摘? 要：? 球形儲(chǔ)罐是一種鋼制容器設(shè)備。在石油煉制工業(yè)和石油化工中主要用于貯存和運(yùn)輸液態(tài)或氣態(tài)物料。操作溫度一般為-50～50℃,操作壓力一般在3MPa以下[1]。球罐與圓筒容器（即一般貯罐）相比，在相同直徑和壓力下，殼壁厚度僅為圓筒容器的一半，鋼材用量省，且占地較小，基礎(chǔ)工程簡(jiǎn)單。球罐作為大容量、承壓的球形儲(chǔ)存容器，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金等部門，它可以用來作為液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)的儲(chǔ)存容器，也可作為壓縮氣體（空氣、氧氣、氮?dú)狻?、氫氣、城市煤氣）的?chǔ)罐。由于球形儲(chǔ)罐操作壓力相對(duì)較高、介質(zhì)危險(xiǎn)系數(shù)較大，同時(shí)擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)介質(zhì)緩沖的重要作用，所以其安全性就顯得尤為重要。本文以本鋼燃?xì)鈴S氫氣、氮?dú)馇蛐蝺?chǔ)罐為例，就全國各冶金、化工企業(yè)球形儲(chǔ)罐經(jīng)常出現(xiàn)的各類缺陷，及缺陷的預(yù)防和處理、定期檢驗(yàn)等方面存在的共性問題進(jìn)行探討，旨在提高在用球形儲(chǔ)罐的安全性。
關(guān)鍵詞：球形儲(chǔ)罐；安全；缺陷；檢驗(yàn)
??The key technology of safety quality control and application of spherical tank
Anshan Gas General Company,????? ( 114002),?? LUO Wenjin
Benxi steel group company limited?? (117000)?? Duan Changhai?? Ma Guangqiang
???????????? Abstract：Spherical storage tank is a steel container equipment. In the petroleum refining industry and the petrochemical industry is mainly used for storage and transport of liquid or gaseous materials. Normal operating temperature is-50~50℃, 3MPa operating pressure in General. Sphere and cylinder container (tank), than the same diameter and pressure, shell wall thickness of only half of the cylinder container, steel consumption province and covers an area of small, basic engineering simple.The spherical bearing of spherical tank as a large-capacity, storage containers, widely used in petroleum, chemical, metallurgy and other sectors, it can be used as liquefied petroleum gas, natural gas liquids, liquid ammonia, liquid oxygen, liquid nitrogen and other media storage container, or as a compressed gas (air, oxygen, nitrogen, and hydrogen gas, city gas) tank. Due to the spherical tanks operating pressure is relatively high risk, medium, large, and responsible for the production of the important role of media buffered, so their security is particularly important. This article to hydrogen, nitrogen gas plant of Benxi steel spherical tanks, for example, metallurgical and chemical enterprises nationwide spherical tanks frequently occurring defects, defects prevention and treatment,and discuss general issues with respect to periodic inspection, is designed to improve the safety of spherical tank in use.
