(1)設計結構缺陷處理
壓力容器的設計缺陷主要是指選材不當、材質不明及結構設計不合理。設計缺陷的處理原則如下。
?、俨馁|問題處理如果鍋爐或壓力容器用材與原設計不符,但材質清楚,強度校核合格,經檢驗未發(fā)現(xiàn)新生缺陷,則不影響使用;若使用中產生缺陷,并確認是選材不當所致,可監(jiān)護使用或判廢,如果鍋爐或壓力容器的材質不明,對于無法查明材料牌號的主要受壓元件,經檢驗未查出新生缺陷的,可按該類材料最低性能進行強度校核,合格者可繼續(xù)使用;若有缺陷或強度校核不合格,應降級使用或判廢。對于某些特殊壓力容器,如低溫容器、劇毒介質容器、高溫容器、高壓容器,如果材質不明或材料性能不符合設計規(guī)范或使用情況不良,應停止使用或改為它用。
②結構設計缺陷處理不合理的結構往往難于保證焊接質量,并使鍋爐、壓力容器的受壓元件產生過高的局部應力,從而產生疲勞裂紋或導致脆性斷裂。所以,對于不合理的結構應進行必要的修復處理,如未按規(guī)定開孔補強應做補強處理;角焊縫的凹陷應圓滑過渡等。對于難以修復且不能保證安全運行的,應判廢。
設計缺陷處理中應考慮的安全技術措施,如截面變化平緩、連續(xù)過渡、薄弱部分不疊加等不僅在制造中而且在安裝中加以實施,制造中有關安全技術要求,如材料復驗、坡口形狀與尺寸及表面凹凸、對接焊縫的間隙大小、對口錯邊量、對接焊縫形成的棱角、焊后變形量等,安裝中也應滿足。除此以外,支柱、平臺、梯子等附件的制作和安裝都應符合有關規(guī)定要求。壓力容器安裝中還應考慮基礎沉降對接管等帶來的一系列可能危及安全的問題,事前要有相應的措施和方案。
(2)制造缺陷的處理
壓力容器的制造缺陷主要是成型組裝缺陷和焊接缺陷。
?、俪尚徒M裝缺陷。處理成型組裝缺陷主要有錯邊、棱角、簡體不直度、橢圓度,對壓力容器安全運行影響較大的是錯邊和棱角。如果一般的超標可不做處理;嚴重超標時應做無損探傷檢查,確認是否還存在其他缺陷。當確認無其他缺陷時,通過應力分析來做出能否繼續(xù)使用的結論。如果存在裂紋、未熔合、未焊透等缺陷,應消除缺陷,補焊修復。
組裝焊件不得用強力使焊件對正,否則會產生很大的安裝應力,組裝所需的焊接吊耳,拉筋板等應采用與容器相同的或焊接性能相似的材料,相應的焊接工藝。吊耳和拉筋板等割除后,留下的焊疤應打磨平滑,現(xiàn)場組裝的焊接容器及高強度材料的鋼制焊接容器耐壓試驗后,應對焊縫總長的20%做表面探傷,若發(fā)現(xiàn)裂紋則應對所有焊縫做表面探傷。
?、诤附尤毕萏幚?。低溫容器、交變載荷或頻繁間歇操作容器的焊縫咬邊,都應打磨消除;其他容器若焊縫表面咬邊深度不大于0.5mm,咬邊的連續(xù)長度不大于l(E)mm及焊縫兩側咬邊總長度不超過該焊縫長度的10%時,可不做處理。超過上述規(guī)定則應打磨消除。對于裂紋和近表面的未熔合、未焊透以及沿焊縫柱狀晶呈“八”字形分布的氣孔等危險缺陷,均應挖除并補焊,嚴重者應判廢;氣孔、夾渣等體積性缺陷一般可按現(xiàn)行規(guī)范放寬1~2級處理;條狀夾渣、內部未熔合、未焊透,也可適當放寬,但對于低溫容器、高壓容器、劇毒介質容器、易燃介質容器、承受交變載荷或頻繁間歇操作的容器,其缺陷的放寬處理必須十分慎重。受壓元件材料不明時,可按壓力容器同類材料的最低標準值進行強度校核。對于特殊壓力容器,如低溫容器、劇毒介質容器、高溫容器、高壓容器等,如果材料不明或材料性能不符合設計規(guī)范或作用情況不良時,應停止使用或改做它用。
