【正文】 用檢驗 低溫壓力容器 （ ASMEⅦ Ⅰ ＜ 30℃ ， JISB8270 ＜ 10℃ ， AD規(guī)范 ＜ 10℃ ，法國 ≤ 20℃ ， BS5500＜ 0℃ ， 中國 ≤ 20℃ ） 。 低溫壓力容器主要的破壞模式是低應力脆性斷裂 。 大慶石化公司 1500M3乙烯球罐檢驗 ， 該球罐是國內(nèi)首次采用國產(chǎn) 07MnNiCrMoVDR制造的低溫球罐 ， 屬 “ 八五 ” 國家重大技術裝備科技攻關項目 。主要技術參數(shù)：設計壓力： ； 設計溫度：－ 30～ 50℃ ；容器規(guī)格：SΦ 14400 44mm； 材質： 07MnNiCrMoVDR； 容積： 1500m3腐蝕裕量： ；焊縫系數(shù)： 1。 該球罐于 1995年投產(chǎn) 。 2022年 10月乙烯球罐開車時 ， 由于乙烯氣體不慎帶液 ， 導致氣溫急劇下降至70℃ 。 此時球罐壓力在 ， 對此采用降壓措施 ， 溫度繼續(xù)下降至－103℃ ， 該過程前后長達 18個小時 。 后經(jīng)大慶石化檢驗站 100%的內(nèi)壁熒光磁粉檢測和 100%UT， 發(fā)現(xiàn) 48處表面裂紋 。 采樣管角焊縫發(fā)現(xiàn) 70 mm和 50 mm兩處表面裂紋 。 ① 、 接管角焊縫以及裂紋附近焊縫金屬 、 熱影響區(qū) 、 極板母材硬度正常 。 ② 金相復驗：裂紋以穿晶為主 ， 局部有沿晶特征 。 裂紋附近金相組織正常 。 ③ 采樣管角焊縫發(fā)現(xiàn)一圈斷續(xù)表面裂紋 ， 經(jīng)打磨消除 ， 最大深度為 3mm。 超聲復驗 ， 發(fā)現(xiàn)整圈斷續(xù)未焊透和夾渣 ， 最大長度為 30mm， 自身高度為 8mm。 ① 、 為了分析低溫沖擊對球罐安全性的影響 ， 我們選用與該球罐同厚度 、 同材質的鋼板進行對比試驗 ， 研究鋼板母材和焊接接頭經(jīng)歷超低溫 (相對與設計溫度 )后的力學性能的變化情況 。 ② 、 分析研究表面裂紋打磨消除后形成 50 3mm的凹坑以及取樣管角焊縫整圈斷續(xù)未焊透和夾渣 （ 最大長度為 30mm， 自身高度為 8mm） 對球罐安全性的影響 。 聲發(fā)射 、 全面檢驗 。 51 典型壓力容器在用檢驗（八） 安慶石化化肥廠 D31018250m3大氨球罐在用檢驗 1975年 ,由法國 TISSOT公司設計并壓片 , 制造規(guī)范為 ASME第 Ⅷ 篇第二分篇 ,組裝時曾進行 100％ X射線拍片檢驗 ,1978年投用 ,是目前國內(nèi)最大的氨球罐之一。 1981年 10月和 1988年元月分別進行了第一、二次開罐檢驗 ,1992年 5月因液位計故障進行了第三次開罐檢驗。 96年 8月 19日球罐頂部 Φ2 ‘’氨回流管與球體連接的焊縫發(fā)生裂紋泄漏事故 ,當時作了臨時修復處理。 球罐技術參數(shù)：公稱容積 : 8250m3； 設計壓力 : ； 設計溫度 : 10℃ ～ 4℃ ；介質 : 液氨；材質 : A52P1(16MnR)； 規(guī)格： Φ1016 12 13800mm 球罐檢驗： ① 球罐體積大 ， 外壁有保溫層 ， 采用水浮法進行內(nèi)壁檢驗 。 ② 金相檢驗：檢查金相組織是否發(fā)生變化 ,有無應力腐蝕微裂紋 。③ 硬度檢驗 。 