目次
前言
1 通則
2 石油工業(yè)壓力容器的范圍
3 維護檢驗
4 檢驗的目的
5 劣化的原因
6 檢驗周期
7 檢驗方法和所需條件
8 修理方法
9 記錄和報告
附錄A(資料性附錄) 本標準章條編號和API RP 572章條對照
附錄B(資料性附錄) 本標準與API RP 572技術性差異及其原因
附錄C(資料性附錄) 換熱器
附錄D(資料性附錄) 記錄表格及報告樣式
參考文獻
前言
本標準修改采用API RP 572《壓力容器檢驗》(1992年,第1版)。
本標準根據(jù)API RP 572(1992年,第1版)重新起草,在附錄A中列出了本標準章條編號與API RP 572章條編號的對照一纜表。
考慮到我國國情,在采用API RP 572(1992年,第1版)時,本標準做了一些修改。在附錄B中給出了這些技術性差異及其原因的一覽表以供參考。
為便于使用,對于API RP 572,本標準還做了下列編輯性修改:
a) 標準名稱由“壓力容器檢驗”改為“石油工業(yè)壓力容器檢驗的推薦作法”;
b) 本標準的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D、附錄E均為資料性附錄。
本標準由石油工業(yè)安全專業(yè)標準化技術委員會提出并歸口。
本標準起草單位:大慶油田有限責任公司鍋爐壓力容器檢驗研究中心。
本標準主要起草人:矯建軍、李俊、劉景軒、常萬成、王亞臣。
1 通則
1.1 范圍
本標準適用于石油工業(yè)在用壓力容器的檢驗。本標準還包括了對不同類型壓力容器的說明及其制造和維護標準的說明,同時還論述了檢驗的目的、劣化的原因、檢驗的周期及方式、修理方法以及檢驗記錄和報告的格式。
1.2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。
SY/T 6499—2000 泄壓裝置的檢測(eqv API RP 576:1992)
SY/T 6507—2000 壓力容器檢驗規(guī)范 維護檢驗、定級、修理和改造(eqv API Std 510:1997)
質技監(jiān)局發(fā)[1999]154號 壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程
勞鍋字[1999]3號 在用壓力容器檢驗規(guī)程
API Publ 2217A 在石油工業(yè)含惰性氣體限制空間內(nèi)工作的指南
API Std 661 煉油廠空冷器
API Publ 920 壓力容器脆性斷裂的預防
API RP 571 導致劣化及失效的情況
API RP 574 管道系統(tǒng)組件的檢驗
API Publ 945 避免氨裝置中設備的環(huán)境開裂
ASME第Ⅷ 鍋爐壓力容器規(guī)范 壓力容器
NBBPVI NB-23 美國國家檢驗規(guī)范
2 石油工業(yè)壓力容器的范圍
本標準所指石油工業(yè)壓力容器是指歸屬于《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》第二條及其他外部或內(nèi)部承受的最大工作壓力大于0.1MPa(表壓)且起獨立工藝作用的容器。容器的外部壓力可以是由內(nèi)部真空引起的,或者是由外套與容器外壁之間的流體壓力所致。受外壓的容器通常與受內(nèi)壓的容器的檢驗方式相同。各種換熱器的型式和檢驗參見附錄C。