?????????????? Keywords：Spherical tanks, security, defects inspection
球形儲(chǔ)罐是一種鋼制容器設(shè)備。在石油、冶金、化工中主要用于貯存和運(yùn)輸液態(tài)或氣態(tài)物料。球罐作為一種大容量、承壓的球形儲(chǔ)存容器，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金等部門，它可以用來作為液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)的儲(chǔ)存容器。也可作為壓縮氣體（空氣、氧氣、氮?dú)狻錃?、城市煤氣）的?chǔ)罐。球形罐與立式圓筒形儲(chǔ)罐相比，在相同容積和相同壓力下，球罐的表面積最小，故所需鋼材面積少；在相同直徑情況下，球罐壁內(nèi)應(yīng)力最小，而且均勻，其承載能力比圓筒形容器大一倍，故球罐的板厚可為相應(yīng)圓筒形容器壁板厚度的一半。
我國制造球形儲(chǔ)罐始于20世紀(jì)60年代初。但隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和改革開放的需要，近年來球形儲(chǔ)罐的制造技術(shù)已得到了飛速發(fā)展。目前國內(nèi)已獨(dú)立制造或引進(jìn)了不同規(guī)格和用途的球罐多臺(tái)套，其最大容積已超過10000 m3，最大壓力超過3MPa，最低設(shè)計(jì)溫度在-30℃以下。即使球形儲(chǔ)罐的制造水平已經(jīng)有了很大的提升，但其發(fā)生的事故仍使我們觸目驚心。1998年，陜西省某煤氣公司液化氣管理所儲(chǔ)罐區(qū)一個(gè)400 m3球形儲(chǔ)罐發(fā)生大面積嚴(yán)重液化氣泄漏事故，造成重大傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。2000年云南省某磷肥廠一臺(tái)400m3 氮?dú)馇蚬抟驒z修需要,在降壓放空排氣時(shí) (當(dāng)時(shí)罐內(nèi)壓力為1.9MPa),其頂部的放空管與人孔蓋封頭的連接處突然斷裂,斷開后的放空管從兩個(gè)操作人員之間飛過墜入地面，其事故危害程度及造成的經(jīng)濟(jì)損失令人堪憂。如何提高球形儲(chǔ)罐的安全性能值得探討。
本鋼燃?xì)鈴S現(xiàn)有球形儲(chǔ)罐8臺(tái)，其中氫氣球罐4臺(tái)（200 m3兩臺(tái)、400 m3兩臺(tái)），氮?dú)馇蚬?臺(tái)（400 m3一臺(tái)1000 m3三臺(tái)）。主要負(fù)責(zé)緩沖系統(tǒng)壓力波動(dòng)以及當(dāng)PSA制氫系統(tǒng)、氮凈化系統(tǒng)故障狀態(tài)作為應(yīng)急氣源使用。其中，1000 m3氮?dú)馇蚬拊O(shè)計(jì)壓力達(dá)到3.03MPa，操作壓力也達(dá)到2.9MPa左右；400 m3氫氣球罐操作壓力亦在1.45MPa，介質(zhì)危險(xiǎn)、壓力較高，危險(xiǎn)程度較大。同時(shí)在歷年的全面檢測(cè)當(dāng)中，也有部分球罐發(fā)現(xiàn)了裂紋、未融合等缺陷，經(jīng)檢修均已消除隱患。
為能保證壓力容器安全穩(wěn)定，保證生產(chǎn)順行，就必須做好這幾臺(tái)球罐的安全管理工作，無論從日常操作、年度檢驗(yàn)、缺陷預(yù)防及處理等方面都需要我們給予重點(diǎn)關(guān)注。
球殼板材料大多數(shù)是低合金高強(qiáng)度鋼，有16MnR、15MnVR、07MnCrMoVR等。其缺陷主要是指由于鋼材在冶煉和軋制過程中產(chǎn)生的一切缺陷。常見的有重皮、分層、疏松、非金屬夾雜物、組織和成分的偏析等。這些缺陷會(huì)嚴(yán)重影響鋼材的機(jī)械性能及使用性能。
球殼板在組對(duì)時(shí)，由于球殼板壓制質(zhì)量好壞、施工單位安裝水平高低不同、安裝順序編排等因素，球殼板間通常存在或多或少的角變形、錯(cuò)邊量、棱角度等，導(dǎo)致一些球殼板在組對(duì)時(shí)發(fā)生強(qiáng)力組裝，從而形成組裝應(yīng)力。特別是對(duì)大型球形儲(chǔ)罐，由于球殼板制造難度大，幾何尺寸難以保證，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)水平要求甚高，這一問題顯得尤為突出。
