目次
前言
1 通則
2 石油工業(yè)壓力容器的范圍
3 維護(hù)檢驗(yàn)
4 檢驗(yàn)的目的
5 劣化的原因
6 檢驗(yàn)周期
7 檢驗(yàn)方法和所需條件
8 修理方法
9 記錄和報(bào)告
附錄A(資料性附錄) 本標(biāo)準(zhǔn)章條編號(hào)和API RP 572章條對(duì)照
附錄B(資料性附錄) 本標(biāo)準(zhǔn)與API RP 572技術(shù)性差異及其原因
附錄C(資料性附錄) 換熱器
附錄D(資料性附錄) 記錄表格及報(bào)告樣式
參考文獻(xiàn)
前言
本標(biāo)準(zhǔn)修改采用API RP 572《壓力容器檢驗(yàn)》(1992年,第1版)。
本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)API RP 572(1992年,第1版)重新起草,在附錄A中列出了本標(biāo)準(zhǔn)章條編號(hào)與API RP 572章條編號(hào)的對(duì)照一纜表。
考慮到我國(guó)國(guó)情,在采用API RP 572(1992年,第1版)時(shí),本標(biāo)準(zhǔn)做了一些修改。在附錄B中給出了這些技術(shù)性差異及其原因的一覽表以供參考。
為便于使用,對(duì)于API RP 572,本標(biāo)準(zhǔn)還做了下列編輯性修改:
a) 標(biāo)準(zhǔn)名稱由“壓力容器檢驗(yàn)”改為“石油工業(yè)壓力容器檢驗(yàn)的推薦作法”;
b) 本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D、附錄E均為資料性附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由石油工業(yè)安全專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:大慶油田有限責(zé)任公司鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究中心。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:矯建軍、李俊、劉景軒、常萬(wàn)成、王亞臣。
1 通則
1.1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)適用于石油工業(yè)在用壓力容器的檢驗(yàn)。本標(biāo)準(zhǔn)還包括了對(duì)不同類型壓力容器的說(shuō)明及其制造和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)明,同時(shí)還論述了檢驗(yàn)的目的、劣化的原因、檢驗(yàn)的周期及方式、修理方法以及檢驗(yàn)記錄和報(bào)告的格式。
1.2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
SY/T 6499—2000 泄壓裝置的檢測(cè)(eqv API RP 576:1992)
SY/T 6507—2000 壓力容器檢驗(yàn)規(guī)范 維護(hù)檢驗(yàn)、定級(jí)、修理和改造(eqv API Std 510:1997)
質(zhì)技監(jiān)局發(fā)[1999]154號(hào) 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程
勞鍋?zhàn)諿1999]3號(hào) 在用壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程
API Publ 2217A 在石油工業(yè)含惰性氣體限制空間內(nèi)工作的指南
API Std 661 煉油廠空冷器
API Publ 920 壓力容器脆性斷裂的預(yù)防
API RP 571 導(dǎo)致劣化及失效的情況
API RP 574 管道系統(tǒng)組件的檢驗(yàn)
API Publ 945 避免氨裝置中設(shè)備的環(huán)境開(kāi)裂
ASME第Ⅷ 鍋爐壓力容器規(guī)范 壓力容器
NBBPVI NB-23 美國(guó)國(guó)家檢驗(yàn)規(guī)范
2 石油工業(yè)壓力容器的范圍
本標(biāo)準(zhǔn)所指石油工業(yè)壓力容器是指歸屬于《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第二條及其他外部或內(nèi)部承受的最大工作壓力大于0.1MPa(表壓)且起獨(dú)立工藝作用的容器。容器的外部壓力可以是由內(nèi)部真空引起的,或者是由外套與容器外壁之間的流體壓力所致。受外壓的容器通常與受內(nèi)壓的容器的檢驗(yàn)方式相同。各種換熱器的型式和檢驗(yàn)參見(jiàn)附錄C。
3 維護(hù)檢驗(yàn)
容器制造標(biāo)準(zhǔn)會(huì)隨著壓力容器設(shè)計(jì)的進(jìn)步和新材料的應(yīng)用而定期修訂。壓力容器應(yīng)按照其設(shè)計(jì)和制造時(shí)遵守的技術(shù)要求進(jìn)行維護(hù)。如果容器被再定級(jí),則應(yīng)按照其被再定級(jí)時(shí)的技術(shù)要求進(jìn)行維護(hù)。石油工業(yè)的壓力容器檢驗(yàn)員不僅應(yīng)該熟悉標(biāo)準(zhǔn)的最新版本而且應(yīng)熟悉本標(biāo)準(zhǔn)以前的版本以及他所檢驗(yàn)的容器制造時(shí)遵守的其他技術(shù)要求。檢驗(yàn)員還應(yīng)該熟知所有指導(dǎo)壓力容器檢驗(yàn)及維護(hù)的規(guī)程(包括地方或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))。
4 檢驗(yàn)的目的
4.1 概述
進(jìn)行檢驗(yàn)的主要目的是確定容器的物理狀況以及確定容器缺陷的類型、劣化速率及產(chǎn)生的原因。這些內(nèi)容在每次檢驗(yàn)后應(yīng)認(rèn)真記錄整理,應(yīng)用這些數(shù)據(jù)可以保證容器的安全,延長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行周期,有時(shí)可減緩劣化速率,并對(duì)將來(lái)的修理和更換的要求做出預(yù)測(cè)。
4.2 安全性
按計(jì)劃進(jìn)行定期檢驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)一些缺陷,如果這些缺陷未進(jìn)行處理可能導(dǎo)致危險(xiǎn)或非正常停車、泄漏,甚至導(dǎo)致容器失效。
4.3 連續(xù)性
定期檢驗(yàn)有助于形成定期維護(hù)計(jì)劃,檢驗(yàn)確定的腐蝕速率和允許腐蝕裕量是預(yù)測(cè)是否需要更換或修理的基礎(chǔ)。這些預(yù)測(cè)將有助于制定維護(hù)計(jì)劃和確定連續(xù)運(yùn)行周期并有助于確保工廠生產(chǎn)安全可靠。
4.4 可靠性
在裝置運(yùn)行期間利用聲學(xué)、超聲波、射線照相或其他無(wú)損探傷技術(shù)進(jìn)行外部檢驗(yàn),可以在無(wú)需打開(kāi)容器的情況下發(fā)現(xiàn)重要的情況,可能發(fā)現(xiàn)的缺陷如:泄漏、裂紋、部件的錯(cuò)裝、管線堵塞、過(guò)度的振動(dòng)、聲音不正常和其他異?,F(xiàn)象,正確地分析這些征兆并采取糾正措施,就會(huì)改善運(yùn)行的綜合可靠性。
5 劣化的原因
5.1 概述
任何與容器表面接觸的物質(zhì),無(wú)論是有機(jī)或無(wú)機(jī)組分、污水或淡水、蒸汽或空氣,都可能在容器表面引起劣化。劣化的形式可以是電化學(xué)、化學(xué)、機(jī)械或以上三種的綜合,劣化可能由于溫度、應(yīng)力、疲勞(包括由振動(dòng)和壓力變化引起的疲勞)、沖擊、高速?zèng)_刷或紊流所致。
5.2 腐蝕
腐蝕是引起壓力容器材質(zhì)劣化的主要原因,并且可能發(fā)生在容器的任可部位,劣化的嚴(yán)重程度受介質(zhì)中腐蝕性物質(zhì)的濃度、溫度、特性以及材料抗腐蝕性的影響。
在煉油廠中最常見(jiàn)內(nèi)部腐蝕介質(zhì)是硫化物和氯化物組分、苛性堿、無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、水(特別是低pH值的水)、沉積物或疏松的腐蝕性化學(xué)物質(zhì),其他用于特殊工藝過(guò)程的化學(xué)物質(zhì)也可能腐蝕容器。
例如,由于苛性堿與應(yīng)力共同作用引起的應(yīng)力腐蝕斷裂;嚴(yán)重的石墨化腐蝕;孔洞式和層間型脫鋅腐蝕;沉積物堵塞及沉積物下腐蝕。
外部腐蝕,特別是隔熱層內(nèi),隨著濕度的增加而加快,該種腐蝕還隨空氣環(huán)境中的污染物而加速發(fā)展,在工業(yè)區(qū)和海濱地區(qū)的環(huán)境條件下特別易于引起腐蝕。
5.3 沖蝕
沖蝕是指由固體顆?;蛞旱卧诓牧媳砻娴臎_刷引起的表面材料損耗。經(jīng)常發(fā)生在節(jié)流處、流向轉(zhuǎn)變處或由于紊流引起高流速處。典型的沖蝕發(fā)生在出入口的接管處、內(nèi)部管線、隔柵或塔盤折流板、進(jìn)口接管正對(duì)的容器壁、內(nèi)部支承板和受沖擊的折流板處。
腐蝕和沖蝕并存會(huì)加速劣化的速率,例如,腐蝕和沖蝕并存的情況可能發(fā)生在催化裂化裝置中分餾塔底部與接管正對(duì)的地方。
5.4 組織和成分變化
壓力容器在可能引起材料顯微結(jié)構(gòu)和金相組織變化的工況下運(yùn)行時(shí),顯微結(jié)構(gòu)和金相組織的變化常常影響金屬的機(jī)械性能,并導(dǎo)致裂紋或其他劣化。微觀組織變化即可由對(duì)金屬的加熱和冷卻失誤所致,也可由金屬的化學(xué)成分變化所致。這些變化的例子有石墨化、氫脆、碳化合物析出、晶間腐蝕和脆化。
5.5 機(jī)械應(yīng)力
如不采取預(yù)防機(jī)械應(yīng)力的措施,將引起容器失效。溫度驟變、周期性溫度變化、振動(dòng)、任何原因引起的超壓力波動(dòng)以及外界載荷等都是機(jī)械應(yīng)力源。裂紋、鼓脹、扭曲和內(nèi)部裝置的傾覆是機(jī)械應(yīng)力作用的表征。
5.6 選材錯(cuò)誤或加工失誤
在壓力容器上發(fā)生的許多問(wèn)題都可以歸究到選材錯(cuò)誤或加工失誤。由于選材錯(cuò)誤或加工失誤造成的問(wèn)題有斷裂、泄漏、堵塞和嚴(yán)重腐蝕。
在制造容器前或制造容器的過(guò)程中,容器材料內(nèi)部的夾層如果未被發(fā)現(xiàn),在容器投入運(yùn)行后,夾層可能擴(kuò)張,當(dāng)夾層擴(kuò)張至板材表面時(shí),就表現(xiàn)為裂紋。
板材中可能存在表面難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。腐蝕后,這些缺陷會(huì)導(dǎo)致泄漏。如果泄漏非常嚴(yán)重或裂紋接近臨界值,則會(huì)導(dǎo)致失效。
對(duì)于新工藝缺乏經(jīng)驗(yàn),可能造成選材不當(dāng)而導(dǎo)致嚴(yán)重腐蝕。修理時(shí)采用物理性能不合適的材料也能導(dǎo)致嚴(yán)重腐蝕或失效。
5.7 制造錯(cuò)誤
5.7.1 概述
制造錯(cuò)誤包括焊接質(zhì)量差、熱處理不當(dāng)、制造配合尺寸超出ASME規(guī)范第Ⅷ卷規(guī)定的尺寸誤差范圍、內(nèi)部設(shè)備安裝不當(dāng)、法蘭或螺紋接頭組件不匹配。
5.7.2 焊接質(zhì)量差
不正確的焊接工藝或粗糙的焊接可能引起未焊透、未熔合、裂紋、咬邊、夾渣和氣孔,任一情況都可導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生或引起失效。
5.7.3 熱處理不當(dāng)
熱處理不當(dāng)會(huì)造成焊縫附近的殘余應(yīng)力偏離,影響金屬的物理性能及其抗腐蝕懷能,也可導(dǎo)致材料硬化并可在振動(dòng)影響下開(kāi)裂。
高殘余應(yīng)力可能導(dǎo)致在容器運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)延遲裂紋,尤其是在接管和補(bǔ)強(qiáng)板周圍。在腐蝕條件下,高殘余應(yīng)力可導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋,也可導(dǎo)致抗腐蝕性能的改變。
熱處理溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成材料的損害,以致于材料的物理性能不能滿足技術(shù)要求。
5.7.4 尺寸偏差
制造工藝不當(dāng)可導(dǎo)致誤差超過(guò)ASME規(guī)范第Ⅷ卷允許的范圍,這將導(dǎo)致應(yīng)力集中并可能引起失效。
5.7.5 安裝不正確
內(nèi)部設(shè)備的不正確安裝可降低運(yùn)行效率、通道堵塞及在壓力波動(dòng)時(shí)內(nèi)部設(shè)備的移位。
5.7.6 組裝不正確
法蘭、螺紋連接組件的不匹配或緊固不當(dāng)可引起滲漏,如果是螺紋連接則會(huì)造成完全失效。
6 檢驗(yàn)周期
6.1 決定檢驗(yàn)周期的因素
壓力容器的檢驗(yàn)周期取決于幾種因素,最重要的因素是劣化的程度和允許腐蝕裕量,詳見(jiàn)SY/T 6507。
腐蝕速率隨容器處理的原油或原料的類型、工作溫度和制造材料而明顯變化。對(duì)新設(shè)備必須逐一單獨(dú)評(píng)價(jià)以確立最初的檢驗(yàn)周期。
通過(guò)首次在線檢驗(yàn)或內(nèi)部檢驗(yàn)后應(yīng)建立運(yùn)行檔案。在此檔案的基礎(chǔ)上,可依據(jù)SY/T 6507或《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求確定檢驗(yàn)周期。通常在至少還有一半的剩余腐蝕裕量時(shí)進(jìn)行下一次的檢驗(yàn)。允許依據(jù)腐蝕速率的變化而改變?cè)ǖ臋z驗(yàn)周期。
設(shè)備檢驗(yàn)和維修的責(zé)任人應(yīng)熟悉有關(guān)的技術(shù)要求。在適用的情況下應(yīng)遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中推薦的條款。當(dāng)劣化速率發(fā)生改變或預(yù)計(jì)要發(fā)生改變時(shí),檢驗(yàn)周期也應(yīng)相應(yīng)地改變。
應(yīng)定期對(duì)容器的外部部件進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。運(yùn)行檢驗(yàn)時(shí),可以不必將容器與系統(tǒng)隔離。這些檢驗(yàn)可以在較短的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行,該時(shí)間間隔取決于被檢的特定設(shè)備的使用條件和以前的使用情況。對(duì)于非火焰直接加熱的壓力容器,全面外部檢驗(yàn)應(yīng)依據(jù)SY/T 6507進(jìn)行。