3 維護檢驗
容器制造標準會隨著壓力容器設計的進步和新材料的應用而定期修訂。壓力容器應按照其設計和制造時遵守的技術要求進行維護。如果容器被再定級,則應按照其被再定級時的技術要求進行維護。石油工業(yè)的壓力容器檢驗員不僅應該熟悉標準的最新版本而且應熟悉本標準以前的版本以及他所檢驗的容器制造時遵守的其他技術要求。檢驗員還應該熟知所有指導壓力容器檢驗及維護的規(guī)程(包括地方或行業(yè)標準)。
4 檢驗的目的
4.1 概述
進行檢驗的主要目的是確定容器的物理狀況以及確定容器缺陷的類型、劣化速率及產(chǎn)生的原因。這些內(nèi)容在每次檢驗后應認真記錄整理,應用這些數(shù)據(jù)可以保證容器的安全,延長連續(xù)運行周期,有時可減緩劣化速率,并對將來的修理和更換的要求做出預測。
4.2 安全性
按計劃進行定期檢驗能夠發(fā)現(xiàn)一些缺陷,如果這些缺陷未進行處理可能導致危險或非正常停車、泄漏,甚至導致容器失效。
4.3 連續(xù)性
定期檢驗有助于形成定期維護計劃,檢驗確定的腐蝕速率和允許腐蝕裕量是預測是否需要更換或修理的基礎。這些預測將有助于制定維護計劃和確定連續(xù)運行周期并有助于確保工廠生產(chǎn)安全可靠。
4.4 可靠性
在裝置運行期間利用聲學、超聲波、射線照相或其他無損探傷技術進行外部檢驗,可以在無需打開容器的情況下發(fā)現(xiàn)重要的情況,可能發(fā)現(xiàn)的缺陷如:泄漏、裂紋、部件的錯裝、管線堵塞、過度的振動、聲音不正常和其他異常現(xiàn)象,正確地分析這些征兆并采取糾正措施,就會改善運行的綜合可靠性。
5 劣化的原因
5.1 概述
任何與容器表面接觸的物質,無論是有機或無機組分、污水或淡水、蒸汽或空氣,都可能在容器表面引起劣化。劣化的形式可以是電化學、化學、機械或以上三種的綜合,劣化可能由于溫度、應力、疲勞(包括由振動和壓力變化引起的疲勞)、沖擊、高速沖刷或紊流所致。
5.2 腐蝕
腐蝕是引起壓力容器材質劣化的主要原因,并且可能發(fā)生在容器的任可部位,劣化的嚴重程度受介質中腐蝕性物質的濃度、溫度、特性以及材料抗腐蝕性的影響。
在煉油廠中最常見內(nèi)部腐蝕介質是硫化物和氯化物組分、苛性堿、無機酸、有機酸、水(特別是低pH值的水)、沉積物或疏松的腐蝕性化學物質,其他用于特殊工藝過程的化學物質也可能腐蝕容器。
例如,由于苛性堿與應力共同作用引起的應力腐蝕斷裂;嚴重的石墨化腐蝕;孔洞式和層間型脫鋅腐蝕;沉積物堵塞及沉積物下腐蝕。
外部腐蝕,特別是隔熱層內(nèi),隨著濕度的增加而加快,該種腐蝕還隨空氣環(huán)境中的污染物而加速發(fā)展,在工業(yè)區(qū)和海濱地區(qū)的環(huán)境條件下特別易于引起腐蝕。
5.3 沖蝕
沖蝕是指由固體顆?;蛞旱卧诓牧媳砻娴臎_刷引起的表面材料損耗。經(jīng)常發(fā)生在節(jié)流處、流向轉變處或由于紊流引起高流速處。典型的沖蝕發(fā)生在出入口的接管處、內(nèi)部管線、隔柵或塔盤折流板、進口接管正對的容器壁、內(nèi)部支承板和受沖擊的折流板處。
腐蝕和沖蝕并存會加速劣化的速率,例如,腐蝕和沖蝕并存的情況可能發(fā)生在催化裂化裝置中分餾塔底部與接管正對的地方。
