摘 要：壓力容器是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)以及其他工業(yè)行業(yè)的關鍵設備，在壓力容器運行中，由于各種因素的影響，可能會導致壓力容器的性能發(fā)生改變，從而影響壓力容器的功能。分析壓力容器常見的失效模式，找到應對措施。本文主要簡述了在失效模式下壓力容器如何進行檢驗，為從事壓力容器的工作人員提供建議。

關鍵詞：失效模式；壓力容器；檢測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.050

1 失效模式的定義

壓力容器材料的性質發(fā)生改變的過程就叫做容器的失效過程。壓力容器失效會導致功能的缺陷，甚至會產(chǎn)生危險，出現(xiàn)安全事故，制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展。通常情況下，失效形式主要有變形腐蝕以及磨損。所以穩(wěn)定性不能得到保障。失效的形式有很多種，所以為了提高檢驗效率，應該找到科學的檢驗方法。

2 失效模式的分類

2.1 失穩(wěn)

失穩(wěn)是屬于形變失效中的一種。在進行壓力容器的設計時，人們會更加關注高溫高壓下使用的承壓設備，但很容易忽視在低壓情況下的使用，有時即便是常壓操作，可能也會發(fā)現(xiàn)失穩(wěn)的事故。比如夾套容器出現(xiàn)失穩(wěn)通常是由于設計的原因造成的，利用加強圈來提高承受外壓的能力時，加強圈應滿足慣性矩的要求，不過這一點卻常常不受到重視。室溫變形一旦發(fā)生會導致壓力容器直接報廢，修復起來非常困難。

2.2 蠕變

在一定載荷以及高溫的作用下壓力容器發(fā)生塑性變形的狀態(tài)叫做蠕變。每種材質出現(xiàn)蠕變的溫度都不一樣，如碳鋼的溫度在350度左右，合金鋼出現(xiàn)蠕變的溫度至少在400度，蠕變的溫度大約處在材料熔化溫度的25%到35%之間。在高溫的作用下材料可能會發(fā)生球化甚至脫碳，回火等。球化的檢測方式只有通過金相檢查。蠕變損傷在其初期階段很難被檢查到，一旦被檢測到，就屬于即將報廢階段，同樣難以修復。

3 在役壓力容器檢驗

3.1 資料審查內(nèi)容

檢驗前審查壓力容器的設計、制造、安裝、使用管理及歷次檢驗檢測資料，著重檢查材質資料，了解壓力容器的實際狀況是否達到標準和使用需求。有懷疑時進行現(xiàn)場核查，使用介質也是檢查重點之一，檢查介質的情況并初步判斷有可能出現(xiàn)的損傷模式。

3.2 制定檢驗方案

應該明確壓力容器的基本信息，找到準確的失效原因，將外部因素與內(nèi)部因素確定下來，有針對性的選擇檢驗方案，提高檢驗質量與檢驗效率。在用壓力容器受到破壞的主要因素，通常有受力狀況、使用的材料性能和環(huán)境因素。失效一般為上述幾個因素共同作用的結果，不同的因素所導致的缺陷也會有所差異。分析受力狀況的主要原因是確定應力狀態(tài)明確其是否有應力集中，交變應力等現(xiàn)象存在。材料性能主要是指其熱穩(wěn)定性，耐腐蝕性等性質。環(huán)境因素主要有設備使用管理情況、周圍環(huán)境對其的影響等。

3.3 選擇檢驗方法

將壓力容器工作時要對其進行維護與管理，保障其正常功能的發(fā)揮，并定期進行檢驗。在對壓力容器進行檢驗時，能夠結合實際失效模式，合理的選擇檢驗方法，保障檢驗效果與質量。具體結合檢驗的要求，可以先宏觀的檢驗，具體再結合各無損檢測方法和理化檢驗方法。

（1）宏觀檢驗。宏觀檢驗對在役壓力容器檢驗非常重要。對可能發(fā)生缺陷的部位進行重點檢查。比如容易造成液體滯留沉積的部位，如封頭底部。形成縫隙死角的部位，應力集中的部位，以及壓力容器的汽液相交界部位，這都是重點檢查的部位。在一般狀態(tài)下，宏觀檢查的判斷方式是視覺，視覺檢測的主要工具是燈光和放大鏡。宏觀檢查要準確需要非常多的實踐經(jīng)驗和專業(yè)知識，所以最好是有經(jīng)驗的人員進行操作。

（2）超聲波測厚。使用超聲波測厚儀時，應該認識到不一樣的材料的聲速修正和被測工件溫度的影響。正常的工作當中，會受到介質的影響，所以其壓力容器壁會發(fā)生磨損狀態(tài)或異常增厚，如果長期發(fā)展下去，質量和安全就會受到損壞，通過超聲波儀器測量壓力容器壁的厚度與原始數(shù)據(jù)進行對比，就可以了解其基本狀況。

（3）內(nèi)外壁檢測。壓力容器在外表上最常見的缺點是裂紋，因為人的肉眼可視度受到限制，很多裂紋是沒有辦法通過肉眼觀察的，所以進行表面檢測時通常會采用磁粉以及滲透檢測。因為磁粉檢測的靈敏度較高，且成本低廉，對于鐵磁性材料應優(yōu)先選用磁粉檢測。如果是非磁性材質可以選擇滲透檢測，但是滲透劑應該對容器沒有任何損壞。對于應力腐蝕傾向以及低溫壓力容器，最好的檢測方法是濕熒光磁粉檢測。經(jīng)驗表明，大多數(shù)情況下裂紋都是在焊縫附近產(chǎn)生，因為進行焊接時會產(chǎn)生淬硬組織以及殘余的應力，所以表面檢測應該檢測焊跡焊疤部位。

（4）其他檢測手段。壓力容器的檢測技術一直在發(fā)展，除了上文所敘述的一些方法之外，還有用于埋藏缺陷檢測的射線檢測（RT）、超聲波檢測（UT）、衍射時差法技術（TOFD）；聲發(fā)射以及導波技術等；對材質有懷疑或有必要時也可進行硬度檢測、金相分析或材質分析。像衍射波時差法已經(jīng)應用在很多行業(yè)當中，例如大型儲罐的定期檢驗，球罐的定期檢驗等。對于壁比較厚的容器，衍射波時差法有很大的優(yōu)勢能夠根據(jù)檢測出來的缺陷判斷其是否需要處理。

4 總結

在壓力容器發(fā)生缺陷時能運用合理的檢測手段、進行準確的判斷分析。一方面能夠保證設備在安全的環(huán)境下運行，同時也能夠提高壓力容器的使用壽命和使用效率。本文主要對常見的缺陷以及檢測方式進行了簡單論述，能夠為在役壓力容器的檢驗進行一些理論性的參考，還有很多容器缺陷沒有進行詳細敘述，需要檢測人員在實際工作中進行總結。

參考文獻：

[1]陳學東，范志超，陳永東，崔軍，章小滸，王冰，艾志斌.我國壓

力容器設計制造與維護的綠色化與智能化[J].壓力容器，2017，34（11）：

12-27+11.

[2]柳麗萍.基于失效模式的在役壓力容器檢驗[J].化工管理，2017

（26）：31.

[3]丑作仁.基于失效模式的在役壓力容器檢驗[J].黑龍江科技信息，

2016（13）：120.

作者簡介：魏強（1984-），男，寧夏銀川人，本科，助理工程師，主要從事承壓類特種設備檢驗檢測工作。