【正文】 處理技術(shù)水平與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)于容器制造廠，更易保證鋼材熱處理的質(zhì)量。由鋼廠直接購進(jìn)經(jīng)熱處理的鋼材，既給容器制造企業(yè)提供了方便的條件，同時(shí)在工藝和質(zhì)量管理方面亦提出了新的要求，那就是當(dāng)材料供貨 (即從鋼廠購進(jìn) )的熱處理狀態(tài)與使用 (即設(shè)計(jì)要求 )的熱處理狀態(tài)相一在整個(gè)設(shè)備制造過程中 (主要是在熱加工中，如熱成形、熱處理等 )不得破壞供貨時(shí)的熱處理狀如對于調(diào)質(zhì) (淬火加回火 )狀態(tài)供貨的鋼材，如采用熱成形 (熱卷或熱沖壓 )其加熱溫度將超過溫度，從而破壞了鋼材供貨時(shí)的熱處理狀態(tài)，該鋼材雖然化學(xué)成分沒有變化，但其金相組織與性變了，使用時(shí)將會發(fā)生危險(xiǎn)。 材料的供貨熱處理狀態(tài)如在 程中遭到破壞，則必須重新進(jìn)行熱處理， 消氫處理 工程實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，氫進(jìn)人金屬后將對金屬的力學(xué)性能造成嚴(yán)重的損傷，溶解于金屬晶格中的氫使塑性、韌性明顯下降，甚至產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致脆性破壞。 金屬中的氫可以是在設(shè)備制造工藝過程中吸收的，如焊接時(shí)氫溶融在液態(tài)金屬中，冷卻后氫即保留在焊縫中； 焊接時(shí)的氫可能來自焊接材料吸附的水分，因此，焊材庫要求安裝去濕機(jī)，焊材使用前應(yīng)嚴(yán)格烘干并放入保溫瓶內(nèi)；氫亦可能來自施焊環(huán)境中的水分，因此在雨、雪環(huán)境下或當(dāng)相對濕度大于 90％時(shí)應(yīng)采取有效的防護(hù)措施，否則禁止施焊。 焊縫與金屬材料中吸收的氫，可以通過后熱處理擴(kuò)散出來。實(shí)踐證明，只要焊后能及時(shí)進(jìn)行焊后熱處理，既可消除過大的焊接應(yīng)力，亦可使焊接接頭中的擴(kuò)散氫逸出。 焊后熱處理方法 整體爐內(nèi)；分段爐內(nèi)；局部；現(xiàn)場 焊后熱處理工藝 進(jìn)、出爐爐溫； 升、降溫速度； 爐內(nèi)氣氛； 爐外冷卻 不同方法的特點(diǎn)及選擇 制造過程中常用的無損檢測方法有射線、超聲、磁粉、滲透等四種，前兩種主要用于埋藏缺陷的檢測，后兩種則適用于表面缺陷的檢測。射線檢測的主要優(yōu)點(diǎn)是可以長期保存的質(zhì)量鑒證底片；超聲檢測的主要優(yōu)點(diǎn)是易發(fā)現(xiàn)裂紋等面型缺陷，而裂紋對壓力容器的運(yùn)行安全往致命的。每種方法各有特點(diǎn)，一種無損檢測方法不可能取代另一種。對一臺具體產(chǎn)品而言其無損檢法有時(shí)卻不是可以任意選擇的，例如超聲可以檢測奧氏體不銹鋼鋼板、鍛件等原材料，但是奧氏體鋼焊接接頭的超聲檢測方法作為“資料性附錄”才首次納入 JB／ T 47302022標(biāo)準(zhǔn)中；奧氏體不銹鋼、鈦、鋁、銅等非鐵磁性材料只能采用滲透方法進(jìn)行表面檢測，但對鐵磁性材料應(yīng)優(yōu)先選擇磁粉檢測，因?yàn)闈B透法只能檢測表面的“開口”缺陷，而磁粉則不僅可檢測表面的“開口”及“閉口”缺陷，亦可檢測近表面的埋藏缺陷。 正確選擇方法是設(shè)計(jì)者的責(zé)任 GB 150等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，按“圖樣規(guī)定的方法”進(jìn)行無損檢測，這就意味著正確選擇無損檢測方法是壓力容器設(shè)計(jì)者的主要責(zé)任。 