大多數(shù)裝置,尤其是塔和換熱器,運(yùn)行時(shí)其內(nèi)部清潔程度不得低于最低允許要求,尤其對(duì)換熱器或冷卻器來(lái)說(shuō),裝置運(yùn)行周期的長(zhǎng)短取決于是否能保持設(shè)計(jì)規(guī)定的熱傳導(dǎo)速率。
6.2 檢驗(yàn)時(shí)機(jī)
實(shí)際檢驗(yàn)時(shí)間通常由工藝部門、壓力容器管理部門和壓力容器檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)協(xié)同決定或由法規(guī)條例決定。
由于工藝或機(jī)械的原因而導(dǎo)致非計(jì)劃的停工,常常給已確認(rèn)或懷疑表面有腐蝕、沖蝕或劣化較快的部位提供了檢驗(yàn)的機(jī)會(huì)。在由于工藝原因造成裝置的部分停工時(shí),還可進(jìn)行某些內(nèi)部檢驗(yàn),以確定設(shè)備的使用狀況,證實(shí)在線檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題并制定所需的修理工作計(jì)劃。
下列的情況可以提供檢驗(yàn)機(jī)會(huì):
a) 換熱器正常停用進(jìn)行隔離清洗。當(dāng)換熱器清洗間隔比工藝裝置正常運(yùn)行所允許的時(shí)間間隔短時(shí),習(xí)慣作法是安裝備用換熱器,通過(guò)調(diào)整閥門利用旁通流經(jīng)備用換熱器,然后打開(kāi)需清洗的換熱器進(jìn)行清洗,檢查那些從工作環(huán)境中隔離和分離出來(lái)的換熱器可以獲得很多益處,以至于當(dāng)工藝裝置停車,準(zhǔn)備再次開(kāi)機(jī)時(shí),工作量減少。
b) 當(dāng)容器或塔器從工藝中隔離進(jìn)行清洗塔盤(托架)和其他類似工作時(shí)。
c) 當(dāng)容器或換熱器在非計(jì)劃停工時(shí)間內(nèi)與工藝條件隔離時(shí),這種情況出現(xiàn)時(shí),應(yīng)當(dāng)檢驗(yàn)容器或換熱器的最關(guān)鍵部件。
d) 當(dāng)容器或換熱器工作時(shí),可以進(jìn)行外部檢驗(yàn);對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),如使其與工藝隔離,則應(yīng)降低工作負(fù)荷。檢驗(yàn)的項(xiàng)目應(yīng)包括基礎(chǔ)、支承部件、保溫層、防護(hù)漆、梯子、平臺(tái)和其他的結(jié)構(gòu)部件的狀況。也可以將內(nèi)部隔熱層金屬表面的異常高溫和局部過(guò)熱點(diǎn)檢查出來(lái)??梢允褂迷诰€檢驗(yàn)法檢查缺陷和測(cè)量壁厚。例如,可以使用超聲儀器或適用的射線照相法確定壁厚。
e) 設(shè)備運(yùn)行時(shí),檢查操作記錄有助于確定性能劣化的原因,壓力降的增大可能過(guò)度腐蝕產(chǎn)生的沉積造成阻塞引起的,換熱器或冷卻器中熱量交換率的降低可能是束管內(nèi)表面或外表面附著有嚴(yán)重腐蝕沉積物所致;無(wú)法從塔盤抽出分餾或蒸餾的產(chǎn)品可能是塔中的分餾塔盤阻塞或部件損失所致;產(chǎn)品質(zhì)量變壞也許是工藝容器中塔盤、塔盤部件或其他內(nèi)部設(shè)施失落所致,檢驗(yàn)員要密切注意操作情況。
6.3 檢驗(yàn)計(jì)劃
因維修或檢驗(yàn)而停工的計(jì)劃通常由壓力容器管理部門、壓力容器檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、維修單位協(xié)同制定或依據(jù)法規(guī)條例而定。停工計(jì)劃應(yīng)全年平均統(tǒng)籌安排,盡是使維修和檢驗(yàn)人員的工作量不致于集中。
因檢驗(yàn)使裝置計(jì)劃停工時(shí),首先要考慮操作的安全性與可靠性。有時(shí),某些產(chǎn)品的季節(jié)性要求可以使檢驗(yàn)和維護(hù)工作對(duì)產(chǎn)品的供應(yīng)沒(méi)有嚴(yán)重影響。新容器投入使用后應(yīng)在合理的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行檢驗(yàn)。具體時(shí)間間隔視使用情況而定,可參照同類容器的歷史記錄。
7 檢驗(yàn)方法和所需條件
7.1 概述
壓力容器,特別是使用條件惡劣的容器在檢驗(yàn)開(kāi)始前,檢驗(yàn)員應(yīng)掌握自上次檢驗(yàn)后至今該容器工作的壓力和溫度條件,并了解容器內(nèi)介質(zhì)的特性和該容器在工藝中的作用。檢驗(yàn)員應(yīng)核對(duì)操作記錄的確切數(shù)據(jù),包括是否有諸如超壓、超溫或其他異常條件。這些數(shù)據(jù)可能對(duì)確定腐蝕的類型和部位及可能出現(xiàn)的其他劣化形式——諸如剝落、凸起、變形等提供有價(jià)值的線索。檢驗(yàn)員應(yīng)開(kāi)發(fā)和練習(xí)使用容器缺陷聲音判斷新技術(shù),使其適應(yīng)于更大的范圍和種類。
認(rèn)真進(jìn)行外觀檢驗(yàn)很重要,它能決定是否需要其他形式的檢驗(yàn)。充分的表面準(zhǔn)備工作對(duì)準(zhǔn)確的外觀檢驗(yàn)或有效地使用諸如磁粉(干性或濕性)和滲透等輔助檢驗(yàn)法很重要。表面準(zhǔn)備工作的程度范圍取決于具體的條件環(huán)境。除常規(guī)清洗外,還可用鋼絲刷刷、噴砂、高壓水清洗、除銹、打磨或以上幾種方法綜合運(yùn)用。
如果內(nèi)部或外部保護(hù)層——如隔熱層、耐火襯里、防腐層等情況良好且未出現(xiàn)問(wèn)題,則容器檢驗(yàn)時(shí)不必將其拆除。然而,建議除去一小部分非金屬保護(hù)層,以檢查保護(hù)層及層內(nèi)金屬的狀況。如果發(fā)現(xiàn)金屬或非金屬保護(hù)層有缺損,則須除去其附近范圍足夠大保護(hù)層,以確定母材金屬是否劣化及劣化的程度。
容器表面通常保存有沉積物如油焦,這對(duì)確定沉積物下容器表面的狀況十分重要。在重點(diǎn)進(jìn)行局部檢查的部位應(yīng)將沉積物徹底清除。
如果容器內(nèi)部裝有可拆裝部件時(shí),只要有合理的保護(hù)措施,且在該部件以外易接近的地方?jīng)]有出現(xiàn)劣化現(xiàn)象,就不必拆除該部件。
確定厚度需要的數(shù)值主要取決于容器中已發(fā)現(xiàn)的腐蝕形式。在大面積腐蝕區(qū)域,有時(shí)將該區(qū)域內(nèi)厚度最小值的平均值視為該腐蝕區(qū)域的厚度。分散的或個(gè)別的腐蝕坑,則應(yīng)根據(jù)其深度、數(shù)量、連續(xù)程度來(lái)計(jì)算。局部腐蝕最小厚度的確定方法應(yīng)遵照SY/T 6507。
7.2 安全預(yù)防措施和準(zhǔn)備工作
7.2.1 安全
在進(jìn)入容器之前,必須采取安全預(yù)防措施。如果進(jìn)出口尺寸受限和空間有限,制定并遵守安全措施就更為重要。
容器應(yīng)用適應(yīng)相應(yīng)壓力和溫度級(jí)別的盲板或盲法蘭隔斷一切液源、氣源、蒸汽源。在進(jìn)入容器之前,應(yīng)排空、吹掃、清洗,并進(jìn)行介質(zhì)氣體含量檢測(cè)。這些準(zhǔn)備工作能減少有毒氣體、缺氧、易爆混合物和刺激性化學(xué)品的危險(xiǎn)。應(yīng)采取API Publ 2217A要求的預(yù)防措施,穿戴保護(hù)身體和眼睛的防護(hù)品進(jìn)入容器。
有時(shí),在進(jìn)行清洗之前進(jìn)入容器更便于查找導(dǎo)致故障的內(nèi)部原因。在這種情況下,檢驗(yàn)員要進(jìn)入容器應(yīng)采取API Publ 2217A中的預(yù)防措施。
檢驗(yàn)中無(wú)損檢測(cè)儀器的使用應(yīng)符合氣體環(huán)境條件的安全要求。
檢驗(yàn)開(kāi)始前,應(yīng)通知在容器附近工作的所有人員,有人要進(jìn)入容器工作。在高塔的人行通道放置提醒標(biāo)志是一種有效的防護(hù)措施。通常在離檢驗(yàn)區(qū)域最近的地方安排有一史安全監(jiān)護(hù)人員。在容器外面進(jìn)行的任何工作都要事先通知容器內(nèi)的工作人員,以免他們受到突如其來(lái)的噪音的驚嚇。
7.2.2 準(zhǔn)備工作
檢驗(yàn)前應(yīng)檢查容器檢驗(yàn)所需工具,其中包括人身安全所需的工具和儀器是否良好無(wú)缺。在進(jìn)入容器工作之前應(yīng)安放好必要的安全標(biāo)志。
壓力容器檢驗(yàn)應(yīng)備的部分工具如下:
a) 便攜燈,包括手電;
b) 行燈;
c) 薄刃刀;
d) 扁鏟或刮刀;
e) 三角刮刀;
f) 鏡子;
g) 內(nèi)卡尺;
h) 外卡尺;
i) 小刀;
j) 鋼卷尺(15m);
k) 法蘭量規(guī);
l) 檢驗(yàn)錘或圓頭錘[0.114kg或0.228kg(4oz或8oz)];
m) 超聲測(cè)厚儀;
n) 卡鉗(測(cè)內(nèi)徑用);
o) 鋼尺;
p) 深度計(jì);
q) 顏料或粉筆;
r) 筆記本和鉛筆;
s) 檢驗(yàn)直尺;
t) 鋼絲刷;
u) 鉛錘球和鉛錘線;
v) 磁鐵;
w) 放大鏡;
x) 鉤尺;
y) 裝腐蝕物樣品的塑料袋。
根據(jù)需要還應(yīng)備有以下工具和設(shè)備:
a) 水平儀;
b) 木工或管工用水平尺;
c) 磁粉探傷儀;
d) 千分尺;
e) 射線照相設(shè)備;
f) 對(duì)地絕緣測(cè)試儀;
g) 噴砂設(shè)備;
h) 高壓噴水設(shè)備;
i) 便攜式硬度測(cè)試儀;
j) 渦流檢測(cè)儀器;
k) 聲波和射線照相檢測(cè)設(shè)備;
l) 內(nèi)窺鏡
m) 經(jīng)緯測(cè)量?jī)x;
n) 溫度指示筆;
o) 熱電偶;
p) 金屬切削取樣設(shè)備;
q) 材料鑒別工具或材料鑒別儀;
r) 照相機(jī);
s) 超聲探測(cè)儀;
t) 滲透探傷檢驗(yàn)設(shè)備;
u) 鉆檢測(cè)孔設(shè)備(鉆、絲錐、塞等);
v) 噴砂或噴水設(shè)備;
w) 測(cè)孔儀;
x) 鉛線和水平儀;
y) 觀察鏡或雙筒鏡。
檢驗(yàn)應(yīng)備的其他有關(guān)條件和設(shè)備包括:跳板、腳手架、升降椅、繩梯或鏈梯、攀登無(wú)護(hù)欄梯子所需的安全防護(hù)設(shè)備、升降平臺(tái)、對(duì)講機(jī)及便攜式梯子。如果要搭外腳手架,則應(yīng)在檢驗(yàn)開(kāi)始前搭好。
7.3 外部檢驗(yàn)
7.3.1 概述
很多外部檢查可在容器的使用過(guò)程中進(jìn)行,容器運(yùn)行過(guò)程中的檢驗(yàn)將減少其停產(chǎn)檢查的時(shí)間。
7.3.2 梯子、樓梯和工作平臺(tái)
壓力容器的外部檢查應(yīng)從與其相通或在其上的梯子、樓梯、平臺(tái)或過(guò)道開(kāi)始。
應(yīng)先對(duì)已損壞的部分、已出現(xiàn)的裂紋、螺栓的緊固程度、油漆或覆層的狀況、梯子的磨損、扶手的安全性、平臺(tái)和過(guò)道的狀況等進(jìn)行仔細(xì)的外觀檢驗(yàn)??捎缅N子和刮具除去氧化物或其他腐蝕物,以便于進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。應(yīng)移開(kāi)踏板以檢查其下的支承物。螺栓的緊固性可用錘子敲打或者用扳手?jǐn)Q螺母來(lái)確定,金屬梯子或踏板上紋線的磨損不但減弱了其支承性,還使其變滑了。平臺(tái)的凹處應(yīng)仔細(xì)檢查,因?yàn)榉e水會(huì)加速腐蝕。小縫隙用尖的刮具檢查。松或壞的部分用錘敲可檢查出來(lái)。若需要,可用卡尺測(cè)量平臺(tái)和結(jié)構(gòu)件的厚度。
潮濕的地方最容易發(fā)生腐蝕。在梯子上,腐蝕多發(fā)生在防滑線底部。裂紋及腐蝕易發(fā)生在螺栓或梯子與角鐵的連接處,以及中間的的支承物與容器之間的連接處。焊接的支架易于腐蝕。因?yàn)楹更c(diǎn)粗造,難以很好刷漆,腐蝕也許發(fā)生在油漆下面??蓮耐黄鸬挠推峄蛲高^(guò)油漆的鐵銹來(lái)判斷油漆下的腐蝕。
大部分部件的狀況可用錘擊法確定,在嚴(yán)重腐蝕的部位要用卡鉗或其他方法測(cè)量其實(shí)際的厚度。
7.3.3 基礎(chǔ)和支承
容器的基礎(chǔ)都是由鋼筋混凝土或耐火結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)成的,應(yīng)檢查其是否有諸如剝落、開(kāi)裂、下沉等損壞。
換熱器的基礎(chǔ)通常包括鋼支架和其下的混凝土墩。偶而也有用單一鋼支承的。應(yīng)仔細(xì)檢查換熱器或臥式容器壁與支架之間的縫隙??p隙中的潮濕能很快腐蝕碳素鋼或低鉻鉬鋼。若支架用膠泥混合物密封,應(yīng)用刮刀檢查密封好壞。支座通常以焊接方式與容器殼體緊密連接,以防止潮濕積累在縫隙中,加速容器腐蝕。
剝落可能由過(guò)熱、機(jī)械振動(dòng)、鋼筋腐蝕或潮濕凍結(jié)等引起。檢查此類損壞應(yīng)采用外觀檢驗(yàn)和刮具檢查??捎弥背呋蜾摮邷y(cè)量此類損壞的深度。
混凝土或防火材料上的裂紋可能由過(guò)熱、設(shè)計(jì)或材料不良、機(jī)械振動(dòng)、不均勻下沉引起。這些情況主要用外觀檢驗(yàn),也可用尖刮刀的方法來(lái)輔助檢驗(yàn)。
高溫或濕度變化引起的混凝土或防火材料上產(chǎn)生的裂紋通常象頭發(fā)一樣細(xì)小,只要裂紋沒(méi)有使鋼筋暴露就不算嚴(yán)重腐蝕。
當(dāng)出現(xiàn)大的裂紋并擴(kuò)展,但沒(méi)有發(fā)生下沉?xí)r,可能是由于設(shè)計(jì)或材料不良引起的,需要徹底的檢查和研究。如果設(shè)計(jì)正確,則裂紋很可能是混凝土材料不良引起的。認(rèn)真的外觀檢驗(yàn)或用錘子敲取一小塊可判斷出混凝土材料是否不良,但必須取一小塊混凝土芯進(jìn)行測(cè)試。
基礎(chǔ)有可能下沉。當(dāng)沉降均勻且沉降量不大時(shí),不會(huì)有什么問(wèn)題。然而,若沉降過(guò)度或不均勻時(shí),則應(yīng)采取措施以防嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)生。當(dāng)基礎(chǔ)或支承物發(fā)生沉降時(shí),應(yīng)檢查連接管線的狀況。
應(yīng)做好沉降記錄,可用鉛垂線和鋼尺對(duì)沉降進(jìn)行粗檢。當(dāng)需要準(zhǔn)備測(cè)量時(shí),需用測(cè)量水平儀。當(dāng)沉降可見(jiàn)時(shí),可通過(guò)基礎(chǔ)與其周圍地面的不一致觀察到。沉降的測(cè)量周期取決于沉降量及嚴(yán)重程度。沉降測(cè)量應(yīng)到不再沉降為止。在長(zhǎng)混凝土板或幾個(gè)獨(dú)立的基礎(chǔ)上的容器最易發(fā)生不均勻沉降。
7.3.4 緊固螺栓
緊固螺栓的狀態(tài)無(wú)法完全由外觀檢驗(yàn)確定,在螺栓與混凝土或鋼結(jié)構(gòu)的接觸區(qū)域,應(yīng)刮開(kāi)進(jìn)行細(xì)致的腐蝕檢查。雖然這種方法不能發(fā)現(xiàn)基座表面以下的狀況,但用錘子側(cè)敲就能發(fā)現(xiàn)緊固螺栓的損壞程度。緊固螺栓的變形也許意味著嚴(yán)重的基礎(chǔ)沉降。應(yīng)仔細(xì)檢查緊固螺母是否擰緊,還可用超聲技術(shù)對(duì)螺栓進(jìn)行檢查。
