基于失效模式的在役压力容器检验研究

基于失效模式的在役压力容器检验研究

李泽宇

广东省特种设备检测研究院韶关检测院512000

摘要：本文首先从概念以及分类两个角度出发对失效模式进行了简要的概述，在此基础上强调了基于失效模式的在役压力容器检验方案的制定以及方法的选择原则，最终重点针对检验过程进行了分析，目的在于进一步检查压力容器的安全性能，继而使其能够为工业生产过程的顺利实现提供保证。

关键词：失效模式；在役压力容器；检验

前言：压力容器在使用过程中，很容易出现磨损以、泄露用变形等导致停止工作的问题，即压力容器失效问题。导致上述问题出现的原因有很多，其中外力的破坏以及容器本身的问题都属于重点原因。压力容器失效问题一旦出现，对于工业生产的影响十分严重，展开相应的检验工作能够使容器的缺陷被有效地检测出来，对于其整体使用寿命的延长具有重要价值。

1失效模式概述

1.1失效模式概念

受各方面因素的影响，工业中所使用的压力容器功能很容易丧失，出现破裂以及磨损的现象，上述现象被称之为压力容器失效，而失效模式主要指的是压力容器所经历的这一过程[1]。就目前的情况看，失效模式已经成为了在役压力容器检验过程所遵循的一个主要模式。

1.2失效模式分类

失效模式存在很多类型，根据表现形式的不同，可以分为断裂失效、泄露失效以及磨损失效等多种，上述失效类型可以表现为不同的形式。以断裂失效为例，其主要是由压力容器断裂而导致的失效问题，根据导致断裂出现的原因的不同，还包括韧性断裂失效以及脆性断裂失效两种[2]。不同的失效模式类型对于压力容器性能的影响不同，其解决方式也应互相区别开来。

2基于失效模式的在役压力容器检验方案与方法

为使基于失效模式的在役压力容器检验效果能够达到更好，在检验之前必须做好检验方案的设计工作，同时还应通过对种种检验方法的对比，选择出一种较为合理的方法展开检验工作。这样才能使检验效果更加符合压力容器的实际情况，对于其安全级别的增强具有重要意义。

2.1检验方案

对检验方案的设计一定要根据压力容器的具体情况来完成，这是提高方案设计合理性的重要途径[3]。根据压力容器失效表现形式的不同，导致其出现的原因也会有所不同，方案要从其原因出发来设计，同时还要尽最大可能的避免外界因素对实验结果的准确性造成过大的不良影响。合理的检验方案是改善容器检验效果的基础，因此，相关人员必须针对方案的设计问题加以重视。

2.2检验方法

在检验方案设计完成之后，一般情况下，基于失效模式的在役压力容器检验均以年度检查的方式展开，即在一年一度针对其失效状况进行检查，这一检查方法不仅能够及时的发现压力容器存在的问题，同时也能够使问题被及时解决，对于工业领域的发展能够起到积极的作用[4]。目前，有关领域所应用的检测方法包括很多种，其中宏观检测以及超声波检测都属于非常有效的方法，在实际检测过程中可以适当对上述方法进行选择与应用。

3基于失效模式的在役压力容器检验过程

基于失效模式的在役压力容器检验过程包括从资料审查到宏观检查再到超声波测厚的三个阶段，每一阶段测试的内容都存在差别，有关人员需要对此加以区分。

3.1资料审查

在检验过程正式开始之前，有关人员需要对压力容器的资料进行审查，审查内容主要包括容器的材质以及内部的介质等，开展资料审查工作的意义在于为整个检验过程提供参考，从而使其能够更加具有合理性以及针对性[5]。首先，有关人员要对压力容器的材质进行检查，并针对其材质在各方面的参数做好记录。在此过程中，必须保证各项参数的准确性，同时也要避免记录出现错误。其次，对压力容器的内部介质进行检查也十分重要。容器内部的介质以及杂质往往与其失效问题的出现存在联系，针对上述两者的情况进行分析，能够帮助有关人员找出容器失效的可能原因，因此也就能够为检验过程提供大致的方向。除对容器的材质以及内部介质进行审查外，还需要对其荷载的变化以及温度的情况进行检查。存在失效问题的压力容器，其荷载效果必定会有所减弱，根据其减弱的情况，能够大致判断出容器失效问题的严重程度。需要注意的是，在上述资料审查过程中，保证资料的准确性十分重要，这一点必须得到严格地控制。

3.2宏观检查

在资料审查完成之后，便可以进入宏观检查的过程。所谓的宏观检查，即对压力容器进行整体上的检查，从全局出发，实现对其失效情况的初步判断。宏观检查过程需要通过对相应仪器的应用来完成，同时还要结合视觉以及听觉等对容器情况进行综合判断。首先，在视觉方面，有关人员可以通过灯光放大的过程判断容器失效的状况以及严重程度；其次在听觉方面，可以通过利用小锤等工具对容器进行敲打，将所听到的声音与正常容器的声音作对比，从而判断出其是否存在失效问题。需要注意的是，宏观检查过程对于检查人员的专业素质以及实践经验要求较高，尤其是实践经验，其对于检查准确性会产生较大的影响，因此，为提高宏观检查效果，保证有关人员的专业素质十分重要。

3.3超声波测厚

超声波测厚是基于失效模式的在役压力容器检验的一种常用方法，其主要价值在于通过对容器厚度的检测以及将其与正常厚度的对比，判断容器是否存在失效问题的一种方法。如压力容器存在磨损以及腐蚀等失效问题，其厚度必定会有所减小。在长期的使用过程中，厚度小的容器很容易出现泄露的问题，将其应用在工业领域，很容易造成大量安全事故的发生。针对上述问题，做好超声波测厚工作十分必要。通过超声波测厚过程，压力容器的厚度能够被很好的检验出来，因此有关人员也就能够判断出其是否存在问题，一旦发现问题存在，需要对其进行及时的处理，这对于压力容器性能的保证以及使用寿命的延长能够起到重要的促进作用。

4、结论：

目前，压力容器主要被应用在工业领域，一旦出现了泄漏以及磨损等失效问题，不仅会阻碍工业领域的正常运行，甚至导致安全事故的出现。基于失效模式的在役压力容器检验工作的开展对于解决上述问题具有十分良好的效果。通过对检验方案的设计以及对检验方法的选择，有关人员能够对容器目前的状态做出较为准确的判断，这对于压力容器性能的保证具有重要价值，工作人员必须对此加以重视。

参考文献：

[1]赵路宁，姚小静.基于失效模式的压力容器检验方案编制研究[J].石油化工腐蚀与防护，2014，05：10-18.

[2]陈学东.湿H_2S及硝酸盐环境中低合金高强度钢制压力容器应力腐蚀开裂敏感性条件分析与安全保障技术研究[D].浙江大学，2004.

[3]尹凯锋.在役压力容器缺陷数据库及评定决策支持系统研究[D].四川大学，2004.

[4]赵路宁.基于风险的检验RBI方法在特种设备中的应用[D].山东大学，2014.

[5]陈学东，崔军，范志超，章小浒，关卫和，寿比南，谢铁军.我国高参数压力容器的设计、制造与维护[A].中国机械工程学会压力容器分会.压力容器先进技术——第八届全国压力容器学术会议论文集[C].中国机械工程学会压力容器分会：，2013：13.