5.4 組織和成分變化
壓力容器在可能引起材料顯微結構和金相組織變化的工況下運行時,顯微結構和金相組織的變化常常影響金屬的機械性能,并導致裂紋或其他劣化。微觀組織變化即可由對金屬的加熱和冷卻失誤所致,也可由金屬的化學成分變化所致。這些變化的例子有石墨化、氫脆、碳化合物析出、晶間腐蝕和脆化。
5.5 機械應力
如不采取預防機械應力的措施,將引起容器失效。溫度驟變、周期性溫度變化、振動、任何原因引起的超壓力波動以及外界載荷等都是機械應力源。裂紋、鼓脹、扭曲和內(nèi)部裝置的傾覆是機械應力作用的表征。
5.6 選材錯誤或加工失誤
在壓力容器上發(fā)生的許多問題都可以歸究到選材錯誤或加工失誤。由于選材錯誤或加工失誤造成的問題有斷裂、泄漏、堵塞和嚴重腐蝕。
在制造容器前或制造容器的過程中,容器材料內(nèi)部的夾層如果未被發(fā)現(xiàn),在容器投入運行后,夾層可能擴張,當夾層擴張至板材表面時,就表現(xiàn)為裂紋。
板材中可能存在表面難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。腐蝕后,這些缺陷會導致泄漏。如果泄漏非常嚴重或裂紋接近臨界值,則會導致失效。
對于新工藝缺乏經(jīng)驗,可能造成選材不當而導致嚴重腐蝕。修理時采用物理性能不合適的材料也能導致嚴重腐蝕或失效。
5.7 制造錯誤
5.7.1 概述
制造錯誤包括焊接質量差、熱處理不當、制造配合尺寸超出ASME規(guī)范第Ⅷ卷規(guī)定的尺寸誤差范圍、內(nèi)部設備安裝不當、法蘭或螺紋接頭組件不匹配。
5.7.2 焊接質量差
不正確的焊接工藝或粗糙的焊接可能引起未焊透、未熔合、裂紋、咬邊、夾渣和氣孔,任一情況都可導致裂紋產(chǎn)生或引起失效。
5.7.3 熱處理不當
熱處理不當會造成焊縫附近的殘余應力偏離,影響金屬的物理性能及其抗腐蝕懷能,也可導致材料硬化并可在振動影響下開裂。
高殘余應力可能導致在容器運行一段時間后出現(xiàn)延遲裂紋,尤其是在接管和補強板周圍。在腐蝕條件下,高殘余應力可導致應力腐蝕裂紋,也可導致抗腐蝕性能的改變。
熱處理溫度過高或保溫時間過長會造成材料的損害,以致于材料的物理性能不能滿足技術要求。
5.7.4 尺寸偏差
制造工藝不當可導致誤差超過ASME規(guī)范第Ⅷ卷允許的范圍,這將導致應力集中并可能引起失效。
5.7.5 安裝不正確
內(nèi)部設備的不正確安裝可降低運行效率、通道堵塞及在壓力波動時內(nèi)部設備的移位。
5.7.6 組裝不正確
法蘭、螺紋連接組件的不匹配或緊固不當可引起滲漏,如果是螺紋連接則會造成完全失效。
6 檢驗周期
6.1 決定檢驗周期的因素
壓力容器的檢驗周期取決于幾種因素,最重要的因素是劣化的程度和允許腐蝕裕量,詳見SY/T 6507。
腐蝕速率隨容器處理的原油或原料的類型、工作溫度和制造材料而明顯變化。對新設備必須逐一單獨評價以確立最初的檢驗周期。
通過首次在線檢驗或內(nèi)部檢驗后應建立運行檔案。在此檔案的基礎上,可依據(jù)SY/T 6507或《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的要求確定檢驗周期。通常在至少還有一半的剩余腐蝕裕量時進行下一次的檢驗。允許依據(jù)腐蝕速率的變化而改變原定的檢驗周期。