7.3.5 混凝土支承物。
混凝土支承物的檢查和混凝土基礎(chǔ)的檢查相似?;炷林С形锱c容器殼體或容器封頭之間的空隙應(yīng)密封,以防止水浸入。用刮具進(jìn)行的外觀檢驗(yàn)會(huì)使密封損壞,導(dǎo)致發(fā)生電解反應(yīng)加快腐蝕。
7.3.6 鋼支承物
應(yīng)檢查鋼支承物的腐蝕、變形和裂紋。
腐蝕了的支承物(裙座、柱、支架等)的剩余厚度很重要。嚴(yán)重腐蝕區(qū)的厚度可由卡尺的讀數(shù)確定。該讀數(shù)與原厚度(若已知)或與未發(fā)生腐蝕部位的厚度相比,可得到腐蝕率??捎娩摻z刷刷、刮刀刮、錘敲等方法補(bǔ)充對(duì)支承物的外觀檢驗(yàn)。對(duì)大的裙板支承物可用超聲波儀器側(cè)其厚度。結(jié)構(gòu)元件和一般腐蝕可用適當(dāng)?shù)耐繉宇A(yù)防。鍍鋅是鋼結(jié)構(gòu)最好的防腐方法之一。
應(yīng)檢查柱和承重梁的壓彎或過(guò)度傾斜。可用直尺和鉛垂線來(lái)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。圓筒裙座的變形量可通過(guò)測(cè)量不同點(diǎn)的直徑測(cè)出來(lái),每個(gè)點(diǎn)應(yīng)間隔60°。
裙板的內(nèi)表面易受潮濕的侵害,特別是當(dāng)被封閉部位處于40℃(100°F)以下的溫度環(huán)境或用蒸汽對(duì)容器底部進(jìn)行加熱時(shí)。如果表層剝落或生銹,則在檢查前將其刮去或用鋼絲刷刷去。
容器支承物的耳板部分應(yīng)檢查,以確認(rèn)其狀態(tài)良好,用刮刀刮通常能發(fā)現(xiàn)腐蝕,用錘子敲也能發(fā)現(xiàn)特別薄的地方,應(yīng)檢查聯(lián)接緊固件的腐蝕和緊固程度。應(yīng)用刮刀檢查所發(fā)現(xiàn)縫隙的腐蝕程度。裂紋可發(fā)生在各種支承結(jié)構(gòu)或耳板上,但最可能發(fā)生在焊接結(jié)構(gòu)上,焊點(diǎn)及其鄰近區(qū)域最易出現(xiàn)裂紋。若容器在使用中,則只能對(duì)這些裂紋進(jìn)行外觀檢驗(yàn)??捎么欧郏ǜ尚曰驖裥裕⒅珴B透或超聲波探傷等方法彌補(bǔ)外觀檢驗(yàn)。這些方法需要更充分的表面處理。
如果支承裙板是絕熱的,則檢驗(yàn)其絕熱層,外觀眾檢驗(yàn)通??砂l(fā)現(xiàn)絕熱層的損壞。若懷疑有水或潮濕滲入到鋼材表面,則應(yīng)打開(kāi)足夠面積的絕熱層以確定腐蝕的程度。
應(yīng)檢查支承橫梁和裙板上的防火材料,該防火材料通常由磚和混凝土制成。通常用刮刀輔助外觀檢驗(yàn)?zāi)馨l(fā)現(xiàn)其缺陷。用錘子輕輕敲擊能發(fā)現(xiàn)混凝土防火材料與鋼之間結(jié)合不實(shí)。如果潮濕能透過(guò)防火材料會(huì)引起鋼筋腐蝕并引起混凝土膨脹。防火材料的膨脹說(shuō)明有腐蝕,防火材料上的鐵銹說(shuō)明其下金屬可能腐蝕。
7.3.7 拉索
大多數(shù)容器都是靠自重支承的。一些塔式容器或柱式容器需要鋼纜拉索支承。這些拉索與地面連接。鋼纜一端在容器上,另一端緊固在埋入地下的混凝土座上。
應(yīng)對(duì)塔與地面每個(gè)緊固連接部位進(jìn)行外觀檢驗(yàn),以確定其緊固和張力都正常。若認(rèn)為拉索的張力有問(wèn)題,應(yīng)和結(jié)構(gòu)工程師商量。
應(yīng)檢查拉索是否有腐蝕和斷線現(xiàn)象。緊線器的螺紋部分易發(fā)生裂紋腐蝕。用尖刮刀可發(fā)現(xiàn)這些腐蝕。
應(yīng)檢查塔上或地上的鋼索夾子,看其是否安裝正確。夾子應(yīng)安裝在長(zhǎng)端或活動(dòng)端,U型螺栓安在鋼索的緊固端或短端。至少應(yīng)留出鋼纜直徑的6倍長(zhǎng)的線頭,以確保夾緊力最大。每條鋼纜需要的夾子個(gè)數(shù)取決于鋼纜直徑,具體數(shù)值可在鋼纜目錄及工程手冊(cè)中查到。
7.3.8 接管
若有沉降發(fā)生,應(yīng)檢查接管和相鄰的器壁是否有變形或裂紋。管線的過(guò)度膨脹、內(nèi)部爆炸、地震、火災(zāi)等都可能損害管線的連接。
可以用法蘭規(guī)來(lái)檢查法蘭面的變形。如果在管口周圍區(qū)域發(fā)現(xiàn)變形或裂紋,那么就應(yīng)該檢查該區(qū)域里所有的焊縫和殼體。該區(qū)域應(yīng)用噴砂或用鋼絲刷處理。磁粉(濕性或干性)、著色、超聲波或聲發(fā)射可用來(lái)補(bǔ)充外觀檢驗(yàn)。在高達(dá)482℃(900°F)溫度下工作的催化重整裝置,在操作過(guò)程中,可能發(fā)生蠕變脆化。在檢測(cè)這種損傷方面,可以采用聲發(fā)射技術(shù)。
當(dāng)接管發(fā)生腐蝕、裂紋和變形時(shí),就應(yīng)該進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)。該檢驗(yàn)可借助刮刀和手電筒。
外露的密封表面應(yīng)檢查有無(wú)劃傷和腐蝕。同時(shí),該表面應(yīng)仔細(xì)清洗以進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。
槽型密封法蘭應(yīng)檢查是否由于螺栓過(guò)緊引起裂紋。同時(shí),對(duì)不銹鋼法蘭也應(yīng)該檢查其是否存在應(yīng)力腐蝕裂紋。無(wú)損探傷方法(NDT),如磁粉(干性或濕性)、著色或超聲波技術(shù)可用做外觀檢驗(yàn)的補(bǔ)充。
活套法蘭或滑動(dòng)法蘭,如范斯通法蘭,應(yīng)檢查法蘭和管連接處的腐蝕情況。這種檢查可使用特殊探頭和超聲波測(cè)厚儀在管內(nèi)進(jìn)行。這種法蘭也可在卸掉螺栓脫離管道后單獨(dú)檢查。
接管的壁厚應(yīng)進(jìn)行測(cè)量。這種測(cè)量可用卡尺、超聲波測(cè)厚儀或射線照相法進(jìn)行。內(nèi)部直徑測(cè)量可用內(nèi)徑儀進(jìn)行,以檢測(cè)腐蝕。這些測(cè)量不必移開(kāi)管子,但容器必須打開(kāi)進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)。將這些測(cè)量值記錄下來(lái),并和以前的或原始的厚度數(shù)值進(jìn)行比較。任何損失都應(yīng)進(jìn)行分析,并采取適當(dāng)?shù)拇胧绾穸冉咏蜻_(dá)到最小厚度應(yīng)修補(bǔ)。如果允許的話,可考慮安裝襯里。應(yīng)經(jīng)常監(jiān)測(cè),并使用抗腐蝕劑。
泄漏通常出現(xiàn)在管子和容器器壁連接處,在使用中或試驗(yàn)條件下最易發(fā)現(xiàn)確切的泄漏位置。
7.3.9 接地
接地應(yīng)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)以確認(rèn)良好的電性接觸,這些連接為閃電或是靜電進(jìn)入大地提供了路徑。該系統(tǒng)通常由一股銅導(dǎo)體組成。其一端用螺栓緊固在容器上,另一端用銅焊或用螺栓緊固在一根鐵或銅棒上,并深埋入大地中。電纜連接要檢查其緊固性并確定連接到容器上。應(yīng)檢查所有接地線的連續(xù)性,在接地電路中不應(yīng)存在斷路情況。進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)確保對(duì)地電阻不超過(guò)該地區(qū)可接受的值。推薦電阻為5Ω或更小,而且該阻值不應(yīng)超過(guò)10Ω。
7.3.10 輔助設(shè)備
輔助設(shè)備,如儀表連接、觀察窗和安全閥,可在使用中進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。要注意這些部件的過(guò)度振動(dòng),有些振動(dòng)應(yīng)采取添加支承件來(lái)抑制,或是由有資格的工程師計(jì)算,以確保不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的損傷。
7.3.11 防腐層和絕熱層
應(yīng)檢查容器殼體上的防腐層和絕熱層,銹蝕點(diǎn)、氣孔和膜凸起也是常見(jiàn)的涂層失效的類型。銹蝕處和氣孔用外觀檢驗(yàn)的方法容易發(fā)現(xiàn)。膜凸起問(wèn)題不容易被發(fā)現(xiàn),除非膜已有可見(jiàn)凸起或被損壞。這種情況可使用刮刀或刀片在可疑處劃的方法找到。用刮刀去掉氣孔和銹蝕點(diǎn)常會(huì)在容器壁上留下凹坑,這種凹坑深度可用凹坑儀或深度儀測(cè)量,多數(shù)導(dǎo)致涂層失效的此類凹坑最可能出現(xiàn)的地方是在潮濕區(qū)域和焊縫的裂紋處。在潮濕地方,裙座支承底部是另一個(gè)易出現(xiàn)使涂層失效的凹坑的地方。
通常情況下,外觀檢驗(yàn)可確定絕緣層情況。少數(shù)情況下,可打開(kāi)絕緣層更好地檢查絕熱層情況和其下金屬壁的狀況。支承環(huán)箍、角鋼、帶、吊線都應(yīng)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)以確定腐蝕和破損的情況。有時(shí),可安裝專門的絕熱塊,以便拆卸。這些塊安裝到需要定期檢驗(yàn)處,通常在焊縫處。
7.3.12 外部金屬表面
容器的外部金屬表面可使用刮刀和適當(dāng)敲打的方法來(lái)尋找腐蝕處。
注意:在對(duì)高溫、高強(qiáng)度材料操作時(shí)應(yīng)特別小心。如果條件允許,應(yīng)在容器周圍塔上架子以進(jìn)行全部表面檢查。
外觀檢驗(yàn)所需表面準(zhǔn)備程度取決于已發(fā)生的劣化的類型和程度。在通常情況下,只在使用超聲波測(cè)量的地方,將金屬表面清洗。當(dāng)懷疑有裂紋或大量凹坑時(shí),就需要大面積(可能是全部容器殼體)的清洗。
手動(dòng)工具如尖刮刀、檢驗(yàn)錘、鋼絲刷子、刮刀和銼可用來(lái)清潔小面積區(qū)域。對(duì)更大區(qū)域,電動(dòng)刷或電動(dòng)砂輪通常比手動(dòng)工具更方便、更有效。
任何腐蝕的現(xiàn)象應(yīng)該加以調(diào)查,并確定腐蝕處的深度和腐蝕長(zhǎng)度。
要作全面的容器檢查,測(cè)量容器壁、封頭、接管的厚度,這些測(cè)量值是來(lái)自于容器的外部還是內(nèi)部取決地腐蝕區(qū)域的位置和可達(dá)性。
在正常情況下,在每一筒節(jié)和每一封頭應(yīng)至少測(cè)量一次,但是,如腐蝕情況很嚴(yán)重,則在大多數(shù)腐蝕區(qū)記錄幾個(gè)讀數(shù)。如果一特定的容器沒(méi)有記錄。那么應(yīng)該考慮在每一對(duì)應(yīng)的筒節(jié)和封頭的周長(zhǎng)上四等分處測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)??捎贸暡y(cè)厚儀進(jìn)行測(cè)量。
7.3.13 腐蝕的外部現(xiàn)象
在容器的外表面可以發(fā)現(xiàn)特定類型的腐蝕,如空氣腐蝕、苛性脆化、氫鼓包和土壤腐蝕等。
容器外部的空氣的腐蝕程度與當(dāng)?shù)貧夂蚝褪褂铆h(huán)境有很大關(guān)系,在潮濕地區(qū)和空氣中存在腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的蒸氣的地區(qū),殼體外表面的腐蝕可能是個(gè)問(wèn)題。工作在露點(diǎn)溫度范圍的容器最值得懷疑。這種類型的腐蝕通常用外觀檢驗(yàn)就可發(fā)現(xiàn)。
如果容器中的介質(zhì)為堿性,那么容器就該進(jìn)行苛性脆化的檢查,這種類型的破壞最有可能出現(xiàn)在內(nèi)部加熱部分和堿液殘留區(qū)或其他高應(yīng)力區(qū)的接合處。值得懷疑處在接管周圍和接管內(nèi)或已發(fā)現(xiàn)的裂紋附近。通常外觀檢驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)這種腐蝕。堿性介質(zhì)滲入裂紋,經(jīng)常沉積為可見(jiàn)的白色的沉積物,磁粉(濕性或干性)、著色和超聲波檢測(cè)也可檢查苛性脆化。
在容器中酸性腐蝕介質(zhì)液面下的區(qū)域比其他區(qū)域更有可能產(chǎn)生氫鼓包,氫鼓包在容器內(nèi)部比外部發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)更多,但是,容器里外都可能發(fā)現(xiàn)氫鼓包,這取決于產(chǎn)生空隙的實(shí)際位置。鼓包用外觀檢驗(yàn)最容易被發(fā)現(xiàn)。用手電筒光束平行地照在金屬表面,有時(shí)能發(fā)現(xiàn)鼓包。當(dāng)金屬表面有許多小鼓包時(shí),你可用手指摸到這些鼓包。
對(duì)與混凝土基礎(chǔ)接觸的金屬表面應(yīng)加以注意,在潮濕的空氣中,支承點(diǎn)嚴(yán)重的侵蝕可能需要焊接修理,并使用保護(hù)層。
部分或全部在地下的容器會(huì)遭受土壤腐蝕,而無(wú)論容器在地下什么地方與土壤接觸,這種腐蝕在煤渣回填坑或有酸濺上的區(qū)域特別強(qiáng)。容器表面的檢驗(yàn)將要求徹底清洗。通常使用噴砂方法將表面處理好。用刮和敲打的外觀檢驗(yàn)方法可發(fā)現(xiàn)大多數(shù)腐蝕處。深的凹點(diǎn)位置應(yīng)記錄下來(lái),確定拆除多少面積的涂蓋層進(jìn)行這種檢查應(yīng)有很好的判斷力。通常在地表或地表附近的容器表面腐蝕最嚴(yán)重。
容器表面應(yīng)進(jìn)行檢查,看是否有腐蝕和泄漏、裂紋、變形、膨脹及涂層損壞或腐蝕。如果容器絕熱,那么小部分的絕熱層應(yīng)被打開(kāi)。特別是在水分可能積累處,需明確外部是否被腐蝕。
除非易見(jiàn),最好在壓力或真空試驗(yàn)時(shí)檢查泄漏,如果裂紋泄漏可郵中有其他顯示,就應(yīng)該用更精確的檢查方法。
在焊接的容器中,在接管接合處,在焊縫和支架上及支承焊點(diǎn)處,裂紋最為常見(jiàn)。一般情況下,仔細(xì)刮削檢查能發(fā)現(xiàn)大多數(shù)裂紋。當(dāng)懷疑裂紋在某一區(qū)域里時(shí),就應(yīng)用適當(dāng)?shù)姆椒ā玟摻z刷、高壓水龍頭或砂輪將整個(gè)區(qū)域處理以利于檢驗(yàn)。如果僅采用外觀檢驗(yàn)不足以發(fā)現(xiàn)裂紋,例如檢測(cè)含氨容器和脫氧器的裂紋,濕性或干性的磁粉、超聲波、著色或聲波發(fā)射分析可用來(lái)確定裂紋和其他不連續(xù)缺陷的位置。濕性熒光磁粉分析方法比干性熒炮磁粉分析方法更靈敏。
鼓包和凸起通常是相當(dāng)明顯的。貼著容器外殼放置一個(gè)樣板(標(biāo)尺),可以測(cè)量微小的變形。確定產(chǎn)生變形的原因是非常重要的。諸如內(nèi)部蒸汽超壓或過(guò)度的內(nèi)部腐蝕等變形因素可以通過(guò)內(nèi)部檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。沉降、地震、振動(dòng)造成連接管上的大的變形以及其他原因通常可以通過(guò)外部檢查發(fā)現(xiàn)。凸起或鼓包的程度可以通過(guò)測(cè)量圓周長(zhǎng)度變化或測(cè)量容器側(cè)壁的輪廓線來(lái)確定。側(cè)壁輪廓線可以用平行于容器壁的線錘來(lái)測(cè)定,也可以用經(jīng)緯測(cè)量?jī)x或180°的光學(xué)垂準(zhǔn)器測(cè)量。
