合肥通用机械研究所,合肥230031中国特种设备检测研究中心。北京100013用的无损检测方法和标准体系,对重点检测问进,了讨论,塔式容器简称塔器是化工炼油和石油化工行业生产装置中最重要的设备之它可使穴或汽液或液液两相之间进行紧密接触。达到相传质及传热的的。塔器的忭能对于整个装呤的产品产啁质1产能力和消耗定额,以及废处理和环境保护等方面都有重大影响。塔器经过长期发展,形成了形式繁多的结构,按操作压力可分为加压塔常压塔和减压塔;按单元操作可分为精馏塔吸取搭解析塔萃取塔中和塔反应塔和干燥塔;按内件结构可分为板式塔和填料塔。
  除了种类繁多的内件结构外,塔器的结构主要由塔体又称塔壳塔休支裙座人孔接管吊柱及吊耳组成1.塔休由封头和茼节组成。封头与筒节筒节与筒节之间用焊缝连接。塔体直径和以设根据下艺要求及设计确定,乜径范围为理数米窈度也在数米到数十米不等随着装芭的大型化,塔器尺寸也有,大趋势。前,有些塔器直径己达十米,高度近百米14.
  化。不锈钢储罐密封性好;密封式设计彻底杜绝了空气飘尘中有害物质和蚊虫入侵罐内,确保水质不受外界污染和滋生红虫。丁容器的基本要求是安全他与经济件,塔器也不例外,使用安全坫核心问。使安全涉及到诸多环节,是门多学科交叉的技术领域。塔器的失效般是由多种因素(factor)综合作用而引起的,其中个主要素是设计不合现操作不正确以及在关键部位存在缺陷。塔器在制造和使用过程中,由于焊接工艺压力加工热处理机械加工应力水平腐收稿日期2005蚀和高温环境等原因,将不可避免地产生各种缺陷,且随着设备大型化和高强钢的使用,产生缺陷的可能性随之增加,造成的后果将更为严重。无损检测效。设备制造期间进行无损检测的目的是确保设备在使用前不存在严重缺陷,并满足设备制造的质量要求;使用期间定期无损检测的目的则是为了发现使用过程中有无新生缺陷产生,及时提醒用户对其进行维修,以确保生产设备和人员的安全。
  ±苔器中大部分制造缺陷都是由焊接产生的,焊接接头质量的好坏直接影响结构的可靠性。焊接缺陷对设备的影响,主要是在缺陷周围产生应力集中,严重时使原缺陷不断扩展,直至破裂;同时,焊接缺陷对疲劳强度脆性断裂以及应力腐蚀开裂邡厂董大影响。随着装置大型化和介质(起决定作用的物质)复杂化塔器的安全性和,体可靠性问日益突出。付无损检测的耍求也越来越高141.
  1标准体系承受内压或外压的塔器当满足定条件时就属于压力容器,其设计安装改造维修使用检验检测及监督检查必须遵循系列法规规范和标准的要求,我国的压力容器规沿体系娃由法规。技术标准以及相关标准组成。国务院发布的特种设备安全监察条例,国家质试技水监督局发布的压力界器安全技术监察规程尚称容规是强制执1的法规,国家标准,8150钢制压力容器,行业标准贝4732钢制压力容器分析设计,邛4710钢制塔式容器,4730压力容器无损检测等,属于技术标准和相关标准这些标准或其中些条款旦被法规引用,就被间接地赋予法律效力。
  对无损检测技术来说,我国塔式压力容器设计制造。骀收安装和检测阶段实行的标准体系主2制造和安装过程中的无损检测方法。以上的搭人都采⑴分段制造后交货在现场组装。各筒节之间的组对焊接缝为对接焊缝,裙座与塔体采用搭接或对接焊缝,塔的所有内件如塔盘等从制造到装05,般均在制造厂完成与分段处相邻塔的支撑圈受液盘降液板的支撑板均只点焊以利现场组装环焊缝,内件与塔体之间采用角焊缝,经检验后运至现场连同塔体起吊装。
  ±桥器制造安装过程中的无损检测方法主要有射线超声渗透和电磁包括磁粉和涡流检测。对压力容器而言,无损检测方法标准均为邛4730.