設備檢驗和維修的責任人應熟悉有關的技術要求。在適用的情況下應遵守有關標準中推薦的條款。當劣化速率發(fā)生改變或預計要發(fā)生改變時,檢驗周期也應相應地改變。
應定期對容器的外部部件進行外觀檢驗。運行檢驗時,可以不必將容器與系統(tǒng)隔離。這些檢驗可以在較短的時間間隔內(nèi)進行,該時間間隔取決于被檢的特定設備的使用條件和以前的使用情況。對于非火焰直接加熱的壓力容器,全面外部檢驗應依據(jù)SY/T 6507進行。
大多數(shù)裝置,尤其是塔和換熱器,運行時其內(nèi)部清潔程度不得低于最低允許要求,尤其對換熱器或冷卻器來說,裝置運行周期的長短取決于是否能保持設計規(guī)定的熱傳導速率。
6.2 檢驗時機
實際檢驗時間通常由工藝部門、壓力容器管理部門和壓力容器檢驗機構協(xié)同決定或由法規(guī)條例決定。
由于工藝或機械的原因而導致非計劃的停工,常常給已確認或懷疑表面有腐蝕、沖蝕或劣化較快的部位提供了檢驗的機會。在由于工藝原因造成裝置的部分停工時,還可進行某些內(nèi)部檢驗,以確定設備的使用狀況,證實在線檢驗發(fā)現(xiàn)的問題并制定所需的修理工作計劃。
下列的情況可以提供檢驗機會:
a) 換熱器正常停用進行隔離清洗。當換熱器清洗間隔比工藝裝置正常運行所允許的時間間隔短時,習慣作法是安裝備用換熱器,通過調整閥門利用旁通流經(jīng)備用換熱器,然后打開需清洗的換熱器進行清洗,檢查那些從工作環(huán)境中隔離和分離出來的換熱器可以獲得很多益處,以至于當工藝裝置停車,準備再次開機時,工作量減少。
b) 當容器或塔器從工藝中隔離進行清洗塔盤(托架)和其他類似工作時。
c) 當容器或換熱器在非計劃停工時間內(nèi)與工藝條件隔離時,這種情況出現(xiàn)時,應當檢驗容器或換熱器的最關鍵部件。
d) 當容器或換熱器工作時,可以進行外部檢驗;對運行中的設備進行檢驗時,如使其與工藝隔離,則應降低工作負荷。檢驗的項目應包括基礎、支承部件、保溫層、防護漆、梯子、平臺和其他的結構部件的狀況。也可以將內(nèi)部隔熱層金屬表面的異常高溫和局部過熱點檢查出來??梢允褂迷诰€檢驗法檢查缺陷和測量壁厚。例如,可以使用超聲儀器或適用的射線照相法確定壁厚。
e) 設備運行時,檢查操作記錄有助于確定性能劣化的原因,壓力降的增大可能過度腐蝕產(chǎn)生的沉積造成阻塞引起的,換熱器或冷卻器中熱量交換率的降低可能是束管內(nèi)表面或外表面附著有嚴重腐蝕沉積物所致;無法從塔盤抽出分餾或蒸餾的產(chǎn)品可能是塔中的分餾塔盤阻塞或部件損失所致;產(chǎn)品質量變壞也許是工藝容器中塔盤、塔盤部件或其他內(nèi)部設施失落所致,檢驗員要密切注意操作情況。
6.3 檢驗計劃
因維修或檢驗而停工的計劃通常由壓力容器管理部門、壓力容器檢驗機構、維修單位協(xié)同制定或依據(jù)法規(guī)條例而定。停工計劃應全年平均統(tǒng)籌安排,盡是使維修和檢驗人員的工作量不致于集中。
因檢驗使裝置計劃停工時,首先要考慮操作的安全性與可靠性。有時,某些產(chǎn)品的季節(jié)性要求可以使檢驗和維護工作對產(chǎn)品的供應沒有嚴重影響。新容器投入使用后應在合理的時間間隔內(nèi)進行檢驗。具體時間間隔視使用情況而定,可參照同類容器的歷史記錄。
7 檢驗方法和所需條件
7.1 概述