在硬度比較高的部位容易產(chǎn)生應力腐蝕裂紋； ④ 磁粉檢測：增加了母材表面磁粉抽查的內(nèi)容； ⑤ 對按 JB473094標準超聲檢測不合格的部位 ,應對缺陷進行波幅 、 長度 、 位置 、 自身高度及缺陷性質的測定 。⑥ 該球罐廿年來從未進行過水壓試驗 ,。 8700多噸 。b. 球罐 16根支柱有一定程度的不均勻沉降 。 。為了保證球罐安全進行水壓 ,避免失穩(wěn)發(fā)生： ① 現(xiàn)場測定支柱的沉降量和不垂直度； ② 更換立柱拉桿； ③ 對球支柱及支柱加強板與球殼連接部位的受力狀況進行有限元分析 。 ④ 抽查支柱垂直度和沉降量超差較大的角焊縫部位； ⑤ 在水壓試驗中進行應力應變實際測定 , 對球罐在水壓試驗中的整體安全裕度進行跟蹤預控 。 接管更換修復：對球罐上極板部曾泄漏過的 Φ 239。39。氨回流管更換 。 52 典型壓力容器在用檢驗（九） 催化再生器 余熱鍋爐的在用檢驗 大連西太平洋石化公司催化車間 F2022/B余熱鍋爐（型號 Q127/100043/72） 由北京鍋爐廠 93年 9月設計、 96年竣工， 97年 4月對鍋爐對流管束進行更換改造。 97年 4月投用。投產(chǎn)當年干鍋一次，時間較短，更換掉四根管子； 99年 9月又干鍋一次，時間約 2小時，上、下鍋筒及一、二級對流過熱器溫度在900℃ 以上，變形較嚴重。重新恢復進水時鍋筒溫度為 200℃ ，對流管溫度為400℃ 。 余熱鍋爐主要技術參數(shù) 額定蒸發(fā)量： 65噸 /小時 額定蒸汽溫度： 450℃ 額定蒸汽壓力： 對流管束：換熱面積 過 熱 器：換熱面積 省 煤 器：換熱面積 現(xiàn)場檢驗：①對上、下鍋筒的對接焊縫、對流管與鍋筒連接角焊縫進行 70%的MT抽查（因有些部位有檔板，無法進行檢查）。②、 UT檢測：對上、下鍋筒的對接焊縫進行 70%UT抽查（因有些部位有檔板，無法進行檢查）。③、材料檢驗 a. 金相檢驗：對上、下鍋筒的內(nèi)壁，一、二級對流過熱器、對流管束和省煤器的進行金相檢驗，一級對流過熱器局部發(fā)生材料中度球化和輕微石墨化； b. 硬度檢驗：對上、下鍋筒，一、二級對流過熱器、對流管束和省煤器的異常部位和典型部位進行硬度檢驗，未發(fā)生異常現(xiàn)象。 安全狀況分析；對余熱鍋爐安全使用狀態(tài)進行綜合分析和綜合評價并提出使用建議。一級對流過熱器盡快予以更換；二級對流過熱器可以使用一個檢驗周期后經(jīng)檢驗確定是否更換；對流管束、省煤器和上、下鍋筒按鍋規(guī)規(guī)定繼續(xù)使用。 53 典型壓力容器在用檢驗（十） 在用 換熱壓力容器在用檢驗 換熱器是石化行業(yè)使用十分廣泛的熱量交換設備 ， 一般地說重量在石化裝置中約占設備總重量的 30%。 管殼式換熱器在換熱設備中約占 70%，其余 30%主要為各類高效緊湊式換熱器 、 新型熱管熱泵和蓄熱器 。 福建煉化 E4003／ 1， 2反應物與混氫原料油換熱器主要技術參數(shù)： 容器規(guī)格 :φ 1000 56 8197； 設計壓力：管程 9． 3MPa； 殼程 10． 3 MPa； 設計溫度：管程 430℃ ；殼程 400℃ ；操作壓力：管程 ； 殼程 MPa； 操作溫度：管程 252℃ ；殼程 190℃ 公稱壁厚：封頭 60mm；筒體 56mm； 材質：管程： +00Cr25Ni13+00Cr20Ni10Nb； 殼程：SA387GR22CL2； 設計單位：北京設計院；制造單位：金重； 93年 9月投用；介質：殼程：混氫 原料油；管程：反應物 。 