  2.1原材料的无损检测2.1.1钢板容规规定,承装介质毒性程度为极度高度危害;介质为液化石油气且硫化氢含量10,最高工作压力10河,08 150及其它国家或行业标准中规定的用于制造壳体的碳(C)素钢(Carbon steel)和低合金钢板,应逐张进行超声波探伤。8150规定,厚度3,的20只和161;厚以251的15添碟,只和09河1谓,只等低温压力容器用钢板,均应逐张进行超声波探伤,质量等级不低于1级。多层容器的内筒和调质状态供货的钢板,应逐张进行超声波探伤,质量等级不低于级。不锈钢复合钢板复合界面的结合率指标及检测范围,由设计单位在样或相应技术文件中注明。邛4710规定,土桥,出炖壳体按受压元件钢耍求选取,2.1.2锻件,8150对锻件的无损检测未作明确要求,由设计文件和相应标准确定,压力容器常用锻件标准为8 4726压力容器用碳素钢和低合金钢锻件84727低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件和邛4728压力容器用不锈钢锻件。
  钢管的无损检测按技术条件和相应标准实行。
  08150引用的钢管标准为5130高压锅炉用无缝钢矜。;8 6479化肥设备用高压无继钢管,8863输送流体无缝钢管,08 9948任油,化用无缝钢管,0813296锅炉热交换器用不锈钢无继钢符,814976流体输送用不锈钢无缝钢管和;1;3087低中压锅炉七缝钢管,钢管常用的无损检测方法有涡流和超声波检测。2.2焊接接头的射线和超声检测容规对压力容器焊接接头的无损检测人员资格检测方法检测时机和检测比例均有具体要求。
  如容规规定,焊接接头形状尺寸和外观质量检查合格后才能进行无损检测(检查并测试);有延迟裂纹倾向的材料应在焊接完成24后进厅无损检测;再热裂纹倾,的应热处理后叩,加次无损检测,付矣焊接接头的无损检测比例分为全部和局部20两种,铁素体钢制低温容器局部无损检测声检测的对接焊接接头作广明确规记,8150付尤损检测合格级别和必须检测的部位作要求。分气缸锅炉的主要配套设备,用于把锅炉运行时所产生的蒸汽分配到各路管道中去,分汽缸系承压设备,属压力容器,其承压能力,容量应与配套锅炉相对应。分汽缸主要受压元件为:封头,壳体材料等。由于塔器个头较人。般需要分段制造,纟。付后运输到现场组装,现场焊接的焊接接头应按纸和设计要求进厅无损检测。
  2.3磁粉和渗透检测在容器上焊接的临时吊耳和垫板割除后留下的焊疤应进行渗透或磁粉检测;坡口面7寸接角接和丁型接头应按有关标准的规定进行磁粉或渗透检测。铁磁件村料容器的面检测应优先选用磁粉检测;现场组装焊接的耗器在耐压试验前,应对现场焊接的焊接接头进厅衣面无损检测,耐卡试验后应按有关标准规定进行局部面无损检测;堆焊面复合钢板的复合层焊接接头应进行面检测;邛4710还规定,搭壳村料标准抗拉强度,5,540河,1时,裙座与塔壳的连接焊缝,裙座材料为名义厚度,⑴的裙庳与塔克连接焊缝,与1泣之间的焊缝应进,面无损检测,8150对及面无损检测的思路是,无法进1或不进行射线和超声检测的焊缝要进行面无损检测。实际制造厂在射线或超声检测前,仍要进行面无损检测,消除面缺陷,保证次检测合格率。
  2.4不锈复合钢板对接焊缝的无损检测很多培器采不锈复介钢板制造。承受强度的基村采用碳钢成低合金钢,内衬不锈复合钢板以防止介质腐蚀=山于设计单位对标准的理解,制造单位付制造工艺的掌掘不同,在制造使用和检验单位之间经常出现些矛盾,主要由过渡段及复合层焊现的缺陷起,例如,些设计单位规定。基材焊缝焊好之进行肘线谢知格后灯复合以对接接头,然后进行面无损检测。制造厂由于过渡段及复合层焊缝的焊合工艺控制不严,复合层焊接接头中出现大量缺陷包括裂纹未熔合和未焊透。
  使用单位在新设备入厂验收时射线检测抽查发现大量问,甚至有些是在使用段时间后由检验单位发现问,造成有关各方相当尴尬的局面。因此,即使是设计单位规定,焊接接头20射线探伤级合格不注明探伤时机,也就是整个焊接接头包括复合层焊缝,要求射线探伤级合格,还是会在201以外区域发现问。要解决这些矛盾,制造厂要加强管提焊接人员的水平和责任感,提高焊接水平,保证焊接质量。从无损检测角度出发,在过渡段焊接完成后,增加道面渗透检测工序,避免过渡段出现人量灯接缺陷,造成以后返修困难。