壓力容器,特別是使用條件惡劣的容器在檢驗開始前,檢驗員應掌握自上次檢驗后至今該容器工作的壓力和溫度條件,并了解容器內(nèi)介質的特性和該容器在工藝中的作用。檢驗員應核對操作記錄的確切數(shù)據(jù),包括是否有諸如超壓、超溫或其他異常條件。這些數(shù)據(jù)可能對確定腐蝕的類型和部位及可能出現(xiàn)的其他劣化形式——諸如剝落、凸起、變形等提供有價值的線索。檢驗員應開發(fā)和練習使用容器缺陷聲音判斷新技術,使其適應于更大的范圍和種類。
認真進行外觀檢驗很重要,它能決定是否需要其他形式的檢驗。充分的表面準備工作對準確的外觀檢驗或有效地使用諸如磁粉(干性或濕性)和滲透等輔助檢驗法很重要。表面準備工作的程度范圍取決于具體的條件環(huán)境。除常規(guī)清洗外,還可用鋼絲刷刷、噴砂、高壓水清洗、除銹、打磨或以上幾種方法綜合運用。
如果內(nèi)部或外部保護層——如隔熱層、耐火襯里、防腐層等情況良好且未出現(xiàn)問題,則容器檢驗時不必將其拆除。然而,建議除去一小部分非金屬保護層,以檢查保護層及層內(nèi)金屬的狀況。如果發(fā)現(xiàn)金屬或非金屬保護層有缺損,則須除去其附近范圍足夠大保護層,以確定母材金屬是否劣化及劣化的程度。
容器表面通常保存有沉積物如油焦,這對確定沉積物下容器表面的狀況十分重要。在重點進行局部檢查的部位應將沉積物徹底清除。
如果容器內(nèi)部裝有可拆裝部件時,只要有合理的保護措施,且在該部件以外易接近的地方?jīng)]有出現(xiàn)劣化現(xiàn)象,就不必拆除該部件。
確定厚度需要的數(shù)值主要取決于容器中已發(fā)現(xiàn)的腐蝕形式。在大面積腐蝕區(qū)域,有時將該區(qū)域內(nèi)厚度最小值的平均值視為該腐蝕區(qū)域的厚度。分散的或個別的腐蝕坑,則應根據(jù)其深度、數(shù)量、連續(xù)程度來計算。局部腐蝕最小厚度的確定方法應遵照SY/T 6507。
7.2 安全預防措施和準備工作
7.2.1 安全
在進入容器之前,必須采取安全預防措施。如果進出口尺寸受限和空間有限,制定并遵守安全措施就更為重要。
容器應用適應相應壓力和溫度級別的盲板或盲法蘭隔斷一切液源、氣源、蒸汽源。在進入容器之前,應排空、吹掃、清洗,并進行介質氣體含量檢測。這些準備工作能減少有毒氣體、缺氧、易爆混合物和刺激性化學品的危險。應采取API Publ 2217A要求的預防措施,穿戴保護身體和眼睛的防護品進入容器。
有時,在進行清洗之前進入容器更便于查找導致故障的內(nèi)部原因。在這種情況下,檢驗員要進入容器應采取API Publ 2217A中的預防措施。
檢驗中無損檢測儀器的使用應符合氣體環(huán)境條件的安全要求。
檢驗開始前,應通知在容器附近工作的所有人員,有人要進入容器工作。在高塔的人行通道放置提醒標志是一種有效的防護措施。通常在離檢驗區(qū)域最近的地方安排有一史安全監(jiān)護人員。在容器外面進行的任何工作都要事先通知容器內(nèi)的工作人員,以免他們受到突如其來的噪音的驚嚇。
7.2.2 準備工作
檢驗前應檢查容器檢驗所需工具,其中包括人身安全所需的工具和儀器是否良好無缺。在進入容器工作之前應安放好必要的安全標志。
壓力容器檢驗應備的部分工具如下:
a) 便攜燈,包括手電;
b) 行燈;
c) 薄刃刀;
d) 扁鏟或刮刀;
e) 三角刮刀;
f) 鏡子;
