容器微观缺陷种类及消除方法

容器微观缺陷种类及消除方法

(一)容器微观缺陷种类

压力容器检修过程中，常见的缺陷种类如下。

1.裂痕

裂痕是压力容器中最危险的一种常见缺陷，是导致容器发生脆性

破坏的主要因素。如某石化公司油品车间共有18台液态烧球罐，各

球罐的操作压力为1.39-1.87MPa不等，内部分别盛装丙烷、戊烷、

含硫液化气和丙烯等介质，罐体材质为16MnR,运行一年后罐检查发

现，有11台内表面存在不同程度的裂痕，裂痕深度在0.5〜3im之

间，部分裂痕深度超过同意的腐蚀余量(2.Omm)o裂痕形状不规则，

宽窄不一，且尖端很钝。裂痕存在于焊缝的熔合区到热影响区范围内。

同时它还加速容器的疲惫破裂和腐蚀断裂。压力容器内外部检验发现

的裂痕，按其产生的原因可分为：原材料裂痕、焊接裂痕、过载裂痕、

热应力裂痕、热疲惫裂痕、蠕变裂痕、腐蚀裂痕、苛性脆化裂痕、氢

裂痕等。不同的裂痕产生的位置不同，并且具有不同的形貌。压力容

器中腐蚀裂痕及疲惫裂痕是最常见的两种裂痕。

2.腐蚀

腐蚀是压力容器中较常见的一种缺陷，依据产生的现象可以分

为：均匀腐蚀、蚀坑、点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲惫和氢损

伤等。

3.变形

依据变形产生的原因看，内外检验中发现的变形有：超压引起的

变形、超温引起的变形及其他原因引起的变形等。变形是一种严重缺

陷。

4.磨损

在物料进、出口管与容器连接处，由于流体速度的突然变化等原

因，经常在此发现冲刷磨损的缺陷。在内外检验过程中发现的磨损缺

陷有均匀磨损和局部磨损两种。

5.渗漏

渗漏不是一种独立的缺陷，而是容器中各种缺陷的一种“症状〃，

在压力容器理，以免引起大的事故。

6.组织恶化

工作在高温状态下的压力容器，常会发生长期高温状态下的珠光

体的球化和碳钢的石墨化。组织恶化是金属材料中较严重的一种缺

陷。

（二）缺陷的消除

1.打磨

对表面裂痕等缺陷经严格检查后，较浅的表面裂痕、腐蚀坑、表

面机械损伤等缺陷，可采纳打磨方法除去，但打磨处的剩余壁厚应满

足强度要求，打磨部位圆滑过渡。打磨后需要进行表面探伤检查。

2.补焊或堆焊

焊接裂痕、未焊透等缺陷，可以将缺陷根除后进行补焊；有衬里

容器，如衬里有裂痕、损伤等缺陷，可进行补焊或局部改换，假设受

压元件出现较大面积的局部腐蚀，剩余壁厚大于1/2壁厚时，可在

腐蚀部位进行堆焊修复。

3.挖补

小型工业锅炉，如果裂痕尺寸过大并伴有组织变化，或腐蚀、变

形严重，可进行挖补处理，即挖除部件上包括缺陷在内的部分钢板，

然后用相同材料和厚度、相同形状的钢板焊补在被挖之处。挖补往往

带来新的缺陷及残余应力，现已很少采纳。

4.改换

锅炉中的各种受热面管子，换热容器的管子假设严重磨损、蠕变

粗胀、胀口部位有裂痕等，应局部或整根改换管子。高压容器主螺栓、

主螺母局部有毛刺伤痕时，可修磨。但伤痕累计超过螺纹一圈时，则

应改换。

缺陷的处理原则是发现缺陷后，应依据在用压力容器运行的参

数、介质种类、工作条件和质量状况、缺陷性质、缺陷所在部位和缺

陷对容器影响的严重程度等进行综合分析，得出恰当的处理原理和措

施。对在用压力容器缺陷处理的原则如下。

(1)制定结构缺陷处理

压力容器的制定缺陷主要是指选材不当、材质不明及结构制定不

合理。制定缺陷的处理原则如下。

①材质问题处理如果锅炉或压力容器用材与原制定不符，但材质

清楚，强度校核合格，经检验未发现新生缺陷，则不影响使用；假设

使用中产生缺陷，并确认是选材不当所致，可监护使用或判废，如果

锅炉或压力容器的材质不明，关于无法查明材料牌号的主要受压元

件，经检验未查出新生缺陷的，可按该类材料最低性能进行强度校核,

合格者可持续使用；假设有缺陷或强度校核不合格，应降级使用或判

废。关于某些特别压力容器，如低温容器、剧毒介质容器、高温容器、

高压容器，如果材质不明或材料性能不符合制定规范或使用状况不

良，应停止使用或改为它用。

②结构制定缺陷处理不合理的结构往往难于保证焊接质量，并使

锅炉、压力容器的受压元件产生过高的局部应力，从而产生疲惫裂痕

或导致脆性断裂。所以，关于不合理的结构应进行必要的修复处理，

如未按规定开孔补强应做补强处理；角焊缝的凹陷应圆滑过渡等。关

于难以修复且不能保证安全运行的，应判废。

制定缺陷处理口应合计的安全技术措施，如截面变化平缓、连续