球殼板在焊接時(shí)常見的缺陷有裂紋、夾渣、氣孔、未融合、尾寒頭與咬邊等。球殼板在焊接過程中產(chǎn)生的裂紋主要有冷裂紋、熱裂紋及再熱裂紋三種。熱裂紋主要存在于低溫球罐焊接機(jī)采用鋁合金制的球罐中；再熱裂紋是設(shè)備在焊后消除應(yīng)力熱處理過程中或在高溫中產(chǎn)生的；焊接冷裂紋是在焊后較低溫度下形成，一般在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下，它是由于拘束應(yīng)力、淬硬組織和氫的作用下產(chǎn)生的裂紋。這種裂紋與氫有關(guān)，又有延遲開裂的性質(zhì)，因此焊接冷裂紋又稱焊接氫致裂紋或延遲裂紋。同時(shí)，焊接預(yù)熱溫度不夠也會(huì)產(chǎn)生冷裂紋。
球罐焊接時(shí)產(chǎn)生夾渣、氣孔、未融合、尾寒頭與咬邊等焊接缺陷其主要原因有：（1）焊條工藝性能不良、焊接電流現(xiàn)則不正確（夾渣、未融合、未焊透）。（2）環(huán)境濕度高、風(fēng)速大、焊條含氫量過高、烘干不完全（氣孔）。（3）焊工操作水平的高低、焊條角度、運(yùn)條方式、電弧長(zhǎng)度等（咬邊）。
球罐在使用時(shí)，因存儲(chǔ)介質(zhì)環(huán)境所造成的的腐蝕破壞是經(jīng)常發(fā)生的，它使球罐表面受到破壞，產(chǎn)生腐蝕坑、溝槽甚至裂紋，使鋼材的力學(xué)性能惡化，導(dǎo)致球罐失效。造成腐蝕的原因有多重，如一般腐蝕、點(diǎn)蝕、氫脆、俯視疲勞等[2]。
氫鼓泡的發(fā)生有如下特點(diǎn)：1、介質(zhì)中硫化氫濃度超標(biāo)；2、產(chǎn)生的部位有很強(qiáng)的選擇性，主要集中在材料中S含量較高的球殼板上，板材的質(zhì)量對(duì)氫鼓泡的形成有著非常重要的作用.在含有硫化氫的條件下，高強(qiáng)鋼、16MnR鋼，若氫大量擴(kuò)散均能引起失效。對(duì)16MnR鋼，在材料硬度不大的情況下一班表現(xiàn)為氫鼓泡，而對(duì)高強(qiáng)鋼則表現(xiàn)為應(yīng)力腐蝕，高強(qiáng)鋼吸收少量的氫也可能會(huì)發(fā)生氫脆。
根據(jù)氫脆理論，氫向應(yīng)變集中區(qū)如裂紋或缺口剪短附近擴(kuò)散，當(dāng)氫濃度達(dá)到某一臨界值時(shí)，裂紋開始擴(kuò)展，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定長(zhǎng)度后，在應(yīng)力作用下邊發(fā)生突然斷裂。應(yīng)力是導(dǎo)向氫開裂是金屬材料在拉伸應(yīng)力和氫質(zhì)環(huán)境的共同作用產(chǎn)生的破壞。
第一，球罐的焊接選用與母材相匹配的低氫型焊條，必要時(shí)要采用超低氫型的焊條；第二，焊條使用前一定要按產(chǎn)品使用說明進(jìn)行烘干，并貯存在恒溫箱中。在使用時(shí)放入保溫筒內(nèi)并隨用隨取，重復(fù)烘干不得超過兩次；第三，要徹底去除焊接坡口表面及坡口兩側(cè)至少20mm范圍內(nèi)的油污、水分、鐵銹及其他雜物；第四，不在雨雪天及相對(duì)濕度大于90%時(shí)施焊。
3.1.2選用適當(dāng)?shù)暮盖邦A(yù)熱及焊后后熱溫度
適當(dāng)?shù)念A(yù)熱溫度降低焊縫冷卻速度，可使氫更易從焊縫熔池向大氣中擴(kuò)散，避免產(chǎn)生氫致裂紋。同時(shí)減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度提高了焊接接頭的抗裂性。一方面減小溫差應(yīng)力，另一方面降低了焊接應(yīng)變速率，有利于避免產(chǎn)生焊接裂紋。在隨著焊接層數(shù)的增多，焊縫中擴(kuò)散氫會(huì)逐漸積累。因此焊后應(yīng)立即進(jìn)行后熱，使擴(kuò)散氫充分的溢出，同時(shí)降低焊縫中的殘余應(yīng)力，降低冷裂紋產(chǎn)生的可能性。