當(dāng)容器使用時(shí),內(nèi)部絕熱的容器封頭或殼體的局部過(guò)熱區(qū)域應(yīng)定期檢驗(yàn),應(yīng)注意并記錄鼓包的現(xiàn)象。局部過(guò)熱區(qū)的金屬表面溫度可以用一個(gè)便攜式的熱電偶、紅外線測(cè)溫儀進(jìn)行檢查或溫度指示筆、專用的涂料等檢測(cè)。當(dāng)容器停工時(shí),局產(chǎn)過(guò)熱區(qū)應(yīng)做一次完整的檢查。如果溫度長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)427℃(800°F)或在易產(chǎn)生氫損傷環(huán)境中溫度超過(guò)260℃(500°F),應(yīng)該考慮使用復(fù)膜技術(shù)或提取材料樣品進(jìn)行金相檢驗(yàn);應(yīng)該請(qǐng)一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的金屬學(xué)家或工程師進(jìn)行檢驗(yàn)。
外表面應(yīng)該進(jìn)行有無(wú)夾層及機(jī)械損壞的檢查。擴(kuò)展到表面的夾層可以直接檢測(cè)到。諸如鑿孔和凹痕等類機(jī)械損壞應(yīng)該檢查。當(dāng)劃傷看來(lái)足以影響容器的強(qiáng)度時(shí),任何劃傷的深度和程度都必須進(jìn)行測(cè)量。所有的劃傷都要有報(bào)告。
通常有一定數(shù)量的外部輔助器件被連接在壓力容器上。這些器件包括如下項(xiàng)目:
a) 排污管線和其他連接接頭(見(jiàn)API RP 574);
b) 液位計(jì)、壓力表、溫度表及其他儀器設(shè)備;
c) 安全泄放閥(見(jiàn)SY/T 6499-2000);
d) 外部噴水器和其他阻燃設(shè)備。
7.4 內(nèi)部檢驗(yàn)
7.4.1 概述
所有必要的檢驗(yàn)設(shè)備,包括工具、梯子和照明設(shè)施等,都應(yīng)該提前準(zhǔn)備以便容器停工時(shí)間最少。
7.4.2 地面設(shè)備
對(duì)于內(nèi)部檢驗(yàn)所需要的地面準(zhǔn)備程度將隨幾個(gè)參數(shù)的不同而改變。其中最重要的參數(shù)如下:
a) 劣化的類型;
b) 劣化的位置。
檢驗(yàn)前,通常由容器操作人員用熱水、蒸汽清洗或使用溶劑和原始的刮削方法清潔容器表面。在表面清潔度要求較高的地方,檢驗(yàn)員可以使用手動(dòng)工具來(lái)進(jìn)一步清潔。
所提到的清潔方法需要提供鋼絲刷、噴砂、高壓水(5.5MPa~8.0MPa)或當(dāng)環(huán)境允許時(shí)用電動(dòng)砂輪。當(dāng)有應(yīng)力腐蝕裂紋、濕的硫化物腐蝕裂紋、氫損傷或其他導(dǎo)致性能下降的材質(zhì)變化時(shí),裂紋、深坑及大的焊接缺限需要進(jìn)行全面的徹底的清潔。如果不能從容器的一個(gè)開(kāi)口到達(dá)容器的全部部位,7.4.3中要求的工作將從每個(gè)開(kāi)口依次進(jìn)行。
7.4.3 初步外觀檢驗(yàn)
如果不是第一次檢驗(yàn)的話,內(nèi)部檢驗(yàn)的第一步是復(fù)查以前幾次檢驗(yàn)的記錄。
可能的話,下一步是進(jìn)行一般的外觀檢驗(yàn)。腐蝕的類型(點(diǎn)蝕或均勻腐蝕)、位置及任何明顯的數(shù)據(jù)都應(yīng)該建檔。在煉廠工藝容器上,特定區(qū)域的腐蝕比其他區(qū)域要快得多。這種不均勻腐蝕詳見(jiàn)API RP 571。將類似使用條件的容器的數(shù)據(jù)收集起來(lái),將有助于在檢驗(yàn)中對(duì)容器的腐蝕進(jìn)行定位或分析。
分餾塔的底部封頭和殼體在處理高含硫的原油時(shí)很易受到硫化物的腐蝕,這種腐蝕通常在入口管口附近最嚴(yán)重。
分餾塔和蒸餾塔的上部封頭和殼體有時(shí)受氯化物損傷,在塔盤降液管或集油箱上的底部有點(diǎn)蝕坑。經(jīng)常在這些地方發(fā)現(xiàn)溝紋形式的腐蝕。
分餾塔、蒸餾塔、分離罐、回流罐、換熱器外殼及相關(guān)的容器都易受潮濕的硫化氫或氰化物的侵蝕,在焊道和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。
有淤泥沉淀的容器有時(shí)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。富集沉淀物的區(qū)域最易受腐蝕,如果沉淀物中含有酸性成分時(shí)腐蝕會(huì)更快。
如果水蒸汽被注入一臺(tái)容器,腐蝕和侵蝕會(huì)在蒸汽入口所對(duì)應(yīng)的地方發(fā)生。容易聚集沉淀物的底部封頭和小部分區(qū)域也極易發(fā)生腐蝕。
通常在底部設(shè)置一個(gè)再沸器來(lái)保持預(yù)想的溫度。如果工藝蒸氣含有酸性物質(zhì)受熱分解出的產(chǎn)物時(shí),熱蒸汽回流返塔的部位可能有明顯的腐蝕,例如在烷基化裝置及肥皂或洗滌劑裝置里。
由于焊接使焊縫及相鄰部分產(chǎn)生金相組織的變化,加速了腐蝕的發(fā)生。壓力容器大多數(shù)的裂紋都是在這些地方發(fā)現(xiàn)的。正對(duì)著蒸汽入口的地方極易受損傷或腐蝕。
以水為介質(zhì)的容器,如換熱器或冷卻器,水溫最高的地方發(fā)生的腐蝕最大。這樣,當(dāng)水在換熱器的管子里時(shí),管箱的出口側(cè)是最易腐蝕的地方。
在任何類型的容器里,不同的金屬緊密相連的地方都可能發(fā)生腐蝕。兩種金屬中抗腐蝕性低的金屬將被腐蝕。靠近黃銅管的碳鋼管箱的密封面通常比其他地方更易發(fā)生腐蝕。
容器的裂紋最易發(fā)生在形狀、尺寸突變處或焊縫附近,特別是應(yīng)力集中的地方,應(yīng)檢查管口、管箱隔板、浮頭蓋是否有裂紋。
當(dāng)換熱器中的流體高速流動(dòng)時(shí),改變流動(dòng)方向易產(chǎn)生沖擊。換熱器的入口管、雙管程結(jié)構(gòu)、折流板、空冷器、冷凝箱等易受損壞。
鄰近入口防沖板的容器壁易腐蝕,尤其在介質(zhì)流速快的時(shí)候。
容器內(nèi)部的初步檢驗(yàn)可能要進(jìn)行額外的清洗。如果有在面積的深度腐蝕時(shí),打磨是很必要的。通常,可不必去掉較薄的大面積銹層。
初步檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)不安全狀況,例如易脫落的內(nèi)部疏松物質(zhì)、嚴(yán)重腐蝕或損壞的內(nèi)部梯子或平臺(tái)。更詳細(xì)的檢驗(yàn)進(jìn)行前應(yīng)立即修復(fù)或移走這些部件。
7.4.4 詳細(xì)檢驗(yàn)
詳細(xì)的檢驗(yàn)應(yīng)從容器的一端向另一端進(jìn)行,應(yīng)該制定一個(gè)系統(tǒng)的方案避免遺漏那些重要且不易發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。
容器的所有部位都要進(jìn)行有無(wú)腐蝕、侵蝕、氫鼓包、變形、裂紋及夾層的檢驗(yàn)。所發(fā)現(xiàn)的缺陷類型、位置應(yīng)作詳細(xì)的記錄。
測(cè)量厚度的位置應(yīng)選擇在易產(chǎn)生缺陷的部位。當(dāng)缺陷很多時(shí),應(yīng)取得足夠的測(cè)量值,保證殘余壁厚得到精確的測(cè)定。當(dāng)腐蝕輕微時(shí),對(duì)于小容器在每個(gè)封頭和每節(jié)殼體上測(cè)量一點(diǎn)或許就足夠了,但對(duì)大容器應(yīng)多測(cè)幾點(diǎn)。可以使用超聲波測(cè)厚儀得到必要的數(shù)值,其他專業(yè)的測(cè)厚方法見(jiàn)7.4.7。
點(diǎn)腐蝕通??捎霉蔚豆斡袘岩傻牟课粊?lái)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)大量的較深的坑或溝需進(jìn)行深度測(cè)量時(shí),測(cè)量范圍應(yīng)打磨出金屬光澤,坑或溝深應(yīng)用深度測(cè)量?jī)x或直尺(在大的坑或?qū)挏蠒r(shí))及鋼尺測(cè)量。可用自動(dòng)鉛筆的鉛頭的伸出量來(lái)估計(jì)深度。有泥或水的坑應(yīng)清掃干凈以便對(duì)腐蝕情況進(jìn)行仔細(xì)的測(cè)定。
對(duì)于容器殼體厚度較薄的位置、接管和部件可用錘擊來(lái)檢查。通常使用錘擊檢驗(yàn)需要經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)擊打容器殼體、接管或部件時(shí),有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)員經(jīng)常通過(guò)聽(tīng)聲音及用錘擊打時(shí)的感覺(jué)發(fā)現(xiàn)厚度減薄點(diǎn)。
當(dāng)懷疑或發(fā)現(xiàn)有裂紋時(shí),可用著色、磁粉(干性或濕性)或超聲波探傷來(lái)檢查。使用任一種方法,都需要采用噴砂、打磨或其他檢驗(yàn)員允許的方法來(lái)清理出探傷區(qū)域。
如果容器介質(zhì)為胺、硫化氫濕氣、氨、苛性堿,或存在循環(huán)運(yùn)行、高溫運(yùn)行或其他易促進(jìn)裂紋生成的工況時(shí),應(yīng)仔細(xì)檢查容器殼體的焊縫區(qū)域。另外,高強(qiáng)度鋼[抗拉強(qiáng)度超過(guò)490MPa(70000psi)]或粗晶鋼的容器的焊縫必須檢查,低鉻材料制造且在高溫下工作的容器的焊縫必須進(jìn)行仔細(xì)檢驗(yàn),對(duì)于所有情況,裂紋可能發(fā)生的焊道或鄰近區(qū)域,濕性熒光磁粉檢測(cè)應(yīng)是最好的表面缺陷定位指示方法。
應(yīng)對(duì)與容器相接的接管內(nèi)部腐蝕進(jìn)行外觀檢驗(yàn),厚壁接管最好采用超聲波檢測(cè)。有時(shí),接管內(nèi)徑測(cè)量記錄很有價(jià)值。這些測(cè)量可以用一副彈簧卡規(guī)或直讀交叉式內(nèi)徑卡規(guī)進(jìn)行。當(dāng)接管未連接在容器上,可用卡鉗在法蘭的前后測(cè)量得到接管的實(shí)際壁厚,這種方法,可測(cè)出接管的偏心腐蝕。
大多數(shù)情況下,當(dāng)殼體區(qū)域檢驗(yàn)后,應(yīng)對(duì)相鄰的內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn),這對(duì)一些大型容器可能是非常困難的。
對(duì)于塔盤、隔板、分離板、格柵、管道、內(nèi)部鋼性元件和其他內(nèi)部設(shè)備的支承必須仔細(xì)檢驗(yàn)。多數(shù)檢驗(yàn)采用目測(cè)、使用手錘輕擊的聲音檢驗(yàn)法,如發(fā)現(xiàn)任何金屬損耗,應(yīng)測(cè)量塔盤厚度并與原厚度比較。可采用變送或直讀式卡規(guī)、千分尺或超聲波測(cè)厚儀來(lái)檢驗(yàn)這些設(shè)備。
應(yīng)注意塔盤和相連構(gòu)件的一般狀況。應(yīng)檢查塔壁和塔盤表面連接處,以防腐蝕造成的金屬減薄的可能性。塔盤和相連的設(shè)備的狀況不影響容器的強(qiáng)度,但影響運(yùn)行效率及操作連續(xù)性。通常這些設(shè)備只要求目測(cè)檢驗(yàn),如需測(cè)量,可用卡規(guī)或超聲波儀器進(jìn)行檢驗(yàn)。
一些塔盤的性能取決于漏液量,如果塔盤漏液明顯,效率就會(huì)降低。從塔或容器來(lái)蒸氣回收就幾乎不可能了。因此,塔盤漏液量應(yīng)達(dá)到最小。工藝設(shè)計(jì)通常規(guī)定允計(jì)的滲漏量,泄漏的檢查可通過(guò)將水注入塔盤并達(dá)到其溢流堰,觀察水全部流失的時(shí)間??捎^察塔盤的底部確定泄漏位置。如確定滲漏泄漏非常困難時(shí),在檢查前將塔盤底部排水孔堵住。因?yàn)樵O(shè)計(jì)原因,重盤型和浮閥塔盤無(wú)法檢測(cè)其滲漏。
所有的內(nèi)部接管應(yīng)全部進(jìn)行外觀檢驗(yàn),特別是螺紋連接部分。有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)員可通過(guò)對(duì)接管的錘擊檢驗(yàn)快速判定其狀態(tài)。聲音、感覺(jué)和判斷能發(fā)現(xiàn)接管的任何減薄和裂紋。如果發(fā)現(xiàn)有過(guò)大的金屬減薄,應(yīng)測(cè)量其剩余壁厚。
催化反應(yīng)器等容器內(nèi)部非常復(fù)雜,盡管必須進(jìn)行一些打磨、拆除或敲擊,這種設(shè)備的檢驗(yàn)或許大多數(shù)為外觀檢驗(yàn)。盡管有些單位對(duì)運(yùn)行效率的考慮要多于對(duì)強(qiáng)度的考慮,在一些部位可能也需要測(cè)量厚度和計(jì)算腐蝕速度。
沖蝕與腐蝕通常在外觀上不同。沖蝕具有光滑、光澤的表面特征,無(wú)沖蝕產(chǎn)物,金屬的磨損通常在一定的區(qū)域內(nèi),而腐蝕區(qū)域通常不光滑、無(wú)光澤,腐蝕詳見(jiàn)5.2,沖蝕詳見(jiàn)5.3。
鄰近換熱器折流板、入口防沖板的殼體應(yīng)檢查其沖蝕情況。防沖板附近的渦流和換熱器管束折流板周圍的流速的升高,有時(shí)造成相鄰管殼的沖蝕。換熱器的隔板的沖蝕和腐蝕,當(dāng)用平行于殼體壁的手電光觀察殼體表面時(shí),通常表現(xiàn)為一系列的陰影。有時(shí),此類型沖蝕表現(xiàn)為沒(méi)有氧化皮。
沖蝕不僅發(fā)生在換熱器中,也發(fā)生在有抗磨板、折流板或防沖板的容器中,在催化反應(yīng)器和再生器中,催化劑和旋風(fēng)分離器對(duì)沖蝕特別敏感,應(yīng)仔細(xì)檢查此類型的損傷。
有酸性腐蝕介質(zhì)的容器汽液分隔線附近區(qū)域可能形成氫鼓包。外觀檢驗(yàn)很容易檢查出鼓包。平行于金屬表面的手電光有時(shí)可以發(fā)現(xiàn)鼓包。當(dāng)生成許多小鼓包時(shí),可通過(guò)手指在金屬表面上感覺(jué)出來(lái)。應(yīng)測(cè)量大鼓包的金屬厚度,以確定有效的剩余壁厚。通常,可用超聲波測(cè)厚儀或在鼓包最高處鉆一孔,用鉤尺進(jìn)行測(cè)量。如使用超聲波測(cè)厚儀測(cè)量鼓包尺寸,應(yīng)選擇適當(dāng)位置放置傳感器以便進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)厚。如鼓包接近焊縫,超聲波測(cè)量的讀數(shù)可能因焊縫的粗糙而難以得到。
應(yīng)檢驗(yàn)容器的殼體和封頭有無(wú)變形,通常殼體比封頭更有可能變形。然而,一些舊容器的封頭采用小半徑圓角折邊,可能引起嚴(yán)得變形,除非已經(jīng)記錄有頂部半徑或圓角半徑的封頭的尺寸,首次檢驗(yàn)中也應(yīng)進(jìn)行測(cè)量、記錄這些尺寸。如果此后懷疑或發(fā)現(xiàn)變形,應(yīng)重復(fù)測(cè)量并與原始值比較。
除非容器外有保溫,鼓包或凹陷造成的殼體過(guò)大的變形通常可在容器外觀檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)。不圓度和鼓包可通過(guò)測(cè)量最大變形處及最小變形處的容器內(nèi)徑并加以比較而得出。