g) 內(nèi)卡尺;
h) 外卡尺;
i) 小刀;
j) 鋼卷尺(15m);
k) 法蘭量規(guī);
l) 檢驗錘或圓頭錘[0.114kg或0.228kg(4oz或8oz)];
m) 超聲測厚儀;
n) 卡鉗(測內(nèi)徑用);
o) 鋼尺;
p) 深度計;
q) 顏料或粉筆;
r) 筆記本和鉛筆;
s) 檢驗直尺;
t) 鋼絲刷;
u) 鉛錘球和鉛錘線;
v) 磁鐵;
w) 放大鏡;
x) 鉤尺;
y) 裝腐蝕物樣品的塑料袋。
根據(jù)需要還應備有以下工具和設備:
a) 水平儀;
b) 木工或管工用水平尺;
c) 磁粉探傷儀;
d) 千分尺;
e) 射線照相設備;
f) 對地絕緣測試儀;
g) 噴砂設備;
h) 高壓噴水設備;
i) 便攜式硬度測試儀;
j) 渦流檢測儀器;
k) 聲波和射線照相檢測設備;
l) 內(nèi)窺鏡
m) 經(jīng)緯測量儀;
n) 溫度指示筆;
o) 熱電偶;
p) 金屬切削取樣設備;
q) 材料鑒別工具或材料鑒別儀;
r) 照相機;
s) 超聲探測儀;
t) 滲透探傷檢驗設備;
u) 鉆檢測孔設備(鉆、絲錐、塞等);
v) 噴砂或噴水設備;
w) 測孔儀;
x) 鉛線和水平儀;
y) 觀察鏡或雙筒鏡。
檢驗應備的其他有關條件和設備包括:跳板、腳手架、升降椅、繩梯或鏈梯、攀登無護欄梯子所需的安全防護設備、升降平臺、對講機及便攜式梯子。如果要搭外腳手架,則應在檢驗開始前搭好。
7.3 外部檢驗
7.3.1 概述
很多外部檢查可在容器的使用過程中進行,容器運行過程中的檢驗將減少其停產(chǎn)檢查的時間。
7.3.2 梯子、樓梯和工作平臺
壓力容器的外部檢查應從與其相通或在其上的梯子、樓梯、平臺或過道開始。
應先對已損壞的部分、已出現(xiàn)的裂紋、螺栓的緊固程度、油漆或覆層的狀況、梯子的磨損、扶手的安全性、平臺和過道的狀況等進行仔細的外觀檢驗??捎缅N子和刮具除去氧化物或其他腐蝕物,以便于進行外觀檢驗。應移開踏板以檢查其下的支承物。螺栓的緊固性可用錘子敲打或者用扳手擰螺母來確定,金屬梯子或踏板上紋線的磨損不但減弱了其支承性,還使其變滑了。平臺的凹處應仔細檢查,因為積水會加速腐蝕。小縫隙用尖的刮具檢查。松或壞的部分用錘敲可檢查出來。若需要,可用卡尺測量平臺和結構件的厚度。
潮濕的地方最容易發(fā)生腐蝕。在梯子上,腐蝕多發(fā)生在防滑線底部。裂紋及腐蝕易發(fā)生在螺栓或梯子與角鐵的連接處,以及中間的的支承物與容器之間的連接處。焊接的支架易于腐蝕。因為焊點粗造,難以很好刷漆,腐蝕也許發(fā)生在油漆下面。可從突起的油漆或透過油漆的鐵銹來判斷油漆下的腐蝕。
大部分部件的狀況可用錘擊法確定,在嚴重腐蝕的部位要用卡鉗或其他方法測量其實際的厚度。
7.3.3 基礎和支承
容器的基礎都是由鋼筋混凝土或耐火結構鋼筋混凝土構成的,應檢查其是否有諸如剝落、開裂、下沉等損壞。
換熱器的基礎通常包括鋼支架和其下的混凝土墩。偶而也有用單一鋼支承的。應仔細檢查換熱器或臥式容器壁與支架之間的縫隙??p隙中的潮濕能很快腐蝕碳素鋼或低鉻鉬鋼。若支架用膠泥混合物密封,應用刮刀檢查密封好壞。支座通常以焊接方式與容器殼體緊密連接,以防止潮濕積累在縫隙中,加速容器腐蝕。
剝落可能由過熱、機械振動、鋼筋腐蝕或潮濕凍結等引起。檢查此類損壞應采用外觀檢驗和刮具檢查??捎弥背呋蜾摮邷y量此類損壞的深度。