設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)無損檢測方法的不同特點(diǎn)、被檢容器的具體情況 (如材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、厚度、預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生缺陷類型等 )選擇適宜的無損檢測方法并在圖樣技術(shù)要求上注明。如圖樣技術(shù)要求上寫明應(yīng)進(jìn)行“射線或超聲檢測”、“磁粉或滲透檢測”，則意味著設(shè)計(jì)者認(rèn)為不同檢測方法對該被檢容器是等效的，此時(shí)選 己損檢測方法的權(quán)力就由設(shè)計(jì)者交予制造單位，今后如證明制造單位檢測方法選擇不當(dāng)，設(shè)計(jì)者亦應(yīng)旦相應(yīng)的責(zé)任 。 5. 3 選擇時(shí)建議考慮的因素 a．材質(zhì) b．結(jié)構(gòu) c．厚度 d．方法 A、 B類焊接接頭無損檢測長度的選擇 100%射線或超聲檢測的條件 a．厚度 鋼材厚度 δs超過某一量值時(shí)，其 A、 B類焊接接頭應(yīng)按圖樣規(guī)定進(jìn) 100％射線或超聲檢測。采用較厚鋼材制造的容器，意味著其設(shè)計(jì)參數(shù) (壓力、溫度 )較高或規(guī)格 (直 )較大、危險(xiǎn)性 (P V)及制造成本較高，對這樣的重要產(chǎn)品應(yīng)嚴(yán)格要求 。 b．材質(zhì) 對于強(qiáng)度級別較高 (標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm540MPa)以及除 12CrMo、 15CrMoR、 15CrMo以外的其他 CrMo低合金鋼制造的容器，由于其可焊性較差、韌性儲備相對較低，焊接時(shí)易產(chǎn)生缺陷且缺陷在使用過程中易擴(kuò)展，因此，不論其厚度大小均應(yīng)按圖樣規(guī)定的方法，對其 A、 B類焊接接頭進(jìn)行 100％射線或超聲檢測； c. 安全性。 進(jìn)行氣壓試驗(yàn)的容器以及圖樣注明盛裝毒性為極度危害或高度危害介質(zhì)的容器，一旦發(fā)生事故其后果可能是災(zāi)難性的。這類容器屬于安全性要求較高的產(chǎn)品，不管其材質(zhì)、厚度如何，均應(yīng)圖樣規(guī)定的方法，對其 A、B類焊接接頭進(jìn)行 100％射線或超聲檢測； d．結(jié)構(gòu)的特殊性 多層包扎壓力容器內(nèi)筒的 A類焊接接頭和熱套壓力容器各單層筒的 A類焊接接頭，在制造中若不進(jìn)行 100％無損檢測，則產(chǎn)品制成后，由于被層板層或內(nèi)、外層筒所覆蓋無法再進(jìn)行檢測。 e. 低溫容器 為了防止容器在低溫下發(fā)生脆性破壞， GB 150規(guī)定設(shè)計(jì)溫度低于 40℃ 或接頭厚度大于25mm的低溫容器，應(yīng)按圖樣規(guī)定，進(jìn)行 100％射線或超聲檢測。 上述五方面是標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于 100％射線或超聲檢測的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定僅是針對多數(shù)產(chǎn)品的最低要求，也即共性要求，它不可能全部涵蓋所有產(chǎn)品的特殊性，對某些運(yùn)行工況苛刻、安全性要求高的產(chǎn)品僅按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行無損檢測是難以滿足要求的。