應(yīng)仔細(xì)檢驗(yàn)換熱器殼體有無(wú)變形,特別是經(jīng)過(guò)修理和改造后,由焊接引起的不圓度會(huì)使管束的安裝非常困難,如果強(qiáng)地安裝后,幾乎不可能再將管束抽出。
如果不圓度出現(xiàn)在整個(gè)容器長(zhǎng)度方向上的不同區(qū)間,應(yīng)測(cè)量每個(gè)區(qū)間的不圓度并與原始記錄或?qū)崪y(cè)的殼體尺寸比較。這種情況下,可用中心線法或鉛垂線檢查方法(或光學(xué)測(cè)垂)測(cè)量變形。對(duì)于中心線法,鐵絲放至容器中心線上并將其拉伸。如果封頭上無(wú)人孔和接管,可使用鉛錘線檢查或光學(xué)測(cè)垂法檢查。當(dāng)變形只位于容器一側(cè),更方便的方法是測(cè)量接近筒壁井與之平行拉伸的鐵絲的偏移度,而不是沿著容器的軸線測(cè)量。臥式容器需要用專門方法將線緊固好,用鋼絲做一條測(cè)量變形的參考線,沿鋼絲分段測(cè)量可以畫出器壁輪廓。使用一根平行于器壁的鋼尺就可測(cè)量出變形的位置和鼓包的大小。對(duì)局部變形進(jìn)行定位測(cè)量的最好的方法是采用一束平行于器壁表面的光束,在凹陷或內(nèi)部鼓包背光側(cè)有陰影顯示。
應(yīng)仔細(xì)檢驗(yàn)裂紋。強(qiáng)光和放大鏡可輔助外觀檢驗(yàn)。如通過(guò)外觀檢驗(yàn)懷疑有裂紋或發(fā)現(xiàn)有裂紋,必須使用更有效的檢驗(yàn)方法。確定表面裂紋的最有效的方法是濕磁粉方法,其他的有效方法是干磁粉、滲透、超聲波和射線探傷法。
含有氨介質(zhì)的容器(吸收器、積存器、凝結(jié)器、冷凝器、冷卻器、混合容器、脫水器、過(guò)濾器、閃蒸槽、分離槽、反應(yīng)器、再沸器、回收器、再生器、滌氣器、分離器、沉降器、泡沫分離器、酸氣槽、蒸餾釜、汽提塔、緩沖罐、精制塔、精制燃料氣罐)在焊縫和焊縫熱影響區(qū)易形成裂紋,濕熒光磁粉檢測(cè)是檢驗(yàn)表面裂紋及不連續(xù)缺陷的主要方法,關(guān)見(jiàn)API Publ 945。
對(duì)于鍋爐的除氧器,應(yīng)檢查其焊縫及熱影響區(qū)有無(wú)裂紋,濕熒光磁粉也是主要推薦的方法。
支承一般都是焊到殼體上的,應(yīng)仔細(xì)檢驗(yàn)連接處有無(wú)裂紋。通常,在良好的光線下采用刮刀就可進(jìn)行檢驗(yàn)。
應(yīng)仔細(xì)檢驗(yàn)換熱器管箱隔板與封頭的連接處有無(wú)裂紋。通常使用燈光、放大鏡、刮刀、鋼絲刷就可以完成外觀檢驗(yàn)。
容器板材中的夾層外觀上與裂紋相似,夾層以一定傾角延伸至板的表面,裂紋垂直到達(dá)表面。如可插入一薄的探針,就可以測(cè)出夾層角度。如懷疑有夾層,但無(wú)法插入探針,可將其局部加熱至 75℃,通常就會(huì)使夾層邊緣向上翹起。在大多數(shù)情況下,超聲波裂紋檢測(cè)儀也可用來(lái)檢驗(yàn)夾層。
7.4.5 金屬襯里的檢驗(yàn)
許多容器具有金屬襯里,它主要的目的是用來(lái)保護(hù)容器不受腐蝕和沖蝕。檢驗(yàn)金屬襯里的要點(diǎn)如下:
a) 有無(wú)腐蝕;
b) 安裝是否正確;
c) 有無(wú)孔隙或裂紋存在。
接管或其他附件處的焊縫必須得到足夠的重視。金屬襯里腐蝕情況一般通過(guò)外觀檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),常用手錘輕擊來(lái)檢查襯里有無(wú)脫離母材或嚴(yán)重腐蝕部位,如發(fā)生腐蝕應(yīng)測(cè)量剩余厚度。除非金屬襯里相當(dāng)粗糙,可采用聲波測(cè)厚儀來(lái)進(jìn)行這些檢查。檢查厚度的其他方法可采用去除一小部分金屬襯里,用卡尺來(lái)檢查,此方法也提供了一個(gè)檢查金屬襯里下的殼體的機(jī)會(huì)。
將腐蝕試板垂直焊接在金屬襯里上,每次檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)測(cè)量其厚度。因腐蝕試板的兩側(cè)都處于被腐蝕狀態(tài),所以減薄量是殼體金屬壁厚減薄量的兩倍。因此可完全準(zhǔn)確地檢查出金屬襯里的腐蝕。
金屬襯里中的裂紋通常可用外觀檢驗(yàn)和輕輕錘擊來(lái)定位。金屬襯里有裂紋部位或有松脫的部位在錘擊下有特殊的細(xì)微聲響。如斷定存在裂紋,可采用滲透方法輔助外觀檢驗(yàn)。除單純鉻鋼,多數(shù)用作金屬襯里的材料無(wú)永久磁性,磁粉檢驗(yàn)方法不能用于奧氏體鋼。
如在復(fù)合層或電弧焊接的金屬襯里中發(fā)現(xiàn)裂紋,應(yīng)檢查裂紋區(qū)域以確保裂紋未擴(kuò)展至覆層下或擴(kuò)展至底層或母材。
金屬襯里經(jīng)常發(fā)生鼓包和彎曲,鼓包襯里易存在裂紋及滲漏或在焊縫相鄰區(qū)域存在孔洞。鼓包是因膨脹不同而造成或在運(yùn)行中介質(zhì)滲入金屬襯里下堆積而成。如運(yùn)行中介質(zhì)滲入金屬襯里,并且不能在容器停運(yùn)壓力降低時(shí)逸出,金屬襯里就形成鼓包。在真空狀態(tài)下,金屬襯里可能在運(yùn)行中鼓起并在容器停運(yùn)時(shí)凹下。這種情況實(shí)際上會(huì)使金屬襯里起皺,當(dāng)鼓包或起皺變大時(shí),可能就需要檢驗(yàn)金屬襯里有無(wú)裂紋或孔洞,如有則需要修理或更換金屬襯里。
金屬襯里滲漏處,不管金屬襯里下面是否發(fā)生腐蝕都必須測(cè)定其位置。在一些情況中,可以采用從外側(cè)進(jìn)行超聲波檢測(cè)。如果可行,可優(yōu)先考慮選擇有代表性的位置,去除金屬襯里來(lái)進(jìn)行容器器壁的外觀檢驗(yàn)。
諸如催化加氫和加氫重整反應(yīng)器等一些裝置的反應(yīng)器中介質(zhì)含氫,可使用穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼焊帶或焊絲進(jìn)行堆焊作為金屬襯里而替代帶狀焊或覆層金屬板。此類金屬襯里容易與母材開(kāi)焊??刹捎贸暡z測(cè)、外觀檢驗(yàn)鼓包及錘擊檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此類問(wèn)題。
7.4.6 非金屬襯里的檢驗(yàn)
有幾種非金屬襯里:玻璃、塑料、橡膠、陶瓷、混凝土、耐火材料、碳?jí)K或磚層。這些材料一般多數(shù)用來(lái)防腐,一些耐火混凝土用作內(nèi)部絕熱材料以降低在高溫下工作的容器壁溫。耐火磚也用來(lái)絕熱。
這些非金屬襯里的降低腐蝕的效果在襯里破損后會(huì)明顯下降。對(duì)于多數(shù)部件,檢驗(yàn)應(yīng)對(duì)其外觀不連續(xù)性進(jìn)行檢驗(yàn)。破損有時(shí)稱之為露鐵。運(yùn)行中可能發(fā)生襯里的凸起、鼓包及破裂。對(duì)于涂料、玻璃、塑料及橡膠層的滲漏的檢驗(yàn)可以采用火花檢驗(yàn)法。高電壓、低電流刷型電極一端連接到絕緣襯里,另一端與容器殼體滑動(dòng)相連。容器器壁間的襯里有任何孔洞時(shí)就會(huì)形成電弧。這種方法不能用于混凝土、磚或耐火材料襯里。
注意:這種檢驗(yàn)方法的電壓不能超過(guò)襯里的絕緣電壓。
當(dāng)在玻璃、橡膠、塑料或涂料的襯里的容器中工作時(shí)要特別小心,襯里易受到機(jī)械損傷。玻璃襯里的容器特別易受損傷,且昂貴,難于修補(bǔ)。
混凝土和耐火材料襯里運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生剝落、裂紋,很容易被發(fā)現(xiàn)。小裂紋和氣孔區(qū)域很難被發(fā)現(xiàn),輕輕刮削有時(shí)也能發(fā)現(xiàn)這種缺陷。凸起變形可采用外觀檢驗(yàn)確定其位置,凸起通常伴生裂紋,大多數(shù)情況下,如混凝土層下發(fā)生腐蝕,混凝土層將與鋼脫離。輕輕錘擊時(shí)的聲音和感覺(jué)通??纱_定是否存在脫離。如懷疑混凝土層下有腐蝕,可除去一小部分混凝土,這樣可對(duì)殼體及混凝土橫斷面進(jìn)行檢驗(yàn)。
一些耐火磚襯里為懸掛結(jié)構(gòu)且在殼體與磚之間有一層陶瓷纖維氈或其他絕熱物。磚破碎或脫落,將在襯里背面形成流體通道,這將使一些絕熱物體被沖刷而流失。保溫磚層的檢驗(yàn)應(yīng)包括在磚層破碎或脫落磚附近區(qū)域進(jìn)行外觀檢驗(yàn),并可拆除足夠的保溫磚來(lái)發(fā)現(xiàn)受損區(qū)域。
任何襯里的失效都會(huì)使金屬暴露出來(lái),對(duì)金屬暴露處應(yīng)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。如發(fā)生腐蝕,應(yīng)測(cè)量剩余壁厚,在此最好采用超聲波檢測(cè)。
內(nèi)部絕熱的容器因運(yùn)行過(guò)程中絕熱層下的殼體的冷凝使殼體嚴(yán)重腐蝕。如果金屬壁溫接近蒸汽的露點(diǎn),應(yīng)注意由此引起的腐蝕,并應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。應(yīng)按時(shí)進(jìn)行溫度測(cè)量,以決定是否減少內(nèi)部絕熱材料或增加外部絕熱材料,應(yīng)確認(rèn)進(jìn)行這些測(cè)量時(shí)壁溫不超過(guò)金屬設(shè)計(jì)溫度。
7.4.7 測(cè)厚方法
有許多用來(lái)測(cè)厚的方法,應(yīng)按下列因素選擇測(cè)厚方式:
a) 測(cè)量區(qū)域的兩側(cè)是否容易接近;
b) 盡量采用無(wú)損檢測(cè)方式;
c) 時(shí)間上允許;
d) 精度要求;
e) 經(jīng)濟(jì)性。
現(xiàn)在超聲波儀器是測(cè)量設(shè)備厚度的主要儀器,射線照相也是一種受條件限制的測(cè)量容器零件厚度的方法,如測(cè)量接管和連管的厚度??v深鉆孔、應(yīng)用腐蝕塊、使用檢查孔等方法用于某些特殊部位,但這些方法普遍被更先進(jìn)的如超聲波等厚度測(cè)量的方法替代。
超聲波檢驗(yàn),不論是測(cè)厚還是檢測(cè)缺陷,是一種典型的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。其使用快捷,大多數(shù)情況下能提供實(shí)時(shí)的結(jié)果。
將一已知厚度等級(jí)的階梯型試塊與需測(cè)厚度的容器部件一同進(jìn)行射線照相,并顯示于底片上,通過(guò)比較底片上的階梯型試塊及容器部件的厚度顯示,就可測(cè)出部件厚度。
腐蝕塊或腐蝕塞由強(qiáng)抗腐蝕性材料制成,分兩點(diǎn)緊固在容器器壁上,在兩個(gè)腐蝕塞上放一直鋼尺,通過(guò)測(cè)量直尺的底部至容器表面的距離,比較不同時(shí)間測(cè)量的數(shù)值就可測(cè)出壁厚減薄量。
如腐蝕表面非常粗糙,可采用在容器壁上鉆檢測(cè)孔的方法測(cè)量厚度。
縱深鉆孔是一種與以上方法相似的測(cè)量腐蝕速度的方法。此方法中,在預(yù)計(jì)腐蝕最嚴(yán)重的地點(diǎn)鉆一孔,孔的底部至容器內(nèi)表面的深度可用深度計(jì)測(cè)出。與隨后的檢驗(yàn)中取得的數(shù)據(jù)相比較就可計(jì)算出腐蝕量。非測(cè)量時(shí)期,此孔將擰進(jìn)一抗腐蝕塞以保證孔底部不被腐蝕。
7.4.8 機(jī)械缺陷的檢測(cè)方法
外觀檢驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的機(jī)械缺陷,磁粉(干性或濕性)和滲透法的使用,在前文中已論述過(guò),其他方法,例如射線照相、超聲波、蝕刻法、取樣法都可靠,在條件許可時(shí)都可使用。
射線探傷與超聲波探傷通常用來(lái)分析在金屬表面上看不到的焊縫區(qū)域的缺陷。
小范圍的蝕刻法有時(shí)可用來(lái)發(fā)現(xiàn)小的表面裂紋。首先,表面必須用噴砂清掃干凈。然后,用蝕刻溶劑——通常是一種酸來(lái)清洗有疑問(wèn)的區(qū)域,因反應(yīng)產(chǎn)物的不同,任何裂紋都會(huì)因與四周區(qū)域不同而顯示出來(lái)。
取樣可用來(lái)定點(diǎn)檢查焊縫及檢查裂紋、夾層和其他缺陷。在受影響區(qū)域用鉆孔機(jī)或焊道取樣器取一小塊金屬樣,然后在顯微鏡或普通放大鏡下進(jìn)行分析。如切削過(guò)程中的金屬屑足夠清潔,可用來(lái)進(jìn)行化學(xué)分析。取樣造成的容器器壁上的孔必須仔細(xì)修復(fù),修復(fù)結(jié)果必須進(jìn)行徹底的檢驗(yàn),取樣方法必須由懂得修復(fù)取樣孔的人員制定。
7.4.9 金屬的金相組織變化和現(xiàn)場(chǎng)分析
檢測(cè)機(jī)械性能變化的方法也可用在檢測(cè)金相組織變化上,使用便攜拋光設(shè)備及復(fù)膜技術(shù),現(xiàn)場(chǎng)金相照片就可用來(lái)檢測(cè)這些變化。硬度、局部化學(xué)試驗(yàn)點(diǎn)及磁性檢測(cè)是另三種檢測(cè)金相組織變化的方法。
便攜式硬度檢測(cè)儀可用來(lái)檢測(cè)不合格的熱處理、滲碳、滲氮、脫碳和引起硬度變化的工藝因素。
局部化學(xué)試驗(yàn)多數(shù)用來(lái)檢測(cè)材料,如硝酸這種化學(xué)試劑可在不同的濃度下使用。在金屬表面上已清洗的一點(diǎn)上滴一滴化學(xué)物質(zhì)。有經(jīng)驗(yàn)的觀察者可觀察金屬與酸的反應(yīng)識(shí)別金屬。渦流、X射線和便攜式光譜分析儀也可用來(lái)識(shí)別金屬。
當(dāng)碳化時(shí),平常無(wú)磁性的鋼會(huì)變成有磁性,有時(shí)可用磁鐵發(fā)現(xiàn)奧氏體不銹鋼的碳化。
7.5 試驗(yàn)
7.5.1 錘擊試驗(yàn)
錘擊檢測(cè)中,檢驗(yàn)員用錘子輔助外觀檢驗(yàn),錘子可用作下面幾項(xiàng)工作:
a) 確定容器器壁、封頭和附件的減薄處;
b) 檢查鉚釘、螺栓、支承及類似部件的牢固程度;
c) 檢查金屬襯里的裂紋;
d) 檢查混凝土或絕熱層的結(jié)合;
e) 局部檢驗(yàn)時(shí)用來(lái)清除聚集的氧化皮。
錘擊檢驗(yàn)是通過(guò)輕輕敲擊被檢設(shè)備時(shí)根據(jù)聲音、擊打的感覺(jué)、擊打時(shí)錘痕的不同來(lái)確定有無(wú)缺陷。不同場(chǎng)合的正確的擊打力量只有通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)才能掌握。錘擊檢驗(yàn)現(xiàn)在比過(guò)去用的少了,在帶壓情況下不推薦錘擊檢驗(yàn),而且,因錘擊敲下的氧化皮或碎片能引起堵塞,催化床的上游接管不能使用錘擊法。
7.5.2 壓力/真空試驗(yàn)
制造壓力容器時(shí),采用壓力/真空試驗(yàn)方法檢查壓力容器的密封和強(qiáng)度是否符合所采用的標(biāo)準(zhǔn),壓力/真空試驗(yàn)還可改善缺陷的應(yīng)力分布。這種方法還用在以后的滲漏檢驗(yàn)和修理工作的檢驗(yàn)中。當(dāng)主要受壓元件的修理工作已完成時(shí),如更換封頭、大的接管或部分殼體鋼板,壓力容器應(yīng)同安裝時(shí)一樣進(jìn)行壓力試驗(yàn)。在特定環(huán)境下,采用的制造標(biāo)準(zhǔn)要求在用容器即使不需要修理也應(yīng)定期進(jìn)行壓力試驗(yàn)。規(guī)范規(guī)定的在用壓力容器的試驗(yàn)見(jiàn)NBBPVI NB-23和SY/T 6507。
