压力容器的维护与检修

压力容器的维护与检修,机械维修公司,2015年08月,一、压力容器维护二、压力容器常见故障与处理三、压力容器检修与质量标准,目录,一、压力容器维护,、压力容器定义,压力容器，英文：pressurevessel，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。,、压力容器使用简介,压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。 所以，为能使化工厂安全生产，压力容器的日常维护和检修质量显得尤为重要。同时，压力容器的日常维护和检修质量为装置的安、稳、长、满、优运行奠定了坚实的基础。,压力容器的日常维护,、压力容器日常维护,1、压力容器操作人员应经安全教育和考核合格，持证上岗。严格执行工艺操作规程和岗位操作规程，严禁超温、超压和超负荷运行。2、定期巡回检查，检查重点如下： 压力容器本体、接口（阀门、管路）部位、焊接接头等的裂纹、过热、变形、泄漏及损伤等； 外表面的腐蚀； 保温层破损、脱落、潮湿、跑冷； 压力容器与相邻管道或构件的异常振动、响声，相互摩擦； 支承或支座的损坏，基础下沉、倾斜和开裂，紧固螺栓的完好情况； 排放（疏水、排污）装置；,压力容器日常维护, 运行的稳定情况；是否有超温、超压和超负荷运行的现象； 压力容器接地设施是否完好； 安全状态等级为4级的压力容器监控措施和异常情况。3、压力容器发生下列异常现象之一时，操作人员应立即采取紧急措施，并按规定向有关部门报告： 工作压力、介质温度或壁温以及介质组成中的某种腐蚀成分超过许用值，采取措施仍不能得到有效控制； 主要受压元件发生裂缝、鼓包、变形、泄漏等危及安全的缺陷； 安全附件失效； 接管、紧固件损坏，难以保证安全运行； 发生火灾，直接威胁到压力容器安全运行；,压力容器的维护,巡检记录,巡回检查, 过量充装； 液位失去控制，采取措施仍不能得到有效控制； 压力容器与管道发生严重振动，危及安全运行； 其他异常情况。4、压力容器内部有压力，一般不得进行修理或紧固。对于特殊生产过程，开（停）车、升（降）温过程中，需要带压紧固螺栓时，应制定有效的安全操作规程和防护措施，并经单位技术负责人批准，安全部门监督实施。5、做好停用和备用容器的维护检查，防止器内剩余介质引起反应或腐蚀，对长期停用的压力容器，应清洗并排净介质，用氮气等封存，启用时应按要求进行检验。,压力容器维护处理,、压力容器定期维护,1、使用单位应结合设备整顿和设备修理定期解决和消除容器的跑、冒、滴、漏以及密封不良等现象。并根据容器本身情况定期对容器进行防腐、保温工作，容器主螺栓应定期加润滑脂，其它螺栓和紧固件也应定期进行防锈工作。2、对停用封存和备用的容器应定期进行检验、维护和进行“四防”(防冻、防尘、防潮、防腐)工作。,压力容器定期检验,压力容器定期检验,压力容器定期检查,、压力容器紧急情况处理,发生下列异常现象之一时操作人员有权采取紧急措施处理并及时上报：a.容器工作压力、介质温度或容器壁温超过规定值以及容器超负荷运行、经采取措施仍不能得到有效控制时；b.容器主要受压元件或盛装易燃、易爆、有害、毒性程度为中等危害介质的容器发现裂纹、鼓包、变形、泄漏等危及安全的缺陷；c.容器所在岗位发生火灾或相邻设备发生事故已直接危及容器安全运行时；,d容器过量充装危及安全时；e容器的接管、紧固件损坏难以保证容器安全运行时；f容器液位失去控制，采取措施仍不能得到有效控制时；g容器与相邻管道发生振动，危及容器安全运行时；h安全装置失灵，无法调整，危及安全运行；i发生安全生产技术规程中不允许容器继续运行的其它情况。