根據(jù)實(shí)際情況，在圖樣技術(shù)要求上提出高于標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)所沒有的要求，既是設(shè)計(jì)者應(yīng)有的權(quán)力，也是設(shè)計(jì)者應(yīng)負(fù)的責(zé)任。 局部射線與超聲檢測 a．局部檢測的含義與目的 局部無損檢測實(shí)質(zhì)上就是對產(chǎn)品逐臺抽檢，其目的在于在保證產(chǎn)品基本質(zhì)量要求的前提下，節(jié)約無損檢測經(jīng)費(fèi)及工時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)允許進(jìn)行局部無損檢測的產(chǎn)品都是厚度較小 (即壓力較低，直徑不大 )，材質(zhì)、安全性及結(jié)構(gòu)無特殊要求的一般產(chǎn)品，它們的特點(diǎn)是：量大面廣、數(shù)量多；安全性要求不高 (其射線與超聲檢測的合格指標(biāo)，可比 100％的產(chǎn)品低一級 )，對這類產(chǎn)品進(jìn)行局部檢測的節(jié)約效果是十分顯著的。 局部射線或超聲檢測的最小范圍，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不得少于各條焊接接頭長度的 20％，且不小于 250㎜ ?？紤]到低溫壓力容器安全的特殊性，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不得少于各條焊接接頭長度的 50％，且不少 250mm。所以有 250mm的限制，是因射線底片的長度一般為 250mm。 b．局部檢測產(chǎn)品中應(yīng) 100%檢測的部位 上述是按整臺產(chǎn)品來劃分檢測長度的。在標(biāo)準(zhǔn)允許局部檢測的產(chǎn)品中，某些部位基于如下各項(xiàng)理由應(yīng)對該部位進(jìn)行 100％射線或超聲檢測，但檢測結(jié)果的合格級別應(yīng)與整臺產(chǎn)品相一致 (即射線 Ⅲ 級、超聲 Ⅱ 級 )，且其檢測長度可計(jì)人局部檢測長度之內(nèi)。 (1) 由于拼板的焊接接頭在封頭成形的彎曲變形中可能會受到損傷，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定先拼板后成形凸形封頭上的所有拼接接頭，應(yīng)于封頭成形后進(jìn)行 100％的射線或超聲檢測； (2) 開孔是對容器強(qiáng)度的削弱，且產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)開孔位于或靠近 A、 B類焊接接頭時(shí)，為避免二者交互影響，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定將以開孑 L中心為圓心，以 1． 5倍開孔直徑為半徑畫圓，該圓中所包容的 A、 B類焊接接頭應(yīng)均應(yīng)進(jìn)行 100％射線或超聲檢測； (3) A、 B類焊接接頭一旦被補(bǔ)強(qiáng)圈、支座、墊板、內(nèi)件覆蓋后，隨后將無法再進(jìn)行檢測，標(biāo)準(zhǔn)要求于覆蓋前對其進(jìn)行 100％射線或超聲檢測； (4) 接管與殼體相連的對接接頭，我國標(biāo)準(zhǔn) (GB 150等 )考慮到形狀尺寸檢查及無損檢測的敘述方便，將其劃分為 A或 B類接頭，標(biāo)準(zhǔn)對這類焊接接頭的要求是，凡能進(jìn)行射線或超聲檢測者都應(yīng)按圖樣規(guī)定的方法，進(jìn)行 1 00％射線或超聲檢測。