大的容器及支承結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上不一定能滿足容器裝滿水后的容器重量的支承需要。在進(jìn)行水壓試驗(yàn)前必須確定其是否可承受這種重量,如容器或支承不足以進(jìn)行水壓試驗(yàn),可考慮氣壓試驗(yàn)。
壓力試驗(yàn)時(shí)將容器灌滿液體或氣體、將內(nèi)壓升至預(yù)定壓力進(jìn)行試驗(yàn)。壓力和程序應(yīng)符合所采用的制造規(guī)范中對(duì)于容器實(shí)際壁厚和適當(dāng)?shù)倪B接性能的規(guī)定,即使無(wú)需修理時(shí),也要求定期壓力試驗(yàn)。當(dāng)壓力容器作為一操作系統(tǒng)中的的一個(gè)組件時(shí),有時(shí)要做整個(gè)系統(tǒng)的壓力試驗(yàn),試驗(yàn)介質(zhì)為水或油,系統(tǒng)的增壓泵提供試驗(yàn)壓力,帶壓容器應(yīng)在外表面進(jìn)行全面滲漏及變形的外觀檢驗(yàn)。
近年來(lái),聲發(fā)射分析技術(shù)被應(yīng)用在壓力試驗(yàn)中,在帶壓狀態(tài)下,在容器上應(yīng)用聲發(fā)射設(shè)備能確定容器的整體結(jié)構(gòu)的完整性。這種方法可重點(diǎn)用于設(shè)計(jì)復(fù)雜的容器或?qū)θ萜鹘M件拆除較困難時(shí)不能進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)的情況下。
當(dāng)使用壓縮空氣試驗(yàn)時(shí),應(yīng)使用超聲波檢漏儀、肥皂液或兩者同時(shí)使用來(lái)輔助外觀檢驗(yàn)。肥皂液應(yīng)涂刷在焊縫及容器的連接區(qū)域,容器在試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)氣泡就表明有滲漏。
超聲波檢漏儀可用于檢測(cè)連接處及無(wú)腳手架或類似設(shè)備而不能刷肥皂液的部位的滲漏檢查。它能發(fā)現(xiàn)非常小的滲漏并能定位。
通常在真空下運(yùn)行的容器可采用壓力試驗(yàn)。當(dāng)可以進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí),壓力試驗(yàn)是檢漏的最好的方法,通過(guò)內(nèi)壓源定位也更容易。當(dāng)壓力試驗(yàn)不可行時(shí),可用安裝在系統(tǒng)中的抽氣裝置或真空泵產(chǎn)生真空來(lái)檢漏。如在關(guān)閉油氣裝置或真空泵后,真空可保持一定時(shí)間,表明容器無(wú)滲漏,如真空保持不住,則表明有滲漏。然而,因?yàn)檫@種方法不能指示出滲漏位置,接下來(lái)進(jìn)行可能是非常困難的滲漏定位檢查。
做壓力試驗(yàn)必須考慮到溫度,制造中使用的多數(shù)普通鋼在低溫下強(qiáng)度會(huì)明顯變小。除非已知容器材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度可承受較低的試驗(yàn)溫度或需較高的試驗(yàn)溫度,SY/T 6507推薦鋼制壓力容器試驗(yàn)溫度不低于ASME規(guī)范相應(yīng)部分推薦的溫度或20℃,在任何時(shí)間應(yīng)不超過(guò)50℃(見(jiàn)API Publ 920)。
進(jìn)行水壓試驗(yàn)或氣壓試驗(yàn)時(shí),所有無(wú)關(guān)人員應(yīng)離開(kāi)試驗(yàn)區(qū)域,直到試驗(yàn)完成并泄壓后。試驗(yàn)區(qū)域檢驗(yàn)員的數(shù)量應(yīng)限制在試驗(yàn)必需的數(shù)量?jī)?nèi)。氣壓試驗(yàn)應(yīng)按ASME進(jìn)行。
7.5.3 換熱器的試驗(yàn)
熱熱器停運(yùn)后,最好在拆除前對(duì)殼程及管程進(jìn)行一次試驗(yàn)。拆除連接的下部接管或打開(kāi)排放裝置檢查有無(wú)滲漏。通常,在出現(xiàn)小的滲漏前試驗(yàn)應(yīng)保持一段時(shí)間。如果換熱器滲漏,進(jìn)行部分拆除,然后再進(jìn)行試驗(yàn)。例如,當(dāng)對(duì)一浮頭換熱器的管程試驗(yàn)時(shí),如果在密封墊、緊固螺栓或換熱管的角焊縫發(fā)生滲漏,拆去殼蓋就能發(fā)現(xiàn)滲漏源。在固定管板和管壁間的換熱管的角焊縫的滲漏通常發(fā)現(xiàn)不了,因?yàn)楫?dāng)管束在殼體中時(shí)這些部件是看不見(jiàn)的。對(duì)打開(kāi)管箱蓋的浮頭換熱器的殼體進(jìn)行試驗(yàn)就能發(fā)現(xiàn)管板的換熱管的角焊縫的滲漏,但無(wú)法識(shí)別其他滲漏源。大多數(shù)情況下,不使用浮頭結(jié)構(gòu)的換熱器部分拆除進(jìn)行殼程試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)管的滲漏并進(jìn)持堵漏。堵漏是用由類似于管子材料的固體材料制的錐形塞塞住管的兩端。在殼程試驗(yàn)時(shí),浮頭換熱器無(wú)法進(jìn)行單根管的滲漏檢查或接近到管的兩端。有時(shí)使用試驗(yàn)環(huán)來(lái)檢測(cè)這些換熱器,試驗(yàn)環(huán)是暫時(shí)將部分拆除的換熱器布置成雙固定管板結(jié)構(gòu)。
在某些情況下,每次停工都進(jìn)行檢漏,如發(fā)現(xiàn)滲漏管,將其定位及堵塞后,管束再投入使用。這個(gè)過(guò)程必須反復(fù)進(jìn)行直到再未發(fā)現(xiàn)新的滲漏。可能此過(guò)程需進(jìn)行二、三次,如某臺(tái)換熱器已堵塞足夠數(shù)量的管,影響了換熱器的使用,應(yīng)更換管束。
當(dāng)在第一次運(yùn)行時(shí)發(fā)生滲漏,應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)以確定損壞原因。建立了初始記錄后,只須在需要堵塞的管子數(shù)量達(dá)到必須更換管束的數(shù)量時(shí)才進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)決定換管時(shí),要進(jìn)行檢驗(yàn)以確定哪部分能修復(fù)、再利用,哪部分需更換。
慣例上要在組裝時(shí)對(duì)換熱器進(jìn)行檢驗(yàn)。地部分組裝后的換熱器進(jìn)行檢驗(yàn)以檢查更換管脹口的滲漏。應(yīng)進(jìn)行包括換熱器殼程和管程的裝配后的最終試驗(yàn)。
通常,管束從殼體抽出時(shí)再進(jìn)行檢測(cè)。這時(shí),管箱和浮動(dòng)管板蓋已離開(kāi)原位。這種方法容易觀察滲漏,但殼體需單獨(dú)進(jìn)行檢測(cè)。
要全面檢查外表面、脹接頭和密封墊在試驗(yàn)壓力的狀態(tài)。壓力試驗(yàn)時(shí)可能發(fā)現(xiàn)滲漏和變形。
可采用特殊設(shè)備對(duì)換熱器管進(jìn)行單獨(dú)檢測(cè)。
試驗(yàn)壓力取決于系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)計(jì)壓力。必須按實(shí)際的操作壓力或規(guī)范要求的壓力進(jìn)行確定。在確定換熱器殼程試驗(yàn)壓力前,檢驗(yàn)員必須保證管束中的管有足夠的壁厚能承受外部壓力。另外,試驗(yàn)前應(yīng)檢查管程的試驗(yàn)壓力和殼程的試驗(yàn)壓力。試驗(yàn)時(shí)需小心不使換熱器管程或殼程超壓。管板在不同壓力基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的高壓換熱器應(yīng)尤為小心。
7.6 壁厚限值
必須知道最大允許腐蝕量和允許的其他劣化量,否則檢驗(yàn)時(shí)大多數(shù)值就會(huì)漏檢。此問(wèn)題的兩種最重要因素如下:
a) 部件的判廢壁厚;
b) 劣化速率。
確定任一壓力容器部件壁厚界限或判廢壁厚前,必須確定依據(jù)哪個(gè)規(guī)范的哪個(gè)版本,是否有規(guī)則要求界限和允許的修理量。
影響最小允許壁厚的因素有很多,如尺寸、形狀、材料及制造方法,為此,不可能在此文中提供一組預(yù)算好的最小或判廢壁厚。SY/T 6507可作為壓力容器再定級(jí)方面的指導(dǎo)。
當(dāng)腐蝕或沖蝕引起劣化,金屬減薄率通??赏ㄟ^(guò)與原檢驗(yàn)記錄比較而獲得。有時(shí)畫一張圖來(lái)顯示此情況并作為容器記錄保存。在多數(shù)情況下,檢驗(yàn)數(shù)值用計(jì)算機(jī)處理有助于快速確定腐蝕速度和評(píng)估判廢壁厚。預(yù)測(cè)容器何時(shí)將達(dá)到判廢壁厚是重要的,修理和更換計(jì)劃很大程度上受這種預(yù)測(cè)的影響。
當(dāng)接近或達(dá)到安全壁厚的界線時(shí),需做出修理或更換的決定,在某些情況下,沒(méi)有太多時(shí)間進(jìn)行研究、考慮及其他的評(píng)估,必須做出決定,必須預(yù)先知道每臺(tái)容器的最小壁厚或計(jì)算厚度的方法。記住容器的不同部件有不同的判廢壁厚。
多數(shù)容器殼體和封頭的制造壁厚大于內(nèi)部運(yùn)行壓力的要求壁厚,此附加壁厚是由以下原因所致:
a) 設(shè)計(jì)時(shí)作為允許腐蝕量的附加壁厚;
b) 使用的鋼板名義板厚大于確定的最小計(jì)算值引起的附加壁厚;
c) 保持結(jié)構(gòu)剛度所需最小壁厚引起的附加壁厚;
d) 容器的使用條件變化引起的附加壁厚:安全閥設(shè)定值的減少、最大金屬溫度降低或兩者都有。
當(dāng)知道全部附加壁厚及腐蝕速度,就可精確地預(yù)測(cè)任何容器需修理或更換的時(shí)間。
注意:在某些情況下,殼體或封頭板的附加壁厚由設(shè)計(jì)者用于接管開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)。
因ASME第Ⅷ卷是容器設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn),不包括壓力容器的多數(shù)組件的判廢壁厚的計(jì)算方法。這些組件包括塔盤、內(nèi)部支承、閥、隔柵、折流板、梯子和平臺(tái)等。對(duì)于一些設(shè)備,有確定判廢壁厚的普遍接受的方法。應(yīng)確定最小壁厚以適用于所有的這類設(shè)備。當(dāng)設(shè)定這些界線時(shí)應(yīng)考慮到設(shè)備可能失效引起的后果。安全是影響判廢壁厚的前提,除了安全性,運(yùn)行的連續(xù)性和效率也是影響因素(見(jiàn)API RP 574中有關(guān)部件的檢驗(yàn))。通常,金屬襯里不設(shè)最小壁厚,只要不漏就不需要太多修補(bǔ),在使用中應(yīng)注意這一情況。
對(duì)于換熱器,最小壁厚應(yīng)包括管、管板、管箱、頭蓋或其他承壓的換熱器部件。當(dāng)設(shè)定界線時(shí)應(yīng)考慮這些部件可能失效的因素。安全性是決定退役厚度的前提。通常,管束等各種內(nèi)部組件的失效不存在危險(xiǎn)。然而,連續(xù)有效地運(yùn)行是確定內(nèi)部組件退役條件的決定因素。有一些部件,如折流板,可以一直運(yùn)行直到失效,管子在穿孔前也不需堵塞和更換。
8 修理方法
盡管修理和維修不是檢驗(yàn)的組成部分,但修理影響容器的壓力等級(jí),因安全性需重新檢驗(yàn),就值得關(guān)注。
容器進(jìn)行任何修理前,應(yīng)研究適用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),以保證修理方法不違反要求。石油和化學(xué)生產(chǎn)工業(yè)最低修理要求詳見(jiàn)SY/T 6507。
修理的檢查和使用的修理程序應(yīng)按SY/T 6507修理和改造記錄卡或法規(guī)要求記錄在檔案中,作為容器永久的記錄。殼體或封頭的多數(shù)修理是保證容器的強(qiáng)度和安全性,因此需重新檢驗(yàn),或許需射線照像、應(yīng)力釋放或兩者兼而有之,應(yīng)對(duì)修理結(jié)果認(rèn)真、快速地進(jìn)行外觀檢驗(yàn),以保證修理項(xiàng)目都已完成。
確定需修理的問(wèn)題的原因是十分重要的。在某些情況下,處理引起劣化的根源可保證將來(lái)不出問(wèn)題。
應(yīng)對(duì)容器殼體和封頭的焊接修理進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)應(yīng)包括完成情況及質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于小的修理外觀檢驗(yàn)就足夠了;然而,對(duì)主要受壓元件的修理,應(yīng)采用磁粉和滲透法進(jìn)行檢驗(yàn),如采用的制造標(biāo)準(zhǔn)有要求,也應(yīng)采用射線照像或超聲波檢測(cè)。
除非檢驗(yàn)員決定可采用聲波技術(shù)替代壓力試驗(yàn),所有主要受壓元件修理項(xiàng)目結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。如放棄壓力試驗(yàn),就需要其他無(wú)損試驗(yàn)或檢驗(yàn)方法。
由于取樣產(chǎn)生的試樣孔的修理必須經(jīng)全面的檢驗(yàn)。如不仔細(xì)控制,這種修理的焊接質(zhì)量可能會(huì)很差。因此,應(yīng)盡可能避免進(jìn)行焊接檢驗(yàn)的取樣。
殼板部分可更換局部劣化區(qū)域,補(bǔ)板的接頭性能應(yīng)等同或優(yōu)于原殼體的接頭性能。
容器器壁或封頭的裂紋可用火焰、電弧或機(jī)械加工方法去除或?qū)⒘鸭y從頭至尾打磨掉然后焊接。使用火焰或電弧處理時(shí)應(yīng)小心,因?yàn)闊崃繒?huì)使裂紋擴(kuò)展、伸長(zhǎng)。如裂紋為穿透性裂紋,可從板的兩側(cè)割開(kāi)一道槽將裂紋消除。任何情況下,在焊接前,完全消除裂紋是極其重要的,應(yīng)采用磁粉或著色方法確保裂紋被完全消除。如某一節(jié)板出現(xiàn)數(shù)處裂紋,最好更換整節(jié)板,采用焊接方法修理裂紋前應(yīng)仔細(xì)檢查,如打磨掉缺陷而形成的溝槽并不深,剩余金屬能保證足夠的強(qiáng)度和防腐,則不必要進(jìn)行焊接修理,將溝槽邊緣圓滑過(guò)渡就可以了。
壓力容器器壁上的散布的蝕坑最好采用焊接修理,對(duì)于臨時(shí)性修理,可采用一些特許的環(huán)氧基材料填補(bǔ)坑以阻止進(jìn)一步腐蝕。材料必須在使用環(huán)境下抗腐蝕。對(duì)任何情況,都應(yīng)對(duì)蝕坑進(jìn)行良好的清理。最好采用砂輪機(jī)打磨出光澤,進(jìn)行修理前準(zhǔn)備。
注意:當(dāng)選用這種檢驗(yàn)方法時(shí),檢驗(yàn)員必須確定對(duì)正常容器部件的厚度來(lái)說(shuō)蝕坑不大或不集中——詳見(jiàn)SY/T 6507中腐蝕和最小壁厚章條。
諸如平臺(tái)、梯子和樓梯等附件修理,通常更換所有不能使用的部分。樓梯踏板的松動(dòng)可通過(guò)補(bǔ)焊加以緊固,同樣可用粗糙的材料覆蓋在踏板上。
需要更換腐蝕或開(kāi)裂的襯里,對(duì)于焊縫的檢驗(yàn),將焊縫熔渣打掉后進(jìn)行外觀檢驗(yàn)就足夠了,除非規(guī)范要求采用射線照像、滲透法、磁粉法或其他焊縫的檢驗(yàn)方法。