,二、压力容器常见故障与处理,、在用压力容器常见故障与处理方法见表,（续）表,（续）表,三、压力容器检修与质量标准,、检修周期,按照压力容器安全技术监察规程要求安排压力容器的外部检查及内外部检验，根据检验结果，结合装置检修确定检修周期，一般为36年。,、检修内容,1.定期检验时确定返修的项目； 2.筒体、封头与对接焊缝；3.接管与角焊缝；4.内构件；5.防腐层、保温层；6.衬里层、堆焊层；7.密封面、密封元件及紧固螺栓；,板式塔的内构件结垢（塔板）,8.基础及地脚螺栓；9.支承、支座及附属结构；10.安全附件；11.检修期间检查发现需要检修的其他项目。,压力容器内构件的检查,、检修与质量标准,1.检修前准备(1)备齐图纸和技术资料，必要时编写施工方案；(2)备齐机具、量具、材料和劳动保护用品；(3)施工现场符合有关安全规定。2.检查内容(1)检查以宏观检查、壁厚测定、内表面检测为主，必要时可采用其他无损检测方法；(2)根据腐蚀机理和使用状况检查压力容器本体、对接焊缝、接管角焊缝有无裂纹、变形、鼓包及泄漏等。对应力集中部位、汽液相交界处、变形部位、异钢种焊接部位、补焊区、工卡具焊迹、电弧损伤处应重点检查；(3)检查内外表面的腐蚀和机械损伤；,(4)检查结构及几何尺寸是否符合要求；(5)检查壁厚是否减薄，厚度测定点的位置，一般选择下列部位： 1)液位经常波动部位； 2)易腐蚀、冲蚀部位； 3)制造成型时，壁厚减薄部位和使用中易产生变形的部位； 4)表面缺陷检查时，发现的可疑部位； 5)接管部位；(6)检查焊缝有无埋藏缺陷；(7)检查材质是否符合要求；(8)检查法兰密封面有无裂纹；(9)检查紧固螺栓的完好情况，对重复使用的螺栓应逐个清洗，检查其损伤情况，必要时进行表面无损检测。应重点检查螺纹及过渡部位有无环向裂纹；,(10)检查支承或支座的损坏，大型容器的基础下沉、倾斜及开裂；(11)检查保温层、隔热层、衬里有无破损，堆焊层有无剥离；(12)检查安全附件是否灵敏、可靠；(13)各类压力容器重点检查部位及内容。,压力容器检查,用堆焊层修复缺陷,1)冷换设备 检查部位主要有管板、管箱、换热管、折流板、壳体、防冲板、小浮头螺栓、小浮头盖、接管及联接法兰等。重点检查以下部位：易发生冲蚀、汽蚀的管程热流入口的管端，易发生缝隙腐蚀的壳程管板和易发生冲蚀的壳程入口和出口；容易产生坑蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀的管板和换热管管段；介质流向改变部位，如换热设备的入口处、防冲挡板、折流板处的壳体及套管换热器的U型弯头等；检查壳体应力集中处是否有裂纹；检查换热管壁厚；f.检查接管及法兰密封面。,防冲挡板结构图,防冲挡板的尺寸技术要求,换热器的检修,换热器的检修（管束抽出过程）,2)塔器、容器 重点检查以下部位：a.积有水分、湿气、腐蚀性气体或汽液相交界处；b.物流“死角”及冲刷部位；c.焊缝及热影响区；d.可能产生应力腐蚀以及氢损伤的部位；e.封头过渡部位及应力集中部位；f.可能发生腐蚀及变形的内件（塔盘、梁、分配板及集油箱等）；g.破沫器、破沫网、分布器、涡流器和加热器等内件；h.接管部位；i.检查金属衬里有无腐蚀、裂纹、局部鼓包或凹陷。,塔内件的腐蚀,塔器、容器的清理,分馏塔的清焦,塔盘的更换,3） 反应器 重点检查以下部位：a、检查反应器对接焊缝、接管角焊缝、支持圈凸台有无裂纹；b、检查法兰密封槽有无裂纹；c、检查冷壁反应器衬里有无脱落、孔洞、裂纹、麻点及疏松等；d、检查热壁反应器堆焊层有无表面裂纹、层下裂纹及剥离；e、检查重复使用的紧固螺栓有无裂纹；f、检查支撑梁、分配器泡罩及热电偶套管有无裂纹等；g、检查其他内构件。,反应器的检修,3. 