本次檢驗為首檢 。 檢驗：磁粉檢測發(fā)現(xiàn)馬鞍式支座墊板因制造時沒有留出氣孔 ， 板與母材有大片撕裂 ， 經(jīng)打磨深 3． 8mm。 滲透檢測發(fā)現(xiàn)管箱內(nèi)壁不銹鋼隔板有網(wǎng)狀裂紋 。 X、 J系數(shù)分析測定數(shù)值合格 。 對檢查出的裂紋部位進行金相組織分析 ， 。 缺陷評定根據(jù)外觀檢查 、 測厚 、 磁粉檢測 、 滲透檢測 、 超聲檢測及材料檢驗結果 ， 對 E4003/1， 2反應物與混氫原料油換熱器進行綜合分析 、 評定 ， 確定該設備安全狀況等級為 3級 ， 下次檢驗周期為 3年 。 54 典型壓力容器在用檢驗（十一） 超高壓容器（設計壓力 ≥100 MPa） 在用檢驗 超高壓容器是一種受力狀況比較苛刻的設備 ， 其結構主要有單層整體鍛造 、 多層熱套等 。 大量的使用事例表明 ， 超高壓容器破壞主要是超強度破壞和裂紋擴展引起的低應力脆性破壞 , 斷口一般和最大主應力相垂直 。 對于承受交變載荷或開停車頻繁的超高壓容器 ， 還應考慮低周疲勞性能和疲勞裂紋擴展特性 。 GB150適用 0． 1～ 35Mpa； JB4732適用 35～100Mpa； ASMEⅧ 第三章＞ 67Mpa。 水晶釜的在用檢驗： ① 主要設計參數(shù)：設計壓力： 140Mpa； 設計溫度： 380℃ ；內(nèi)徑： 150500mm； 材料： PCrNi3MoVA； 壁厚： 85120mm；內(nèi)外徑之比＜ 80%。 ② 、 原始資料審查：超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程規(guī)定伸長率 ≥ 12%；斷面收縮率 ≥ 35%； V型缺口沖擊功 ≥ 31J； 斷裂韌性 KIC＞120Mpa m1/2） ③ 、 內(nèi) 、 外部表面宏觀檢查 ③ 、 無損檢測： a、 直探頭在容器外表面探測； b、 45度斜探頭在外園面沿著軸向進行探測； c、 25度斜探頭在外園面沿著徑向進行探測； d、 對容器外壁進行磁粉探測； E、用內(nèi)窺鏡對容器內(nèi)壁進行宏觀檢測 (主要用于檢測腐蝕情況 )④ 、 材料檢驗：必要時也可以對容器外壁進行硬度探測 (要求筒體各點的硬度差不得大于 40(HB)， 同一環(huán)線上硬度差不得大于 20(HB))； ⑤ 、 耐壓試驗：壓力不應超過 ， 試驗溫度不得低于 15度 . 55 超高壓容器在用檢驗 案例（一） 1． 堿脆：某廠一臺內(nèi)徑 Φ 300mm、 工作壓力為 150MPa的超高壓水晶釜 ， 運行過程中突然在距底平面約 170mm處橫向斷裂 ，整個釜堅直沖破房頂飛出 ， 回落在二樓樓板上 ， 并將附近兩臺釜的部件砸壞 。 釜內(nèi)表面沒有發(fā)現(xiàn)明顯的腐蝕 ， 也沒有超溫 、 超壓跡象斷口上有明顯的裂紋擴展區(qū)和斷裂區(qū) ， 其內(nèi)壁靠底部退刀槽部位有一加工凸臺 ， 經(jīng)計算其應力大大超過設計許用應力 。 應力集中 、 高溫及氫氧化鈉的濃縮是發(fā)生堿脆破壞的主要原因 。 2． 材質差及缺陷漏檢：某廠一臺材質為 34CrNi3MoVA、 內(nèi)徑為Φ 280mm、 工作壓力為 140MPa的超高壓水晶釜 ， 在升溫過程中 ， 在壓力為 、 下部溫度為 323℃ 時發(fā)生爆炸 。 