3.1.3焊接過程中避免工藝缺陷的產(chǎn)生及合理采用層間溫度與線能量
咬邊、氣孔、弧坑等工藝缺陷部位是應(yīng)力集中區(qū)，這些部位容易產(chǎn)生裂紋。保持適當(dāng)?shù)膶娱g溫度，適當(dāng)?shù)膶娱g溫度也能延緩焊縫的冷卻時(shí)間，起到一定的去氫和降低殘余應(yīng)力的作用，層間溫度不得低于預(yù)熱溫度下限值。線能量過大，降低焊縫和熱影響區(qū)的硬度和韌性。線能量小，焊接熱輸入不足，熔池溫度不夠，冷卻速度快，容易產(chǎn)生淬硬組織，造成焊縫應(yīng)力集中，并容易致氫產(chǎn)生裂紋。所以應(yīng)合理的選擇線能量。
3.1.4避免強(qiáng)力組裝及減小錯(cuò)邊和棱角度
強(qiáng)力組裝將使球罐在焊接前就存在較大的附加內(nèi)應(yīng)力，在錯(cuò)邊和棱角度存在的部位，曲率發(fā)生了突變，焊后將會(huì)存在非常大的殘余內(nèi)應(yīng)力。
3.1.5采用合理的焊接順序
采用合理的順序使整臺(tái)球罐同時(shí)對(duì)稱地收縮或膨脹，這樣能控制焊接變形，減小焊接殘余應(yīng)力。球罐焊接應(yīng)遵循先縱縫后環(huán)縫，先大坡口后小坡口，焊工應(yīng)對(duì)稱、均勻施焊。
3.1.6避免應(yīng)力腐蝕措施
根據(jù)球罐工作介質(zhì)的性質(zhì)，有條件的可在球罐內(nèi)壁噴涂?jī)傻冷X粉，防止介質(zhì)在罐體內(nèi)表面產(chǎn)生腐蝕坑及脆化層，從而避免了應(yīng)力腐蝕裂紋的再生成。
以本鋼燃?xì)鈴S400 m3，材質(zhì)為16MnR的氮?dú)馇蚬逓槔?，?011年全面檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)兩處裂紋缺陷，一處長(zhǎng)25mm，另一處長(zhǎng)16mm。針對(duì)這兩處缺陷編制適用于本球罐的焊接工藝評(píng)定，并根據(jù)焊接工藝工藝評(píng)定編制焊接工藝卡（表一），經(jīng)焊接責(zé)任工程師審批后實(shí)施。
表一 焊接工藝卡
|
產(chǎn)品名稱 |
設(shè)備材質(zhì) |
焊條 |
熱處理溫度（℃） |
|
400 m3氮?dú)馇蚬?/p> |
16MnR |
J507 |
625±25 |
3.2.1缺陷的去除及坡口加工
根據(jù)無損檢測(cè)所確定的修理位置，在設(shè)備罐體上畫好返修位置。用氣刨將缺陷清除，缺陷清除后將待焊部位加工成寬度均勻、表面平整、便于施焊的凹槽，且兩端有圓滑的槽型結(jié)構(gòu)，左右和上下均圓滑過渡，坡口型U型。缺陷清楚后進(jìn)行滲透檢測(cè)，確認(rèn)所有缺陷已經(jīng)全部清除。施焊前應(yīng)清除坡口及母材兩側(cè)表面20mm范圍內(nèi)的氧化物、油污、熔渣及其他有害物質(zhì)。且不得有裂紋、夾層等缺陷。
3.2.2焊接及焊縫表面尺寸、外觀要求
焊接工藝采用焊條電弧電焊，保證焊透和融合完好的條件下采用小電流、短電弧、快焊速和多層多道焊工藝。焊縫焊完后立應(yīng)即去除渣皮、飛濺物等，清理干凈表面焊縫，然后進(jìn)行外觀檢查。不得有裂紋、咬邊、氣孔、夾渣等缺陷。
3.2.3無損檢測(cè)
修理后的焊接接頭經(jīng)尺寸形狀外觀檢查合格后進(jìn)行無損檢測(cè)。無損檢測(cè)采取100%射線，Ⅱ級(jí)合格；100%磁粉檢測(cè)，Ⅰ級(jí)合格。
3.2.4 壓力試驗(yàn)
所有焊縫經(jīng)無損檢測(cè)合格后進(jìn)行水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)要求用水為15℃以上的潔凈水，試驗(yàn)壓力要緩慢上升，升到試驗(yàn)壓力的50％時(shí)保持15分鐘，再檢查。當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)壓力后，保持30分鐘，然后將壓力降至設(shè)計(jì)壓力至少保持30分鐘，以對(duì)所有修理部位進(jìn)行全面檢查，無異常聲響、無可見變形和無滲漏為合格。待相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人、質(zhì)檢員和在建廠現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)后方可泄壓放水。注意放水前打開排氣孔，以免出現(xiàn)真空。