9 記錄和報(bào)告
9.1 記錄
檢驗(yàn)記錄按SY/T 6507和附錄D,記錄文件應(yīng)包括三類資料:
a) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù);
b) 現(xiàn)場(chǎng)記錄;
c) 連續(xù)記錄文件中的數(shù)據(jù)。
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括制造廠的圖紙、數(shù)據(jù)報(bào)告和清單、設(shè)計(jì)資料及所有金屬檢測(cè)、分析結(jié)果。
現(xiàn)場(chǎng)記錄文件包括用已準(zhǔn)備的格式(參見(jiàn)附錄B)或手寫或電子儀器記錄的現(xiàn)場(chǎng)記錄、測(cè)量記錄。這些記錄必須包括所有部件檢驗(yàn)情況原始記錄及修理方面的記錄。
連續(xù)記錄文件包括所有容器運(yùn)行歷史記錄、說(shuō)明和上次檢驗(yàn)記錄、腐蝕速率圖(如有)、修理和更換記錄。
按前文所提到的,一些公司已開(kāi)發(fā)出軟件以進(jìn)行計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存、計(jì)算和數(shù)據(jù)檢索。當(dāng)此數(shù)據(jù)保持更新時(shí),這些程序?qū)⒏g速率、退役年限和計(jì)劃非常有效。程序允許快速全面的對(duì)所有積累的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)檢查,一些程序能生成所有需要的部分的檢驗(yàn)報(bào)告。
9.2 報(bào)告
建議修理的報(bào)告復(fù)印件應(yīng)送至容器管理部門,通常包括工程、運(yùn)行和維修部門。此報(bào)告應(yīng)包括建議修理的位置、項(xiàng)目、原因。
檢驗(yàn)報(bào)告(參見(jiàn)附錄D)應(yīng)送至有關(guān)部門,諸如運(yùn)行、維修及工程部門。這些部門的設(shè)置將取決于工廠或公司的機(jī)械。這些報(bào)告應(yīng)包括金屬厚度測(cè)量、腐蝕速度、發(fā)現(xiàn)情況的說(shuō)明、需進(jìn)行的修理、允許運(yùn)行的條件、剩余壽命的評(píng)估及建議,特殊情況也可出具專門報(bào)告。
附錄A
?。ㄙY料性附錄)
本標(biāo)準(zhǔn)章條編號(hào)與API RP 572章條對(duì)照
表A.1給出了本標(biāo)準(zhǔn)章條編號(hào)與API RP 572章條對(duì)照一覽表。
表A.1 本標(biāo)準(zhǔn)章條編號(hào)與API RP 572章條對(duì)照
附錄B
?。ㄙY料性附錄)
本標(biāo)準(zhǔn)與API RP 572技術(shù)性差異及其原因
表B.1給出了本標(biāo)準(zhǔn)與API RP572技術(shù)性差異及其原因的一覽表。
表B.1 本標(biāo)準(zhǔn)與API RP 572技術(shù)性差異及其原因
附錄C
?。ㄙY料性附錄)
換熱器
C.1 概述
換熱器是通過(guò)不使兩種液體混合的方法,用一種流體降低另一種流體的溫度。當(dāng)蒸氣溫度被另一種液體降低至沸點(diǎn)以下,使全部或部分蒸氣變成液體時(shí),這種換熱器叫作冷凝器,通常是使用水作為冷卻介質(zhì)。當(dāng)一種熱的流體被另一種流體通過(guò)換熱冷卻至希望達(dá)到的溫度時(shí),通常使用水做為冷卻介質(zhì),這種換熱器也叫作冷卻器。當(dāng)用空氣降低一種熱流體的溫度到想要達(dá)到的溫度時(shí),這種換熱器叫作空冷器。
C.2 管殼式換熱器
C.2.1 概述
管殼式換熱器有幾種形式。管通常是脹接在管板上的。管也可以脹焊或者通過(guò)密封套緊固在管板上。流體的物理特性,如溫度決定了流體用于特定環(huán)境的類型。下面介紹一些通常使用的換熱器種類和影響選擇的因素。
C.2.2 浮頭換熱器
這種形式的換熱器在圓柱形殼體的兩端都有法蘭,兩端都有管束緊固在管板上,管箱、管箱蓋、浮頭蓋和殼蓋在管束的一端。管束上一端管板的直徑要小到剛好可以從圓柱形殼體通過(guò)。另一端管板的直徑要大到可以蓋住該端殼體法蘭上墊片的表面,或者是管箱的一個(gè)部件。管束是通過(guò)緊固在殼體的法蘭上的大管板,裝入到殼體中的。管箱是通過(guò)螺栓緊固在殼體的法蘭上的。管箱和浮頭內(nèi)有隔板分開(kāi),以保證來(lái)的流體流過(guò)一部分管束再返回來(lái)流過(guò)另一部分管束回到管箱。分隔的程數(shù)和管的數(shù)目根據(jù)設(shè)計(jì)而定。殼程中的流體是經(jīng)過(guò)折流板流過(guò)。由于浮動(dòng)管端在殼程中可以自由移動(dòng),這種結(jié)構(gòu)允許隨著溫度的變化自由伸縮。因此這種形式的換熱器應(yīng)用的最廣。
C.2.3 固定管板換熱器
這種換熱器結(jié)構(gòu)也是兩端都緊固有管板,其結(jié)構(gòu)和浮頭式換熱器的管板相似。但這種型式是兩側(cè)的管板都緊固的,管束是在管板就位之后,通過(guò)脹接安裝上的。并且殼體的內(nèi)側(cè)不能打開(kāi)清洗,因此它不適合在不干凈的工況下和難以化學(xué)清洗的情況下使用。由于兩側(cè)的管板都是緊固的,除非在殼體中安裝有膨脹節(jié),否則這種換熱器自由伸縮量很小。
C.2.4 U型管換熱器
U型管式換熱器是一端緊固在管板上,通過(guò)管在殼體內(nèi)部彎曲成一個(gè)長(zhǎng)的U型來(lái)完成的。這種換熱器和浮頭式換熱器一樣,都有自由的伸縮度。由于機(jī)械清洗U型管壁的內(nèi)側(cè)比較困難,因此干凈的工況介質(zhì)一般走管程,如果不允許管束被完全堵死的話,可用化學(xué)清洗、噴砂或者高壓水清洗的方法清洗該容器。
C.2.5 雙層管板換熱器
在有些工況下,連微小的泄漏導(dǎo)致兩種流體混合都是不允許的。這時(shí)就要使用雙層管板工換熱器,從名字上可以看出來(lái),換熱管上的兩個(gè)管板只間隔很小距離同時(shí)使用,通常是間隔25mm或更小的距離。管子穿入雙層管板,外層的管板緊固在管箱上,內(nèi)層管板緊固在殼體上。這樣布置的目的就是使換熱管的角焊縫的泄漏物漏進(jìn)兩層管板之間的空隙里,因此,可以阻止兩種流體混合。這種結(jié)構(gòu)只能用在沒(méi)有浮動(dòng)管板的情況下,因此它只能用在U型管式換熱器上。
C.2.6 重沸器和蒸汽發(fā)生器
重沸器和蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和那些一端緊固在管板上的換熱器是一樣的。只不過(guò)臥式的重沸器在管束上方有較大氣相空間。他們是當(dāng)管里的熱流體通過(guò)時(shí),使殼體的流體產(chǎn)生更多的蒸氣。
C.2.7 水加熱器
水加熱器的形式可能是浮頭型、U型管型或是固定管板型。它們主要是用在給鍋爐來(lái)水加熱或者是為其他用途從熱流體里換熱。
C.2.8 結(jié)構(gòu)
熱換器都安裝有折流板或者支承板。換熱器的選型和設(shè)計(jì)隨工況和熱負(fù)荷的變化而確定。通道的隔板通常是安裝在管箱當(dāng)中,隔板有時(shí)是安裝在浮頭內(nèi),以使流體在管內(nèi)產(chǎn)生多程流動(dòng)。殼體中的流體可以是單程流動(dòng)或者是安裝上縱擋板以產(chǎn)生多程流動(dòng),并決定了殼體接管位置和數(shù)量。一般來(lái)說(shuō),防沖導(dǎo)流板或者軸向?qū)Я靼宥疾贾迷跉んw管入口處,以避免入口流體對(duì)附近管子產(chǎn)生沖擊。
管子安裝在管板上可以按正方形或三角形排列。當(dāng)流體在管子外部循環(huán)時(shí),可能在管壁上結(jié)焦或形成其他臟的沉淀物,沉積在管壁上。這時(shí)通常使用正方形排列管子,這種排列方法對(duì)清洗管子比較方便。
C.3 裸露的管束
C.3.1 概述
裸露的管束可以用作冷凝和冷卻,并且可以安裝在噴淋水的下方或完全浸沒(méi)在水里,它們也可以用作加熱器,特別是在罐(殼)體里的時(shí)候,它們完全浸沒(méi)在液體里。
C.3.2 布置在冷卻塔下方的裸露管束
裸露的管排列成緊湊的管束可以放在冷卻塔的下方,按這種布置,水從塔頂經(jīng)過(guò)管束流下,熱水又返回到塔頂冷卻并重新利用。這種布置管束的方法對(duì)于濕度較小的環(huán)境非常有效,它可以產(chǎn)生最大的蒸發(fā)效果。
C.3.3 布置在噴頭下方的裸露管束
噴頭安裝在裸露的管束上方,使水盡可能均勻地灑在管上?;亓鞴薏贾迷诠苁南路剑饕槍?duì)那些自然冷卻,不用額外使用循環(huán)冷卻水冷卻的情況。當(dāng)水足夠充足時(shí),這種形式的冷卻器可以不用回流罐,將使用的水直接引入到處理系統(tǒng)中。
C.3.4 浸沒(méi)在水中的裸管束
當(dāng)裸露的管子浸沒(méi)在水中時(shí),這一部分在殼體中可以是水平安裝或者是垂直安裝。熱流體通過(guò)管子進(jìn)入到聯(lián)管箱的上部。無(wú)論通過(guò)哪種形式,冷卻后的流體都從底部流出。冷水進(jìn)入到箱體的底部附近,加熱后的水上溢過(guò)箱體上部的溢流堰。這種布置可以產(chǎn)生對(duì)流。導(dǎo)致使用最少的水產(chǎn)生最大的冷卻效果。
當(dāng)水供應(yīng)不上,未經(jīng)冷卻的熱流體會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)狀況時(shí),主要使用浸沒(méi)管束的方式。冷卻箱內(nèi)大量的水可以長(zhǎng)期使用,在必要的停工期間內(nèi)能提供部分冷卻作用。
C.4 貯槽加熱器
管束式加熱器按管束的安裝主法主要有下列三種形式:
a) 安裝在罐的外面;
b) 部分安裝在罐內(nèi);
c) 完全安裝在罐內(nèi)。
前面兩種是負(fù)壓管式加熱器的安裝方式,第三種是加熱整個(gè)罐內(nèi)的介質(zhì)。
C.5 空冷器
空冷器裝置相當(dāng)于裸露的管束式裝置,用空氣作冷卻介質(zhì)。管子的邊緣緊固在鋼制框架里,風(fēng)扇一般安在管子的上方或下方,通過(guò)風(fēng)扇,使空氣產(chǎn)生流動(dòng),起到冷卻作用。(風(fēng)扇安裝在管子上方的通常叫作負(fù)壓抽風(fēng)空冷器,風(fēng)扇裝在管的下方通常叫作強(qiáng)制通風(fēng)冷卻器)。這些空冷器可以用作冷凝或冷卻水蒸汽和液體,并且用于水較少的地方,或由于某種原因而安裝。
C.6 盤管
C.6.1 盤管形式
盤管有兩種形式:
a) 套管盤管;
b) 單管盤管。
C.6.2 套管盤管
C.6.2.1 概述
當(dāng)需要較小的表面積時(shí)使用套管盤管,因?yàn)樵谕瑯拥氖褂脳l件下它比殼式或管式換熱器更經(jīng)濟(jì)。套管盤管也用于非常高的工作壓力的場(chǎng)合和因直徑、容積較小而需要較薄壁厚的情況。
C.6.2.2 介質(zhì)清潔的套管盤管
介質(zhì)清潔的套管盤管由管子中的管組成。在一端,內(nèi)層管子通過(guò)同一套盤管的外管連接彎頭附帶的彎頭相互連接。在另一端,內(nèi)層管子伸出外層管子并以密封圈防漏。內(nèi)層管子在管線里終止或用外露的回轉(zhuǎn)彎頭連接到鄰近的裝置上。
C.6.2.3 介質(zhì)不清潔的套管盤管
介質(zhì)不清潔的套管盤管(刮刀型盤管)除了在內(nèi)層管子內(nèi)部加了刮刀外與介質(zhì)清潔的套管盤管相同。內(nèi)層的每根管子都在全部管長(zhǎng)范圍的軸或桿裝上了刮刀。軸每端都伸出回轉(zhuǎn)彎頭。為防泄漏,在一端有一個(gè)軸承,另一端有一個(gè)軸承和密封圈。軸通過(guò)密封圈并在軸端安裝齒鏈。軸或刮刀通過(guò)某種形式的原動(dòng)機(jī)通常是一臺(tái)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)鉸鏈帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
C.6.3 單管盤管
C.6.3.1 概述
單管盤管以幾種不同的方式使用,但所有方式都是管子連續(xù)通過(guò)或冷或熱的介質(zhì)。
C.6.3.2 冷凝器或冷卻器盤管
冷凝器或冷卻器盤管由盤管或一系列裝在一個(gè)有冷水流過(guò)的箱子里的盤管組成。盤管安在箱內(nèi)的支架上并可隨著膨脹或收縮而自由移動(dòng)。水從箱底附近流入并從箱頂?shù)某鏊诹鞒觥?BR> C.6.3.3 制冷盤管
制冷盤管是安裝在圓柱形容器內(nèi)將一種介質(zhì)冷卻到氣溫以下的盤管。通常制冷劑在盤管中循環(huán)制冷。管子可在容器內(nèi)表面附近由底部至頂部螺旋式盤旋在容器底部。
C.6.3.4 扁平式儲(chǔ)罐加熱盤管
扁平加熱盤管覆蓋了一個(gè)儲(chǔ)罐底部的大多數(shù)面積,并且是一個(gè)由回轉(zhuǎn)彎頭將直管段連接的連續(xù)的盤管。蒸汽從盤管一端進(jìn)入,冷凝液在另一端通過(guò)冷凝罐排出。盤管穩(wěn)定在罐底的低矮支架上,并從入口到出口緩慢傾斜,以便冷凝液容易排出。管子材質(zhì)通常為鋼,并且一般情況下所有的接頭都是焊接的,以盡量減少泄漏的可能性。
C.6.3.5 箱式儲(chǔ)罐加熱盤管
箱式儲(chǔ)罐加熱盤管裝在一個(gè)矩形構(gòu)架里,從儲(chǔ)罐出口沿著罐直徑伸展到距儲(chǔ)罐的另一端有一定距離的位置。盤管裝在鋼制或木制的箱子里。正對(duì)儲(chǔ)罐出口的箱子一端留有一個(gè)開(kāi)口以便進(jìn)油。通過(guò)箱子的油繞過(guò)盤到達(dá)儲(chǔ)罐出口。蒸汽從盤管頂部進(jìn)入流向出口,在出口處冷凝液通過(guò)冷凝罐排出。整個(gè)盤管從入口到出口緩慢傾斜以利于冷凝液排出。
C.7 翅片管
翅片管應(yīng)用廣泛,換熱效果更佳,尤其是在兩個(gè)熱傳導(dǎo)系數(shù)差異較大的流體間進(jìn)行換熱時(shí)。外表面的增加使所需的管子內(nèi)表面減少,因此,達(dá)到同樣的換熱效果,翅片管換熱器就可以更小。
C.8 板式換熱器
板式換熱器由薄板和波形部件交錯(cuò)而成的擴(kuò)展表面構(gòu)成。整個(gè)流體通道和各個(gè)部件封閉了開(kāi)口端。工藝介質(zhì)流入波形槽,槽的流通面積小,容易被臟物和腐蝕產(chǎn)物堵住,因此需采用抗腐蝕性好的材料。
C.9 換熱器管束的檢驗(yàn)
C.9.1 概述
管束檢驗(yàn)的第一步通常是通過(guò)外觀檢驗(yàn)建立腐蝕模型。如果可能,在管束第一次從殼體里抽出時(shí)應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn),因?yàn)檠趸ず统恋砦锏念伾?、形式、?shù)量和位置通常有助于腐蝕問(wèn)題的鑒別。管子上的厚氧化皮可以指示管子的腐蝕。在靠近殼體入口端的管子上的氧化皮或沉淀物的缺少可以指示出一個(gè)沖蝕問(wèn)題。銅管上的綠化氧化物或沉積物意味著這些管子正在腐蝕。作為一名有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)員,這些氧化物和沉積物是有用的檢驗(yàn)指示物。
在進(jìn)行管束的外觀檢驗(yàn)時(shí),檢驗(yàn)員應(yīng)在緊挨著支持板和折流板的可疑區(qū)域用刮刀刮一刮。這些區(qū)域不可能被徹底清洗。刮這些部位時(shí)有可能發(fā)現(xiàn)管子上的溝痕和折流板管孔的擴(kuò)大。