釜體沿縱向炸成兩部分 ， 炸裂的釜體裂塊形狀呈 “ 船形 ” ， 長4700mm， 斷面呈脆性特征 ， 斷面內(nèi)壁有肉眼可見的圓形或橢圓形銀灰色 “ 平臺 ” 20余處 ， 裂紋 10余條 。 釜體炸裂的主要原因為材料內(nèi)部氫含量偏高 ， 存在白點和裂紋缺陷 。 超聲檢測漏檢缺陷也是這次爆炸事故的原因 。 56 超高壓容器在用檢驗 案例（二） 3． 腐蝕疲勞：某廠一臺材料為 42CrNiMoV、 內(nèi)徑為 Ф 200mm的超高壓水晶釜 ， 運行約 900天后 ， 在壓力為 100MPa時發(fā)生釜體下部開裂事故 。 裂紋起源于釜體下部第三個臺階的底部 ，沿著與最大主應力垂直的方向以半橢圓形狀向外擴展 ， 直至釜體外壁面 。 經(jīng)分析 ， 該水晶釜的開裂屬于腐蝕疲勞開裂 。 4． 化學反應：某廠一臺超高壓聚乙烯反應釜 ， 由于乙烯在高溫（ 350℃ ） 、 高壓下分解成炭黑和氫氣 ， 導致釜內(nèi)氣體急劇膨脹 ， 同時放出熱量 ， 使爆破片突然破裂 ， 引起釜內(nèi)炭黑向外噴射 。 5． 熱處理不當：美國某實驗室設計的一臺材質為 AIS4340鋼的等靜壓超高壓容器 ， 設計壓力為 414MPa、 內(nèi)徑為 Ф 102mm、外徑為 Ф 305mm、 盲底厚為 114mm， 頂部用抗剪銷承受軸向力 。水壓試驗過程中 ， 當壓力升至 566MPa時 ， 該容器突然沿筒體縱向裂開 ， 破口完全呈脆性 。 經(jīng)分析 ， 導致該容器脆性失效的主要原因是未按合理的工藝進行熱處理 ， 致使材料性能無法滿足設計要求 。 57 典型壓力容器在用檢驗（十二） T501硫化再生 塔燃燒斷裂現(xiàn)場處理 安慶石化煉油廠 T501硫磺再生塔由安慶石化設計院設計 ， 98年 8月投產(chǎn) 。2022年 12月 10日中午該設備進行檢修 ， 打開人孔 2分鐘后著火 ， 火越燒越旺 ， 將再生塔由中部燒斷倒向西南方向 ， 直到下午 45點鐘 ， 火才全部熄滅 ， 塔內(nèi)附件基本燒壞 。 再生塔主要技術參數(shù)：一類容器 ， 規(guī)格 : φ 2200/φ 1800 （ 10＋ 2） 32652； 設計壓力： 0． 38Mpa； 設計溫度： 220℃ ；操作壓力： 0． 2Mpa； 操作溫度： 140℃ ；容 積： 90M3； 主體材質： Q235A＋ 321（ 0Cr19Ni9） 爆炸不銹復合鋼板 ， 321板材經(jīng)固熔處理 ， HE1表面酸洗 。 工作介質：酸性氣 、 酸性水 、 水； 檢驗方案擬定： ① 再生塔從中部燒斷 ， 受扭向和彎曲應力很大 ， 同時溫度比較高 ， 筒節(jié)變形十分嚴重 ， 因此外觀尺寸是一個很重要的檢測參數(shù) 。 ② 燃燒持續(xù)時間比較長 ， 材質劣化是本次檢測的重點： a、 母材和焊縫硬度； b、 母材和焊縫金相組織； c、 321（ 0Cr19Ni9） 不銹鋼復合層抗晶間腐蝕能力的減弱程度 。 ③再生塔受到高溫和較大沖擊 ， 復合鋼板基材和復合層的貼合度；接管角焊縫是否有裂紋；靠近高溫區(qū)域的復合鋼板基材和復合層表面是否有裂紋和劃傷等等 。 檢驗情況： ① 發(fā)現(xiàn) H6～ H8， H10～ H13共計 5節(jié)筒體受熱扭曲 ， 嚴重變形 ， 內(nèi)件已燒結成灰 。 ② 磁粉檢測 HE1滲透檢測沒有發(fā)現(xiàn)任何缺陷跡痕顯示； ③ 超聲檢測沒有發(fā)現(xiàn)任何未