這類接頭包括嵌入式接管與圓筒或封頭對接連接的焊接接頭；公稱直徑不小于 250mm的接管與長頸法蘭、接管與接管對接連接的焊接接頭。 公稱直徑小于或等于 250mm的接管與長頸法蘭、接管與接管對接連接的焊接接頭，由于難以進(jìn)行射線或超聲檢測，且因開孔較小，因此，不論是 100％無損檢測或局部無損檢測的容器，均不要求對這類焊接接頭進(jìn)行射線或超聲檢測。 對局部檢測的正確理解與執(zhí)行 局部 (射線或超聲 )檢測是針對量大面廣的一般產(chǎn)品，采用抽檢的方式，在保證質(zhì)量前提下的節(jié)約措施，因此，正確執(zhí)行有關(guān)局部無損檢測的各項(xiàng)規(guī)定是十分重要的，這里既包括對制造方的要求，也包括對設(shè)計(jì)和使用方的要求。 (1) 壓力容器中不同的焊接接頭，不僅其焊接結(jié)構(gòu)、焊接方法與工藝可能不同，施焊的焊工亦可能不同。同一臺容器 (尤其是大型容器 )由多名焊工同時(shí)施焊。因此，正確執(zhí)行抽檢的要求是制造方應(yīng)對每條 A、 B類焊接接頭均進(jìn)行局部射線或超聲檢測，某一條焊接接頭的質(zhì)量無法代表其他接頭的焊接質(zhì)量，故而絕不允許用某條焊接接頭的無損檢測結(jié)果來替代其他焊接接頭的無損檢測。 (2) 抽檢部位也十分關(guān)鍵，一般應(yīng)選擇易產(chǎn)生焊接缺陷的部位，如焊縫交叉部位。焊縫交叉部位的金屬，相當(dāng)于經(jīng)歷了兩次熱熔化與冷卻凝固的過程，且該處受力狀態(tài)復(fù)雜易產(chǎn)生焊接缺陷。 (3) 進(jìn)行局部無損檢測的焊接接頭，發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時(shí)，應(yīng)在該缺陷兩端的延伸部位增加檢查長度(即擴(kuò)檢 )，增加的長度為該焊接接頭長度的 10％，且不小于 250mm。若仍有超標(biāo)缺陷時(shí)，則對該焊接接頭做 100％檢測。標(biāo)準(zhǔn)的上述規(guī)定說明，哪條焊接接頭發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，即僅在該焊接接頭擴(kuò)檢，而無需涉及其他焊接接頭，理由和 (1)款相同，即不同焊接接頭的焊接結(jié)構(gòu)、焊接方法、焊接工藝與焊工可能不同，某條焊接接頭存在質(zhì)量問題，并不意味其他焊接接頭質(zhì)量同樣不佳。 此外，不論是擴(kuò)檢還是缺陷去除焊補(bǔ)后的重新檢測，都必須采用原檢測方法，只有這樣才能保證前后可對比性。 (4) 對局部無損檢測焊接接頭中未抽檢的部分，制造方無法保證其沒有超標(biāo)缺陷，但一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，制造方仍需對其質(zhì)量負(fù)責(zé)。所謂負(fù)責(zé)的含義就是制造方有義務(wù)進(jìn)行缺陷去除和焊補(bǔ)。所有的超標(biāo)缺陷是否都應(yīng)去除和焊補(bǔ)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對局部檢測的焊接接頭，若作進(jìn)一步檢測可能會發(fā)現(xiàn)氣孔等不危及容器安全的超標(biāo)缺陷，如果這也不允許時(shí)，就應(yīng)選擇 100％射線或超聲檢測。現(xiàn)將標(biāo)準(zhǔn)上述規(guī)定的含義解釋如下： 所謂不危及容器安全的超標(biāo)缺陷是指在容器使用的全過程中不會發(fā)生變化、擴(kuò)展的缺陷，即所謂的“死缺陷”。只有在容器使用過程中發(fā)生擴(kuò)展的缺陷，即所謂的“活缺陷”，才可能誘發(fā)事故的產(chǎn)生，某些重要的容器使用時(shí)或壓力試驗(yàn)時(shí)采用聲發(fā)射方法進(jìn)行監(jiān)控，就是為了發(fā)現(xiàn)有無“活缺陷”。 