這外觀檢驗(yàn)中經(jīng)常有一把小圓錘或檢驗(yàn)錘敲擊管子來(lái)確定管子減薄的部位。在對(duì)小直徑、薄壁管的檢驗(yàn)中這種方法非常有用。根據(jù)小錘彈跳的次數(shù)和發(fā)出的聲音可以判斷出管子壁厚的情況。用小錘敲擊這種經(jīng)驗(yàn)型的方法將會(huì)在檢驗(yàn)中發(fā)揮更大的作用。
在管段的內(nèi)部可用手電筒、內(nèi)窺鏡和專用探測(cè)器進(jìn)行局部檢驗(yàn)。專用探測(cè)器是具有與軸向彎成90°的尖端電極的不足3.175mm的探棒。這些工具的應(yīng)用使確定管段附近的麻坑和腐蝕的位置成為可能。
顯然,只有管束的外層管子能進(jìn)行全面外部檢驗(yàn),而不用內(nèi)窺鏡和光學(xué)纖維鏡,只有管端可以進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)。如需要對(duì)全部管子進(jìn)行檢驗(yàn),可用渦流和超聲波方法(內(nèi)旋轉(zhuǎn)、超聲波測(cè)厚)。
外觀檢驗(yàn)中管子也可從管束中抽出并分開(kāi),有一些裝置能將單根管子從一個(gè)管束中抽出。
隨機(jī)抽出一根或幾根管子做成切片并做全面檢驗(yàn)以確定該管束的使用壽命。換管時(shí),對(duì)換掉的管子進(jìn)行細(xì)致的檢驗(yàn)有助于判斷失效原因并找出提高使用壽命的對(duì)策。
折流板、定位桿、管板和浮頭蓋應(yīng)檢查有無(wú)腐蝕和變形。襯墊裝配面應(yīng)檢查是否有溝痕和腐蝕,可用刮刀進(jìn)行此項(xiàng)檢驗(yàn)。良好的裝配面裝配后應(yīng)保持密封。
管板和頭蓋可用拉直線方法檢查變形。管板的變形可由管子的過(guò)度扭曲或水壓試驗(yàn)中超壓、熱膨脹、破裂、野蠻安裝引起。
管板和浮頭的厚度可用卡尺測(cè)量,除了關(guān)鍵部位外連續(xù)測(cè)得的數(shù)值通常不保留。然而這些部件的原始厚度應(yīng)被記錄。定位桿和折流板的厚度通常不測(cè)。這些部件的狀況取決于外觀檢驗(yàn)的結(jié)果。
每次檢驗(yàn)都應(yīng)測(cè)壁厚度并記錄。測(cè)量管子的內(nèi)外徑以得出厚度是可行的。偏心腐蝕和磨損值應(yīng)記入影響管子剩余使用壽命的因素。
翅片管的外徑除了管端外難以精確測(cè)量,并且當(dāng)其裝入管板后根本無(wú)法測(cè)量外徑。在某些情況下,需要知道這些管子的壁厚。內(nèi)旋式超聲波厚度測(cè)量裝置可用于測(cè)量這些厚度。某些場(chǎng)合下需要抽出樣管。為了檢查銅管的脫鋅、蝕刻深度,未穿透裂紋或高溫金相組織變化而進(jìn)行專門試驗(yàn)(如金相及化學(xué)成分分析)時(shí),需要抽出管子。
C.9.2 易腐蝕部位
腐蝕部位可以依靠設(shè)備儀器來(lái)發(fā)現(xiàn)。然而有些部位的腐蝕在大多數(shù)使用條件下可用外觀檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。
與殼體進(jìn)口接管相對(duì)的管子的外表面可能會(huì)受到侵蝕或沖蝕。當(dāng)管束靠近殼體一側(cè)有輕微腐蝕性介質(zhì)流過(guò)時(shí),最大腐蝕通常發(fā)生在入口區(qū)域。在相同條件下大多數(shù)腐蝕點(diǎn)位于鄰近折流板和管板的部位。這些部位任何異常變化都可能由沖蝕引起。
當(dāng)高溫介質(zhì)流進(jìn)入口管子時(shí),固定管板背面或鄰近的管子可能會(huì)發(fā)生大面積的腐蝕。
當(dāng)工藝條件使污水或類似物質(zhì)沉淀到容器里時(shí),它們一般都沉到殼體底部。如果沉淀物含有腐蝕物質(zhì),最大腐蝕將發(fā)生在殼體底部和底部的管子上。
在以水為介質(zhì)的裝置中,最大腐蝕發(fā)生在水溫最高處。因而,當(dāng)水在管子里時(shí),管程的出口端是最大腐蝕發(fā)生處。
同樣在以水為介質(zhì)的裝置中,當(dāng)換熱器部件由灰鑄鐵制成時(shí),應(yīng)檢驗(yàn)是否發(fā)生石墨化腐蝕。這種腐蝕多發(fā)生在水系統(tǒng)的管程中或可能聚集酸性液體的殼體底部。在可疑區(qū)域用刮刀刮可以發(fā)現(xiàn)這些腐蝕。這種腐蝕是否嚴(yán)重應(yīng)從位置和深度來(lái)判斷。通常隔板幾乎完全被腐蝕卻仍然工作良好,除非隔板損壞或變成碎片。
有一些型式的換熱器,在不同金屬的緊密連接處可能會(huì)發(fā)生腐蝕。兩種金屬間抗腐蝕性能差的金屬將發(fā)生腐蝕。因此,與黃銅管板相接觸的碳鋼墊圈表面比其他部位發(fā)生腐蝕的比例高。
裂紋多發(fā)生在形狀或尺寸發(fā)生急劇變化處或焊縫附近,特別是當(dāng)這一部位承受高壓時(shí)。當(dāng)裝置承受了過(guò)度的壓力后,一些部件如接管、殼體法蘭等應(yīng)檢查是否有裂紋。
當(dāng)介質(zhì)高速通過(guò)換熱器時(shí),如果流向發(fā)生變化,將加大沖蝕損傷。這些加大的損傷發(fā)生在管式裝置入口及套管裝置和冷凝器盤管的轉(zhuǎn)彎處或這些部件的附近。
鄰近入口防沖板和管束折流板的殼體容易腐蝕,尤其是介質(zhì)高速流動(dòng)時(shí)。如果發(fā)現(xiàn)有普魯土蘭顏色意味著氰化鐵的存在,氫鼓包常發(fā)生在這種顏色附近的換熱器殼體上。長(zhǎng)直尺可有效地發(fā)現(xiàn)氫鼓包的存在。將長(zhǎng)直尺放在殼體上,表面形狀的不規(guī)則就可顯現(xiàn)出來(lái)(長(zhǎng)直尺也可用于檢查凹坑)。
C.10 盤管和套管換熱器的檢驗(yàn)
開(kāi)式冷凝器箱內(nèi)的盤管和套管熱器的外殼基本上是由管子構(gòu)成的。應(yīng)依照API RP 574(參見(jiàn)附錄D套管、盤管換熱器檢驗(yàn)報(bào)告格式)進(jìn)行檢驗(yàn)。
首先,應(yīng)進(jìn)行徹底的外觀檢驗(yàn),包括全部管子的錘擊檢驗(yàn)。刮刀可用于發(fā)現(xiàn)外部凹坑,通常,缺陷在冷凝器盤管的外壁被發(fā)現(xiàn)。
外觀檢驗(yàn)后應(yīng)進(jìn)行厚度測(cè)量。通常用卡尺測(cè)量套管換熱器外殼開(kāi)口端是有效的。測(cè)量盤管壁厚和套管換熱器殼體的中間部分的厚度則要用超聲波和渦流裝置進(jìn)行測(cè)量。
冷凝器和冷卻器外壁用混凝土或輕型碳鋼制成。當(dāng)檢驗(yàn)其中的盤管時(shí),應(yīng)對(duì)這些外壁進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。當(dāng)容器用碳鋼制成時(shí),小錘是外觀檢驗(yàn)中非常有用的輔助工具。容器壁上的小斑點(diǎn)可通過(guò)錘擊器壁發(fā)現(xiàn)??ǔ吣苡糜跍y(cè)量開(kāi)口端的壁厚,如果需要測(cè)量開(kāi)口端以下部位,可以用無(wú)損檢測(cè)儀器或鉆測(cè)試孔法?;炷帘谟靡话压蔚哆x點(diǎn)檢查剝落、破裂或軟弱點(diǎn)。
C.11 波紋板換熱器的檢驗(yàn)
由于設(shè)計(jì)的原因,波紋板換熱器的板間的流通口非常小,并且進(jìn)入其內(nèi)部困難,這些換熱器通常采用高防腐性的合金制成,以達(dá)到使用要求。 在大多數(shù)場(chǎng)合,合金也被用于高防腐要求的氣體精制裝置。隊(duì)了在7.5.3討論的以外,外觀檢驗(yàn)不會(huì)發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題。外表面可以檢查刻痕、傷口、半圓形溝槽或其他機(jī)械損傷和內(nèi)部缺陷擴(kuò)展。
這些部件通常由完整的管子和分配管構(gòu)成,其厚度可以用超聲波測(cè)厚儀精確測(cè)量出來(lái),然后記錄下來(lái)。在換熱器上不應(yīng)使用鉆孔設(shè)備,因?yàn)檫@種設(shè)備容易在這些部位造成傷害。用于這種裝置的合金焊接如鋁合金和奧氏體不銹鋼合金需要非常高超的焊接技能。
用一個(gè)小錘敲擊波紋板換熱器的暴露部分,發(fā)現(xiàn)的聲時(shí)可以提供查找開(kāi)裂和損壞部位的線索。破裂的板或歧管部分發(fā)出一種含錫的聲音,要想輕易識(shí)別這種聲音需要有豐富的經(jīng)驗(yàn)。
C.12 空冷器檢驗(yàn)
根據(jù)API Std 661對(duì)最低設(shè)計(jì)要求或空冷器一般信息的闡述。在定級(jí)、檢修及換熱器型式變更中應(yīng)遵循SY/T 6507和API Std 661的原則(參見(jiàn)附錄D空冷器檢驗(yàn)報(bào)告的格式)。
管子被鰭板包圍,因此不能從管子外部進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)管子的最好方法是在內(nèi)壁圓周上用超聲波測(cè)厚法和渦流測(cè)試法或兩種方法同時(shí)使用。熟練的操作者在清潔的管子內(nèi)使用上述方法,可以測(cè)出壁厚和發(fā)現(xiàn)缺陷。在有效地進(jìn)行這兩種檢驗(yàn)方法之前,應(yīng)對(duì)管子進(jìn)行徹底清洗。
應(yīng)檢查管子的外鰭權(quán)是否清潔,如果管子需要清洗,用清水或肥皂水清洗就可以了。如果不行,應(yīng)小心選擇清洗液。通常鰭板是鋁制的,如果用錯(cuò)了清洗液可能會(huì)使管板受到損害。
管板和鰭板開(kāi)始部位之間的管子外表面應(yīng)被檢查,間歇工作或工作在低溫環(huán)境下的換熱器,容易使?jié)駳饩奂纬筛g導(dǎo)致泄漏。在這種情況下使用涂層將減輕這一腐蝕問(wèn)題。
靠近空冷器管板端可以對(duì)管子內(nèi)部進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。光學(xué)纖維和內(nèi)窺鏡是進(jìn)行這種檢驗(yàn)的很好的設(shè)備。一只直徑為3.175mm或更小,長(zhǎng)度約為914mm,尖端電極被彎成與軸向成90°角的探棒可以確定管端腐蝕和凹坑位置。
管子入口的沖蝕是空冷器的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。這種損害能通過(guò)聯(lián)管箱出料口外觀檢驗(yàn)查出,或者聯(lián)管箱帶有可移動(dòng)蓋板可以外觀檢驗(yàn)。如果條件允許,用一面鏡子將日光反射進(jìn)管子進(jìn)行沖蝕檢查。
空冷器聯(lián)管箱端的檢查技術(shù)與壓力容器相同。此外,矩形構(gòu)筑物引起的方向急劇改變應(yīng)細(xì)致檢查有無(wú)裂紋。帶有用于觀察的可移動(dòng)蓋板的聯(lián)管最容易檢查,光學(xué)纖維鏡可能是檢查沒(méi)有蓋板只有絲堵的管箱的惟一方法。
附錄D
?。ㄙY料性附錄)
記錄表格及報(bào)告樣式
在用壓力容器檢驗(yàn)記錄:一種保存在役壓力容器檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的格式(見(jiàn)表D.1)。大多數(shù)工廠開(kāi)發(fā)了一套包括其他必要數(shù)據(jù)的更詳細(xì)的格式。
永久壓力容器記錄:專門記錄并長(zhǎng)久保存一臺(tái)指定的壓力容器的所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的格式(見(jiàn)表D.2)。
壓力容器檢驗(yàn)單:一種先進(jìn)的記錄厚度的格式,由此可以計(jì)算出腐蝕速率(見(jiàn)表D.3)。這種格式有三種版本,一種是空白的,另兩種是為不同類型的壓力容器設(shè)計(jì)的。任何一種格式都應(yīng)記錄一臺(tái)壓力容器的數(shù)據(jù)。
通常,檢驗(yàn)員將使用一份表格來(lái)記錄現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),另一份用作辦公記錄。當(dāng)檢驗(yàn)沒(méi)有基本數(shù)據(jù)的容器時(shí)檢驗(yàn)員使用沒(méi)有草圖的檢驗(yàn)單。在這種情況下,檢驗(yàn)員可以在檢驗(yàn)單上畫一個(gè)草圖,草圖上包括所有的現(xiàn)場(chǎng)可以確認(rèn)的尺寸和數(shù)據(jù)。
在一套操作裝置上的全部壓力容器的檢驗(yàn)記錄:一種用來(lái)記錄并報(bào)告一套操作裝置上的所有的壓力容器的實(shí)際物理?xiàng)l件和允許操作條件(見(jiàn)表D.4、表D.5)。
符合《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》要求在用壓力容器的檢驗(yàn)報(bào)告格式應(yīng)符合《在用壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程》的要求,換熱器檢驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、換熱器檢驗(yàn)報(bào)告、空冷器檢驗(yàn)報(bào)告,以及套管換熱器檢驗(yàn)報(bào)告記錄用本附錄中的相應(yīng)格式(見(jiàn)表D.6~表D.9)。、
表D.1 在用壓力容器的檢驗(yàn)記錄
注意:制造廠圖紙能指示A,B,C和D的位置。
表D.2 永久壓力容器記錄
表D.3 壓力容器檢驗(yàn)單
裝置___________________________
容器名稱_______________________
直徑___________________________
長(zhǎng)度___________________________
容器編號(hào)_______________________
表D.4 在一套操作系統(tǒng)上的全部壓力容器的檢驗(yàn)記錄(一)
表D.5 在一套操作系統(tǒng)上的全部壓力容器的檢驗(yàn)記錄(二)
表D.6 換熱器檢驗(yàn)數(shù)據(jù)表
表D.7 換熱器檢驗(yàn)報(bào)告格式
表D.8 空冷器檢驗(yàn)報(bào)告格式
表D.9 套管換熱器檢驗(yàn)報(bào)告格式
參考文獻(xiàn)
ASME第Ⅷ卷 鍋爐壓力容器規(guī)范 壓力容器
API RP 574 管道系統(tǒng)組件的檢驗(yàn)
API Std 510 壓力容器檢驗(yàn)規(guī)范 維護(hù)檢驗(yàn)、定級(jí)、修理和改造
API RP 575 常壓及低壓儲(chǔ)罐的檢驗(yàn)
API RP 576 壓力泄放裝置的檢驗(yàn)
API RP 571 導(dǎo)致劣化及失效的情況
API Rubl 920 壓力容器脆性斷裂的預(yù)防
API Rubl 945 避免氨裝置中設(shè)備的環(huán)境開(kāi)裂
API Rubl 2007 煉油廠安全維護(hù)常識(shí)
API Rubl 2214 手工工具打火特性
API Rubl 2217 石油行業(yè)惰性氣體受限空間內(nèi)工作指導(dǎo)說(shuō)明
API Std 660 煉油廠用管殼式換熱器
API Std 661 煉油廠空冷器
NBBPVI NB-23 美國(guó)國(guó)家檢驗(yàn)規(guī)范
TEMA 管式換熱器制造者協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)