壓力容器的定期檢驗(yàn)是指在壓力容器使用的過程中，每隔一定期限采用各種適當(dāng)而有效的方法，對(duì)容器的各個(gè)承壓部件和安全裝置進(jìn)行檢查和必要的試驗(yàn)。通過檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)容器存在的缺陷，使他們?cè)谶€沒有危及容器安全之前就被消除或采取適當(dāng)措施進(jìn)行特殊監(jiān)護(hù)，以防壓力容器在運(yùn)行中發(fā)生事故[3]。
????? 壓力容器在生產(chǎn)中不僅長(zhǎng)期承受壓力，而且還受到介質(zhì)的腐蝕或高溫流體的沖刷磨損，以及操作壓力、溫度波動(dòng)等的影響。因此，在使用過程中會(huì)產(chǎn)生缺陷。有些壓力容器在設(shè)計(jì)、制造和安裝過程中存在著一些原有缺陷，這些缺陷將會(huì)在使用中進(jìn)一步擴(kuò)展。
????? 顯然，無論是原有缺陷，還是在使用過程中產(chǎn)生的缺陷，如果不能及早發(fā)現(xiàn)或消除，任其發(fā)展擴(kuò)大，勢(shì)必在使用過程中導(dǎo)致爆炸事故。
壓力容器實(shí)行定期檢驗(yàn)，是及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，消除隱患，保證壓力容器安全運(yùn)行的重要的必不可少的措施。
4.2.1射線檢測(cè)
作為五大常規(guī)無損檢測(cè)方法之一的射線探傷，在工業(yè)上有著非常廣泛的應(yīng)用，它既用于金屬檢查，也用于非金屬檢查。對(duì)金屬內(nèi)部可能產(chǎn)生的缺陷，如氣孔、針孔、夾雜、疏松、裂紋、偏析、未焊透和熔合不足等，都可以用射線檢查。應(yīng)用的行業(yè)有特種設(shè)備、航空航天、船舶、兵器、水工成套設(shè)備和橋梁鋼結(jié)構(gòu)。
射線照相法能較直觀地顯示工件內(nèi)部缺陷的大小和形狀,因而易于判定缺陷的性質(zhì),射線底片可作為檢驗(yàn)的原始記錄供多方研究并作長(zhǎng)期保存。但這種方法耗用的X射線膠片等器材費(fèi)用較高，檢驗(yàn)速度較慢，只宜探查氣孔、夾渣、縮孔、疏松等體積性缺陷，能定性但不能定量，且不適合用于有空腔的結(jié)構(gòu)，對(duì)角焊、T型接頭的檢驗(yàn)敏感度低，不易發(fā)現(xiàn)間隙很小的裂紋和未熔合等缺陷以及鍛件和管、棒等型材的內(nèi)部分層性缺陷。此外，射線對(duì)人體有害，需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。
4.2.2超聲波檢測(cè)
超聲波檢測(cè)也叫超聲檢測(cè)，Ultrasonic Testing縮寫UT，超聲波探傷，是五種常規(guī)無損檢測(cè)方法的一種。超聲波探傷是利用材料及其缺陷的聲學(xué)性能差異對(duì)超聲波傳播波形反射情況和穿透時(shí)間的能量變化來檢驗(yàn)材料內(nèi)部缺陷的無損檢測(cè)方法。當(dāng)今國內(nèi)有關(guān)的超聲波檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為JB/T4730.3，GB/T11345-1989，CB/T3559-2011等，JB/T4730.3為一個(gè)比較綜合性的標(biāo)準(zhǔn)，而后面兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為焊縫檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，還有其它的的鋼板，鑄鍛件等檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，使用者可根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的查詢。