修理与质量标准(1) 一般要求 1)对于特殊的生产工艺过程，需要带温带压紧固螺栓或出现紧急泄漏需进行带压堵漏时，使用单位必须按设计规定制定有效的操作要求和防护措施，作业人员应经专业培训并持证操作，并经使用单位技术负责人批准。在实际操作时使用单位安全部门应派人进行现场监督。 2)从事压力容器修理和技术改造的单位必须是已取得相应的制造资格的单位或者是经省级安全监察机构审查批准的单位。压力容器的重大修理或改造方案应经原设计单位或具备相应资格的设计单位同意并报施工所在地的地、市级安全监察机构审查备案。修理或改造单位应向使用单位提供修理或改造后的图样、施工质量证明文件等技术资料。压力容器经修理或改造后，必须保证其结构和强度满足安全使用要求。,3)采用焊接方法对压力容器进行修理或改造时，一般应采用挖补或更换，不应采用贴补方法。4)所用的材料及附件应具有质量证明书，并符合图样要求。5)施焊环境出现下列任一情况，且没有效防护措施时，禁止施焊： a.手工焊时风速大于10m/s； b.气体保护焊时风速大于2 m/s； c.相对湿度大于90%； d.雨、雪环境。6)当焊件温度低于0时，应在始焊处100mm范围内预热到15左右。,7)压力容器的焊后热处理要求 a.压力容器及受压元件应按原设计要求进行焊后热处理；b.修补后的焊缝，尤其是厚壁容器，宜采用环带加热。焊缝每侧加热宽度不得小于壳体名义厚度的2倍，接管与壳体相焊时加热宽度不小于两者厚度（取较大值）的6倍。靠近加热部位的壳体应采取保温措施，避免产生较大的温度梯度；c.低合金高强度钢压力容器焊补时，必须预热。坡口大而深时，预热温度应高些。容器大接管环形角焊缝的一定部位进行焊补时，为减少热应力，要沿大接管整周预热；d.低合金高强度钢压力容器焊补后或焊补过程因故停顿后，必须立即进行后热处理，以去除扩散氢。后热处理后缓冷；e.对结构刚性很大的部位进行焊补时，需进行中间热处理，以降低焊接应力；,环带加热,f.低合金高强度钢压力容器的重要部位和主要焊缝焊补后，必须进行热处理以消除应力。如焊补部位有多处，宜采用整体热处理或局部采用环带热处理。热处理温度通常不高于原来的焊后消除应力处理温度。消除应力处理的温度为600680；g.热处理应在焊接工作全部结束并在验收合格后，于压力试验之前进行。热处理后的焊缝应做硬度检查，其硬度值须符合以下要求：碳钢和普通低合金钢不大于母材硬度的120%，且HB200；铬钼钢不大于母材硬度的125%，且HB225；对于3Cr-1Mo-1/4V、2Cr-1Mo-1/4V，其硬度值不大于母材硬度的125%，且HB235。,8)筒体和封头更换主要控制以下项目a.坡口几何形状和表面质量；,焊接坡口形式,b.塔器垂直度，筒体直线度，纵、环焊缝对口错边量和棱角度，同一断面的最大最小直径差；c.封头的拼接成型和主要尺寸偏差；d.球壳板的尺寸偏差和表面质量；e.筒体与封头的不等厚度对接连接。9)压力容器局部挖补要求a.形状一般为圆形或者方形圆角过渡，尽量减少应力集中；b.焊缝打磨与母材齐平；c.焊缝须经射线检测及磁粉检测合格。,10)压力容器焊缝的表面质量要求a. 形状、尺寸以及外观应符合技术标准和设计图样的规定；b. 不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物必须清除；c. 焊缝与母材应圆滑过渡；d. 焊缝咬边应符合下列条件： 使用抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的钢材及铬钼低合金钢材制造的压力容器、奥氏体不锈钢材、钛材和镍材制造的压力容器、低温压力容器、球形压力容器以及焊缝系数取1.0的压力容器，其焊缝表面不得有咬边； 上述以外的压力容器焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm，咬边的连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长度的10%；e. 