氣孔只能在焊接過程中產(chǎn)生，在容器使用過程中氣孔的數(shù)量、大小及形狀不大可能發(fā)生變化，因此，不太大的超標(biāo)氣孔屬于不危及容器安全的超標(biāo)缺陷。對局部無損檢測的容器而言，進(jìn)一步檢測時(shí)若發(fā)現(xiàn)氣孔超標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)允許不做返修處理，因?yàn)楹附臃敌奘莻€(gè)復(fù)雜的工藝過程，稍不注意會誘發(fā)其他的質(zhì)量問題。若設(shè)計(jì)者認(rèn)為設(shè)計(jì)的這臺容器安全性要求較高，連氣孔也不允許超標(biāo)，則設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)選擇 100％的檢測率，而不應(yīng)選擇局部無損檢測。 既然不大的超標(biāo)氣孔不會危及容器的安全，那么 100％射線或超聲檢測的產(chǎn)品是否允許氣孔超標(biāo)呢 ?答案是否定的。因?yàn)闅饪撞⒉欢际呛苡幸?guī)則的，大的密集氣孔會減小容器殼體的受力面積。不同的壓力容器有不同的安全等級要求。需100％射線或超聲檢測容器的安全等級要求，高于局部檢測的容器，這不僅反映在檢測長度的多少上，亦反映在檢測結(jié)果合格級別的高低上，不同合格級別的主要區(qū)別之一就在于氣孔的數(shù)量和大小。 耐壓試驗(yàn) 目的 內(nèi)壓： 全面綜合檢驗(yàn)產(chǎn)品的整體強(qiáng)度和致密性 還可能起到如下作用： (1) 通過短時(shí)超壓 ,有可能減緩某些局部區(qū)域的峰值應(yīng)力， 在一定程度上起到消除或降低（殘余）應(yīng)力，使應(yīng)力分布趨于均勻的作用。 (2) 根據(jù)近代斷裂力學(xué)觀點(diǎn)，短時(shí)超壓可以使裂紋產(chǎn)生閉合效應(yīng)，也即鈍化了裂紋尖端，使容器在正常工作壓力下運(yùn)行更為安全。 外壓（真空）： 為了檢查產(chǎn)品的致密性 介質(zhì)的選擇 a．液壓與氣壓安全性的比較 液壓與氣壓試驗(yàn)的目的和作用是相同的，進(jìn)行其中一種即可。由于液壓與氣壓試驗(yàn)的安全性相差極大，條件允許應(yīng)優(yōu)先選擇液壓試驗(yàn)，只有當(dāng)無法進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)，才允許采用氣壓試驗(yàn) 液體的可壓縮性極小，壓力試驗(yàn)時(shí)一旦液體泄漏，能很快釋放出積聚的能量 (p V)，及時(shí)導(dǎo)致容器內(nèi)壓力的大幅度急速下降，因而事故的危害性較小。 氣壓試驗(yàn)比液壓試驗(yàn)危險(xiǎn)的主要原因是氣體的可壓縮性。氣壓試驗(yàn)一旦發(fā)生破壞事故，不僅要釋放積聚的能量，而且要以最快的速度恢復(fù)在升壓過程中被壓縮的體積，其破壞力極大，相當(dāng)于爆炸時(shí)的沖擊波。因此，GB 1 50要求氣壓試驗(yàn)應(yīng)有安全措施，該安全措施需經(jīng)試驗(yàn)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并經(jīng)本單位安全部門檢查監(jiān)督。 b．允許進(jìn)行氣壓試驗(yàn)的條件 (1) 容器充滿液體介質(zhì)后，會因自重和液體的重量導(dǎo)致容器本身或基礎(chǔ)破壞，這主要指直徑大．壓力低且充裝氣態(tài)介質(zhì)的容器。 (2) 因結(jié)構(gòu)原因液壓試驗(yàn)后難以將殘存液體吹干排盡，而使用時(shí)容器內(nèi)