超聲波探傷優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對(duì)人體無害，能對(duì)缺陷進(jìn)行定位和定量。超聲波探傷對(duì)缺陷的顯示不直觀，探傷技術(shù)難度大，容易受到主客觀因素影響，以及探傷結(jié)果不便于保存，超聲波檢測(cè)對(duì)工作表面要求平滑，要求富有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員才能辨別缺陷種類、適合于厚度較大的零件檢驗(yàn)，使超聲波探傷也具有其局限性。
4.2.3磁粉檢測(cè)
磁粉探傷利用工件缺陷處的漏磁場(chǎng)與磁粉的相互作用，它利用了鋼鐵制品表面和近表面缺陷（如裂紋，夾渣，發(fā)紋等）磁導(dǎo)率和鋼鐵磁導(dǎo)率的差異，磁化后這些材料不連續(xù)處的磁場(chǎng)將發(fā)生崎變，形成部分磁通泄漏處工件表面產(chǎn)生了漏磁場(chǎng)，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積——磁痕，在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下，顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀，對(duì)這些磁粉的堆積加以觀察和解釋，就實(shí)現(xiàn)了磁粉探傷。
磁粉探傷的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)鋼鐵材料或工件表面裂紋等缺陷的檢驗(yàn)非常有效;設(shè)備和操作均較簡(jiǎn)單;檢驗(yàn)速度快，便于在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)大型設(shè)備和工件進(jìn)行探傷；檢驗(yàn)費(fèi)用也較低。缺點(diǎn)是：僅適用于鐵磁性材料；僅能顯出缺陷的長(zhǎng)度和形狀，而難以確定其深度；對(duì)剩磁有影響的一些工件，經(jīng)磁粉探傷后還需要退磁和清洗。
磁粉探傷的靈敏度高、操作也方便。但它不能發(fā)現(xiàn)床身鑄件內(nèi)的部分和導(dǎo)磁性差（如奧氏體鋼）的材料，而且不能發(fā)現(xiàn)鑄件內(nèi)部分較深的缺陷。鑄件、鋼鐵材被檢表面要求光滑，需要打磨后才能進(jìn)行。
4.2.4滲透檢測(cè)
滲透探傷是利用毛細(xì)現(xiàn)象檢查材料表面缺陷的一種無損檢驗(yàn)方法。20世紀(jì)初，最早利用具有滲透能力的煤油檢查機(jī)車零件的裂縫。到40年代初期美國斯威策 (R.C.Switzer)發(fā)明了熒光滲透液。這種滲透液在第二次世界大戰(zhàn)期間，大量用于檢查軍用飛機(jī)輕合金零件，滲透探傷便成為主要的無損檢測(cè)手段之一，獲得廣泛應(yīng)用。常用的滲透探傷方法有著色滲透探傷、熒光滲透探傷、水洗型滲透探傷、溶劑去除滲透探傷。
滲透探傷操作簡(jiǎn)單,不需要復(fù)雜設(shè)備,費(fèi)用低廉，缺陷顯示直觀，具有相當(dāng)高的靈敏度,能發(fā)現(xiàn)寬度1微米以下的缺陷。這種方法由于檢驗(yàn)對(duì)象不受材料組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的限制。但對(duì)于結(jié)構(gòu)疏松的粉末冶金零件及其他多孔性材料不適用。
4.2.5聲發(fā)射檢測(cè)