角焊缝的焊脚尺寸应符合技术标准和设计图样的要求，外形应平缓过渡。,焊缝压裂,焊缝划痕,焊缝划痕损伤,焊缝上凹坑,凹坑,表面未熔,表面未熔,表面未熔,焊缝上熔渣,焊缝低于母材,焊缝打磨粗糙,(2)压力容器表面缺陷的修理,1）表面裂纹 对表面裂纹一律打磨消除，如裂纹消除后压力容器的实际壁厚不小于设计厚度、磨除深度不大于名义厚度的7%且不超过3mm，可不补焊。但为减少应力集中，要求磨削部位光滑，并圆滑过渡，侧面斜度应不大于1：4。如打磨深度较深，剩余厚度小于设计允许的最小壁厚时，则应采取严格的焊补措施修复。当球罐球壳板表面焊补深度超过3mm时，还应进行超声检测。,焊缝表面裂纹,2）腐蚀 对于分散的点腐蚀，如果腐蚀深度不超过壁厚（不含腐蚀裕量）的1/5。在直径为200mm的范围内，点腐蚀面积不超过45cm2，或沿任一直径的点腐蚀长度之和不超过50mm时，一般可不作处理；对于均匀性面腐蚀，如按剩余的平均壁厚（应扣除至下一次检验期的腐蚀量）校核强度合格，可不作处理；非均匀性面腐蚀，如按最小剩余壁厚（应扣除至下一次检验期的腐蚀量）校核强度合格，可不作处理。否则，应据具体情况作降压使用、焊补、更换或判废处理。如腐蚀严重、强度校核不合格者，难于修复或已达使用寿命者，应考虑予以报废。,容器的腐蚀,3）机械损伤、电弧擦伤、弧坑、工卡具焊迹 在其周围未发现异常者，一般压力容器可不处理，有特殊要求压力容器且缺陷较严重者，应打磨消除。,（3）母材内部的夹层与母材自由表面平行或夹角小于10的不用处理，夹角大于或等于10时，需计算在板厚方向的投影长度，判断该缺陷的走向和位置，严重时应报废。在使用过程中产生的鼓包，应查明原因，并判断该缺陷的稳定情况，如果能查清起因并确定其不再扩展，可进行修理后使用；如果无法查清起因，或虽查明原因，但仍会继续扩展的应报废。,（4）焊缝内部缺陷处理 1）单个圆形缺陷，在运行过程中未见开裂迹象，按JB4730评定，单个圆形缺陷的长径小于壁厚的1/2或9mm时，对只要求局部无损检测的压力容器，若圆形缺陷点数在表1范围内可不处理；对要求100%无损检测的压力容器，若圆形缺陷点数在表2范围内可不处理；超出范围的，要进行安全评定或返修。,表1 按规定只要求局部无损检测的压力容器（不包括低温容器）,表2 按规定要求100无损检测的压力容器（包括低温容器）,2）焊缝内部非圆形缺陷，未见开裂迹象，按JB4730评定，对不同位置的焊缝中的内部未熔合、未焊透、条状夹渣的高度（H）、长度（L）在表3规定的范围内，对一般压力容器，可不处理；对有特殊要求的压力容器，监护使用。,表3 非圆形缺陷与相应的处理意见,对于超出表3缺陷容许尺寸50以内的缺陷，也可以通过声发射检测判断缺陷的活动性，如果声发射检测结果表明缺陷是不活动的，可以监控使用，否则要对缺陷进行处理或通过应力分析和缺陷安全评价，确定能否继续使用；3）焊缝内部裂纹一般应消除，但因条件所限难于消除的，应通过缺陷安全评定来判断能否监控使用到下一检验周期；（5）压力容器及其接管的法兰密封面不得有径向划痕、腐蚀斑点等影响密封性能的损伤。压力容器的接管采用螺纹联接的，其螺纹表面不得有裂纹、凹陷等缺陷。法兰不得强行联接。,（6）压力容器密封垫片表面不得有径向划痕。金属垫片应进行研磨，并做印痕检查，印痕线应连续。用于250以上非金属垫片两侧涂防咬合剂。（7）压力容器主螺栓应逐个清洗干净，用磁粉或渗透检测，确认螺纹根部无裂纹。用于250以上的螺栓应涂防咬合剂。