过渡、薄弱部分不叠加等不仅在制造中而且在安装中加以实施，制造

中有关安全技术要求，如材料复验、坡口形状与尺寸及表面凹凸、对

接焊缝的间隙大小、对口错边量、对接焊缝形成的棱角、焊后变形量

等，安装中也应满足。除此以外，支柱、平台、梯子等附件的制作和

安装都应符合有关规定要求。压力容器安装中还应合计基础沉降对接

管等带来的一系列可能危及安全的问题，事前要有相应的措施和方

案。

⑵制造缺陷的处理

压力容器的制造缺陷主要是成型组装缺陷和焊接缺陷。

①成型组装缺陷。处理成型组装缺陷主要有错边、棱角、筒体不

直度、椭圆度，对压力容器安全运行影响较大的是错边和棱角。如果

一般的超标可不做处理；严重超标时应做无损探伤检查，确认是否还

存在其他缺陷。当确认无其他缺陷时，通过应力分析来做出能否持续

使用的结论。如果存在裂痕、未熔合、未焊透等缺陷，应消除缺陷，

补焊修复。

组装焊件不得月强力使焊件对正，否则会产生很大的安装应力，

组装所需的焊接吊耳，拉筋板等应采纳与容器相同的或焊接性能相似

的材料，相应的焊接工艺。吊耳和拉筋板等割除后，留下的焊疤应打

磨平滑，现场组装的焊接容器及高强度材料的钢制焊接容器耐压试验

后，应对焊缝总长的20%做表面探伤，假设发现裂痕则应对所有焊

缝做表面探伤。

②焊接缺陷处理。低温容器、交变载荷或频繁间歇操作容器的焊

缝咬边，都应打磨消除；其他容器假设焊缝表面咬边深度不大于

0.5mm,咬边的连续长度不大于1(E)mm及焊缝两侧咬边总长度不超

过该焊缝长度的10%时，可不做处理。超过上述规定则应打磨消除Q

关于裂痕和近表面的未熔合、未焊透以及沿焊缝柱状晶呈"八"字形

分布的气孔等危险缺陷，均应挖除并补焊，严重者应判废；气孔、夹

渣等体积性缺陷一般可按现行规范放宽1〜2级处理；条状夹渣、内

部未熔合、未焊透，也可适当放宽，但关于低温容器、高压容器、剧

毒介质容器、易燃介质容器、承受交变载荷或频繁间歇操作的容器，

其缺陷的放宽处理必须十分慎重。受压元件材料不明时，可按压力容

器同类材料的最低标准值进行强度校核。关于特别压力容器，如低温

容器、剧毒介质容器、高温容器、高压容器等，如果材料不明或材料

性能不符合制定规范或作用状况不良时，应停止使用或改做它用。

(3)运行缺陷的处理

①腐蚀缺陷处理。腐蚀缺陷的处理原则是：对检查发现有腐蚀缺

陷的压力容器，应依据缺陷的严重程度和设备的具体使用状况而进行

不同的处理。具体处理方法如下。

a.关于分散的点腐蚀，假设腐蚀深度不超过壁厚(不包含腐蚀余

量)的1/5；在直径为200mm的范围内，沿任一条直线上的点腐蚀长

度之和不超过40mm；且在此范围内，点腐蚀的总面积不超过40%2。

如果同时满足这些条件，一般可不做处理Q

b.均匀腐蚀和局部腐蚀（包括片状腐蚀和密集斑点腐蚀），如按

最小剩余壁厚（扣除至下一次检验期腐蚀量的2倍）校核强度合格，可

不做处理。否则，依据具体状况降压使用或判废处理。

c.内壁发现有晶间腐蚀、应力腐蚀裂痕等缺陷的压力容器，一

般不宜持续使用。如果腐蚀程度稍微，则依据具体状况，可改变原有

操作条件使用。

d.受压元件局部腐蚀面积不超过25cm2。残余厚度不小于原有

厚度的60%,可采纳堆焊处理；局部腐蚀深坑长度不超过40mm,且

相邻两个腐蚀坑面之间的距离在120mm以上，任何腐蚀深度都可采纳

堆焊处理。超过上述范围的，应进行挖补修理或更新。

②裂痕缺陷处理。关于裂痕缺陷的处理，首先分析裂痕产生的原

因，对表面裂痕应予以消除，关于由于结构不合理产生裂痕的容器，

一般不宜持续使用，特别状况下，可做安全评定后监护使用。

压力容器在定期检验中，发现有裂痕缺陷时，首先应依据裂痕所

在的部位、尺寸、数量、分布状况以及压力容器的工作条件等分析裂

痕产生的原因，然后再依据缺陷的严重程度确定对缺陷或对存在缺陷

的锅炉、压力容器的处理方法。

裂痕缺陷的处理原则如下：

a.压力容器上的焊接裂痕、过载裂痕等不伴随组织变化的裂痕,

如果尺寸较小，不是密集性的或大面积分布的，可以进行根除，并打

磨成平滑过渡。假设剩余的最小壁厚大于强度校核所需的最小壁厚加

估计使用限期内两倍腐蚀裕量之和，则不必补焊。

b.关于受压元件上下裂痕缺陷，可进行挖补。裂痕伴随着严重

组织变化，如过热裂痕、苛性脆化裂痕；裂痕尺寸过大，如出现于炉

胆及管板扳边圆弧上的环向裂痕长度超过周长的25%；管板上管孔

间封闭状