通過接收和分析材料的聲發(fā)射信號(hào)來評(píng)定材料性能或結(jié)構(gòu)完整性的無損檢測(cè)方法。材料中因裂縫擴(kuò)展、塑性變形或相變等引起應(yīng)變能快速釋放而產(chǎn)生的應(yīng)力波現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。聲發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用已較廣泛?？梢杂寐暟l(fā)射鑒定不同范性變形的類型，研究斷裂過程并區(qū)分?jǐn)嗔逊绞?，檢測(cè)出小于 0.01mm長(zhǎng)的裂紋擴(kuò)展,研究應(yīng)力腐蝕斷裂和氫脆，檢測(cè)馬氏體相變，評(píng)價(jià)表面化學(xué)熱處理滲層的脆性，以及監(jiān)視焊后裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展等等。在工業(yè)生產(chǎn)中，聲發(fā)射技術(shù)已用于壓力容器、鍋爐、管道和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等大型構(gòu)件的水壓檢驗(yàn)，評(píng)定缺陷的危險(xiǎn)性等級(jí)，作出實(shí)時(shí)報(bào)警。
聲發(fā)射法適用于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控檢測(cè)，且只顯示和記錄擴(kuò)展的缺陷，這意味著與缺陷尺寸無關(guān)。而是顯示正在擴(kuò)展的最危險(xiǎn)缺陷。這樣，應(yīng)用聲發(fā)射檢驗(yàn)方法時(shí)可以對(duì)缺陷不按尺寸分類，而按其危險(xiǎn)程度分類。按這樣分類，構(gòu)件在承載時(shí)可能出現(xiàn)工件中應(yīng)力較小的部位尺寸大的缺陷不劃為危險(xiǎn)缺陷，而應(yīng)力集中的部位按規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求允許存在的缺陷因擴(kuò)展而被判為危險(xiǎn)缺陷。聲發(fā)射法的這一特點(diǎn)原則上可以按新的方式確定缺陷的危險(xiǎn)性。因此，在壓力管道、壓力容器、起重機(jī)械等產(chǎn)品的荷載試驗(yàn)工程中，若使用聲發(fā)射檢測(cè)儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控檢測(cè)，既可彌補(bǔ)常規(guī)無損檢測(cè)方法的不足，也可提高試驗(yàn)的安全性和可靠性。同時(shí)利用分析軟件可對(duì)以后的運(yùn)行安全做出評(píng)估。
但由于國內(nèi)具備聲發(fā)射檢測(cè)能力的檢測(cè)單位較少，受地域限制，我廠并未做過聲發(fā)射檢測(cè)。
由于特種設(shè)備是指特種設(shè)備是指涉及生命安全、危險(xiǎn)性較大的相關(guān)設(shè)備，所以特種設(shè)備的安全運(yùn)行就必須擺在首位。想要保證球罐安全運(yùn)行，就需要做到制造時(shí)嚴(yán)格監(jiān)督質(zhì)量、運(yùn)行中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)狀態(tài)，做好定期檢驗(yàn)（尤其是全面檢驗(yàn)），發(fā)現(xiàn)缺陷后及時(shí)處理[4]。本鋼燃?xì)鈴S8臺(tái)球形儲(chǔ)罐最早的投入使用近20年，最新投入使用也有近3年的時(shí)間，期間未曾發(fā)生過較大設(shè)備事故，正是因?yàn)樽龊昧艘陨蠋c(diǎn)。相信，若能做到把握好源頭質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)，嚴(yán)格細(xì)化日常操作，選取正確的檢測(cè)手段并認(rèn)真對(duì)待定期檢測(cè)結(jié)論，定能大大提高在用球形儲(chǔ)罐的安全性。
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[1]《城鎮(zhèn)燃?xì)夤芾項(xiàng)l例》 中華人民共和國國務(wù)院令? 第583號(hào)
[2] GB150-2011 壓力容器
[3]GB50094-98 球形儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范
?[4] 《特種設(shè)備安全檢查條例》
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