(3)運行缺陷的處理
?、俑g缺陷處理。腐蝕缺陷的處理原則是:對檢查發(fā)現(xiàn)有腐蝕缺陷的壓力容器,應根據缺陷的嚴重程度和設備的具體使用情況而進行不同的處理。具體處理方法如下。
a.對于分散的點腐蝕,若腐蝕深度不超過壁厚(不包含腐蝕余量)的1/5;在直徑為200mm的范圍內,沿任一條直線上的點腐蝕長度之和不超過40mm;且在此范圍內,點腐蝕的總面積不超過40~m2。如果同時滿足這些條件,一般可不做處理。
b.均勻腐蝕和局部腐蝕(包括片狀腐蝕和密集斑點腐蝕),如按最小剩余壁厚(扣除至下一次檢驗期腐蝕量的2倍)校核強度合格,可不做處理。否則,根據具體情況降壓使用或判廢處理。
c.內壁發(fā)現(xiàn)有晶間腐蝕、應力腐蝕裂紋等缺陷的壓力容器,一般不宜繼續(xù)使用。如果腐蝕程度輕微,則根據具體情況,可改變原有操作條件使用。
d.受壓元件局部腐蝕面積不超過25cm2。殘余厚度不小于原有厚度的60%,可采用堆焊處理;局部腐蝕深坑長度不超過40mm,且相鄰兩個腐蝕坑面之間的距離在120mm以上,任何腐蝕深度都可采用堆焊處理。超過上述范圍的,應進行挖補修理或更新。
?、诹鸭y缺陷處理。對于裂紋缺陷的處理,首先分析裂紋產生的原因,對表面裂紋應予以消除,對于由于結構不合理產生裂紋的容器,一般不宜繼續(xù)使用,特殊情況下,可做安全評定后監(jiān)護使用。
壓力容器在定期檢驗中,發(fā)現(xiàn)有裂紋缺陷時,首先應根據裂紋所在的部位、尺寸、數(shù)量、分布情況以及壓力容器的工作條件等分析裂紋產生的原因,然后再根據缺陷的嚴重程度確定對缺陷或對存在缺陷的鍋爐、壓力容器的處理方法。
裂紋缺陷的處理原則如下:
a.壓力容器上的焊接裂紋、過載裂紋等不伴隨組織變化的裂紋,如果尺寸較小,不是密集性的或大面積分布的,可以進行鏟除,并打磨成平滑過渡。若剩余的最小壁厚大于強度校核所需的最小壁厚加預計使用限期內兩倍腐蝕裕量之和,則不必補焊。
b.對于受壓元件上下裂紋缺陷,可進行挖補。裂紋伴隨著嚴重組織變化,如過熱裂紋、苛性脆化裂紋;裂紋尺寸過大,如出現(xiàn)于爐膽及管板扳邊圓弧上的環(huán)向裂紋長度超過周長的25%;管板上管孔間封閉狀、輻射狀裂紋或靠近邊緣的管孔帶裂紋。
c.由于結構不良,局部應力過高而產生疲勞裂紋的容器,不應繼續(xù)使用。存在腐蝕裂紋的容器,也不應繼續(xù)使用。
因為鏟除裂紋后留下的坑痕或補焊操作都將引起該處局部應力進一步增加,而產生新的疲勞裂紋,并加劇應力腐蝕。
?、圩冃稳毕莸奶幚怼R话惝a生變形缺陷的容器,除了不很嚴重的凹陷外,不宜繼續(xù)使用。對于材料可焊性好的容器,發(fā)生輕微的且面積不大的鼓包可用挖補的方法消除。