（8）与受压元件焊接的保温钉、支持圈、垫板等更换时，应选用与受压元件相同或相近材料，焊材合金元素应与受压元件相同或略高，焊接应牢固，咬边深度不得超过0.5mm。,（9）安全附件1）安全附件应实行定期检修、校验制度；2）安全阀按SHS010302003阀门维护检修规程检修、校验。新安全阀在安装之前，应根据使用情况进行调试后，才准安装使用；3）爆破片装置应符合GB567爆破片与爆破片装置的要求，定期更换；4）压力表的校验和维护应符合国家计量部门的有关规定。压力表安装前应进行校验；在刻度盘上应划出指示最高工作压力的红线，注明下次校验日期。压力表校验后应加铅封；5）液面计除应符合有关规定外，并应符合下列要求：应根据压力容器的介质、最高工作压力和温度正确选用；b.液面计安装前应进行水压试验，试验压力对中低压容器用液面计为1.5倍最高工作压力，对高压容器用的液面计为1.25倍最高工作压力。,安全附件的检查,（10）压力容器绝热和防腐层检修按SHS010332003设备及管道保温、保冷检修规程、SHS010342003设备及管道涂层检修规程进行。,、试验与验收,1.试验(1)用焊接方法修理或更换主要受压元件的压力容器，经检验合格后应做耐压试验。对于介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。(2)耐压试验包括液压和气压试验。试验的压力应符合设计图样要求。,（3）耐压试验前，压力容器各连接部位的紧固螺栓必须装配齐全，紧固妥当。必须用两个量程相同并经校正的压力表，压力表精度等级，低压的不应低于2.5级，中、高压的不应低于1.5级，刻度极限值为最高工作压力的1.53倍，表盘直径不应小于100mm，应安装在被试验压力容器顶部便于观察的位置。（4）耐压试验场地应有可靠的安全防护措施，并应经单位技术负责人和安全部门检查认可。耐压试验过程中，不得进行与试验无关的工作，无关人员不得在试验现场停留。,（5）液压试验的要求凡在试验时，不会导致发生危险的液体，在低于其沸点的温度下，都可用作液压试验介质。一般应采用水。当采用可燃性液体进行液压试验时，试验温度必须低于可燃性液体的闪点。试验场地附近不得有火源，且应配备适用的消防器材。以水为介质进行液压试验，其所用的水必须是洁净的。奥氏体不锈钢压力容器用水进行液压试验后，应严格控制水中的氯离子含量不超过25mg/l。试验合格后，应立即将水渍去除干净。碳素钢、16MnR和正火15MnVR制压力容器液压试验时，液体温度不得低于5；其他低合金钢压力容器，液体温度不得低于15。如果由于板厚等因素造成材料无延性转变温度升高，则需相应提高液体温度。其他材料制压力容器液压试验温度按设计图样规定。铁素体钢制低温压力容器在液压试验时，液体温度应高于壳体材料和焊接接头两者夏比冲击试验规定温度的高值再加20。,反应器水压试验,压力容器充满液体，滞留在压力容器内的气体必须排净，压力容器外表面应保持干燥，当压力容器壁温与液体温度接近时，才能缓慢升压至设计压力；确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力，保压30分钟，然后降至规定试验压力的80%，保证足够的时间检查。检查期间压力应保持不变，不得采用连续加压以维持试验压力不变。压力容器液压试验过程中一般不得带压紧固螺栓或向受压元件施加压力。换热压力容器液压试验程序按SHS010092003管壳式换热器维护检修规程规定。压力容器液压试验后，符合下列情况者即认为合格：a.无渗漏；b.无可见的变形；c.试验过程中无异常的响声；d.对抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的材料，表面经无损检测抽查未发现裂