  2.5有色金属制塔器对接焊缝的无损检测有色金屈制塔器对接接头的无损检测方法想是射线检测,面采用渗透检测。从经济性和安全性号虑,很多坩器采用+村料分段制造的方让。如在腐蚀性严重的某个或几个筒节,采用5,7和61等制造,其它筒节采用碳钢或低合金钢制造,此时应总异钢矣接汨面位测法,3在用塔器的无损检测塔器在长期仲过秤中,由厂操作条件和介质下,不可避免地会产生各种缺陷,如焦,塔的热疲劳裂纹尿素合成塔的316内忖腐蚀汽提塔的腐蚀环氧乙烷解析塔的腐蚀等。这吟腐蚀既有均匀(jūn yún)蚀和局部蚀造成的穿孔。也应力腐蚀和晶间蚀裂纹。严重时造成塔器的泄,和火效。闪此压力容器定期检验规则规定,在用容器应进行全面检验,其检验周期按照该耗器的安令状况等级确定。安全状况等级为2级的容器,般每6年进行次,安全状况等级为3级的容器,般每363进,次。乍此检验为停时的检验,以宏观检查壁厚测定和面无损检测为主,必要时采用射线超声涡流声发射检测和其它理化检测方法。
  在用塔式压力容器的无损检测人员资格和要求按容规和压力容器定期检验规贝1实行,无损检测技术标准按邛4730要求。在用塔器的无损检测可以分为停车检修期间的检测和在线检测3.1停车期间的无损检测停车期间的无损检测以面无损检测为主,主要检查内外面应力集中区,如介质进出口接管焊缝及附近母材内件与壳体连接焊缝及附近区域和对接接头包括裙座与塔体连接焊缝及附近区域有无裂纹产生。应注意铁素体不锈钢对接接头,有时制造厂采用奥氏体焊条焊接,因此,面探伤应选择渗透探伤方法,避免出现误判。
  对于部分开罐或无法进入内部检查的塔器,测厚和对接焊缝的超声波(是一种频率高于20000赫兹的声波)检测就显得非常重要。介质进出口附近及对面部位的测厚往往能发现重大隐患,如冲刷腐蚀和腐蚀减薄;而对接焊缝的超声波检测则主要发现焊缝及附近区域有无应力腐蚀裂纹,即使焊缝没有磨平,沿平行于焊缝的两侧提高灵敏度扫查,对发现横向应力腐蚀裂纹也是很有帮助的。
  由于在叫搭器缺陷产生的形式和检测的与制造过程中不同。可以针对不同缺陷性质缺陷产生的不同部位选用不同的检测方法。些无损检测方法,如检测铁磁性材料应力集中区的磁记乙技术油漆涂层下裂纹的电磁涡流检测技术也在不断发展。
  3.2在线无损检测长期在腐蚀低温高温和高压下操作的容器存在材料(Material)劣化脆断蠕变开裂和蠕变疲劳断裂的可能性,原有缺陷的存在和扩展会导致容器失效。如何检验检测和监测危险性缺陷,了解设备在运行状态下的情况如设备是否存在缺陷缺陷是否扩展缺陷尺寸是否在安全容限范围内缺陷的扩展速率设备的寿命预测和安全保障技术等。以判断界器能6继续使用,圮保正压力容器与管逍安全运行的关键问,也是目前压力容器工程技术人员日益关注的问,运行过程的检测乜拈温和低温环境,下先容些高溢环境下的七招检测方法1 3.2.1高温测厚厚度测量是压力容器在线检测的重要内容。石化行业的常减压焦化装置的容器和管道等常常因冲蚀减薄而造成泄漏,严重的产生起火爆炸,酿成事故。因此,中石化和中石油企业规定要组织人员定期对容易产生冲蚀减薄的部位定点测厚。测厚多采用超声波方法,高温环境下测厚时需要采用高温测17,1合肥通用机械研究所压力容器检验站曾对某石化企业环氧乙烷解析塔进行在线检测,该塔最高操作温度7=150,在线实测最小壁厚约为2位于塔器进料口对面塔壁处,是因冲蚀减薄而产生在线检测可以采用干磁粉检测技术试验室试验和现场结果明。当采,合,的干磁粉和施加方合肥通用机械研究所压力容器检验站曾对某石,乾,磁粉检测发现16处面裂纹。均位尸原焊接部位的焊疤及附近母材上,裂纹最长80在严格监抟。对衣面裂纹进厅了打磨诮除处理,裂纹大部分深0.51最深4,有效消除了隐患。
  3.2.3高温超波检测采用超声波检测焊缝及母材埋藏缺陷时,从设备外壁检测内面缺陷是比较合适的方法。合肥通用机械研究所压力容器检验站几年来对数十台催化装置再生器反应器进行了高温环境下的超声波在线检测,从外壁检测内壁出现的应力腐蚀裂纹,监控裂纹的扩展情况包括裂纹长度和高度,为用户掌握缺陷信息制订检修计划起到了重要的作用。
  3.2.4红外电嵫超及声发射检测红外电磁超心和声发射检测技术以厂高温环境下的检测和监控,国内外均有些报道,但用于缺陷定量检测还有段距离。不锈钢储罐有较强的耐腐性,它不受外界空气及水中余氯腐蚀。每个球罐出厂前均经受超强的压力测试和检验,在常压下使用寿命可达100 年以上。
  4结束语±桥器的无损检测方法主要有射线超声渗透和电磁检测方法,原材料设备制造安装过程和使用过程中的无损检测是塔设备安全运行的保证。
  随着装置的大型化,工艺条件的复杂化,塔设备检测带来新的课。如奥氏体不锈钢和哈氏介金等焊接接头的超声波检测高低温环境下的在线检测以及新型无损检测技术包括在用设备磁记忆电磁检测技术的应用等需要广大无损检测工编辑,包括仪器探头生产商和检测人员共同努九以满足炼油化工石化及其它行业经济建设的发展需要。