混凝土或防火材料上的裂紋可能由過熱、設計或材料不良、機械振動、不均勻下沉引起。這些情況主要用外觀檢驗,也可用尖刮刀的方法來輔助檢驗。
高溫或濕度變化引起的混凝土或防火材料上產(chǎn)生的裂紋通常象頭發(fā)一樣細小,只要裂紋沒有使鋼筋暴露就不算嚴重腐蝕。
當出現(xiàn)大的裂紋并擴展,但沒有發(fā)生下沉時,可能是由于設計或材料不良引起的,需要徹底的檢查和研究。如果設計正確,則裂紋很可能是混凝土材料不良引起的。認真的外觀檢驗或用錘子敲取一小塊可判斷出混凝土材料是否不良,但必須取一小塊混凝土芯進行測試。
基礎有可能下沉。當沉降均勻且沉降量不大時,不會有什么問題。然而,若沉降過度或不均勻時,則應采取措施以防嚴重損壞發(fā)生。當基礎或支承物發(fā)生沉降時,應檢查連接管線的狀況。
應做好沉降記錄,可用鉛垂線和鋼尺對沉降進行粗檢。當需要準備測量時,需用測量水平儀。當沉降可見時,可通過基礎與其周圍地面的不一致觀察到。沉降的測量周期取決于沉降量及嚴重程度。沉降測量應到不再沉降為止。在長混凝土板或幾個獨立的基礎上的容器最易發(fā)生不均勻沉降。
7.3.4 緊固螺栓
緊固螺栓的狀態(tài)無法完全由外觀檢驗確定,在螺栓與混凝土或鋼結構的接觸區(qū)域,應刮開進行細致的腐蝕檢查。雖然這種方法不能發(fā)現(xiàn)基座表面以下的狀況,但用錘子側敲就能發(fā)現(xiàn)緊固螺栓的損壞程度。緊固螺栓的變形也許意味著嚴重的基礎沉降。應仔細檢查緊固螺母是否擰緊,還可用超聲技術對螺栓進行檢查。
7.3.5 混凝土支承物。
混凝土支承物的檢查和混凝土基礎的檢查相似?;炷林С形锱c容器殼體或容器封頭之間的空隙應密封,以防止水浸入。用刮具進行的外觀檢驗會使密封損壞,導致發(fā)生電解反應加快腐蝕。
7.3.6 鋼支承物
應檢查鋼支承物的腐蝕、變形和裂紋。
腐蝕了的支承物(裙座、柱、支架等)的剩余厚度很重要。嚴重腐蝕區(qū)的厚度可由卡尺的讀數(shù)確定。該讀數(shù)與原厚度(若已知)或與未發(fā)生腐蝕部位的厚度相比,可得到腐蝕率??捎娩摻z刷刷、刮刀刮、錘敲等方法補充對支承物的外觀檢驗。對大的裙板支承物可用超聲波儀器側其厚度。結構元件和一般腐蝕可用適當?shù)耐繉宇A防。鍍鋅是鋼結構最好的防腐方法之一。
應檢查柱和承重梁的壓彎或過度傾斜??捎弥背吆豌U垂線來進行外觀檢驗。圓筒裙座的變形量可通過測量不同點的直徑測出來,每個點應間隔60°。
裙板的內(nèi)表面易受潮濕的侵害,特別是當被封閉部位處于40℃(100°F)以下的溫度環(huán)境或用蒸汽對容器底部進行加熱時。如果表層剝落或生銹,則在檢查前將其刮去或用鋼絲刷刷去。
容器支承物的耳板部分應檢查,以確認其狀態(tài)良好,用刮刀刮通常能發(fā)現(xiàn)腐蝕,用錘子敲也能發(fā)現(xiàn)特別薄的地方,應檢查聯(lián)接緊固件的腐蝕和緊固程度。應用刮刀檢查所發(fā)現(xiàn)縫隙的腐蝕程度。裂紋可發(fā)生在各種支承結構或耳板上,但最可能發(fā)生在焊接結構上,焊點及其鄰近區(qū)域最易出現(xiàn)裂紋。若容器在使用中,則只能對這些裂紋進行外觀檢驗??捎么欧郏ǜ尚曰驖裥裕?、著色滲透或超聲波探傷等方法彌補外觀檢驗。這些方法需要更充分的表面處理。
如果支承裙板是絕熱的,則檢驗其絕熱層,外觀眾檢驗通??砂l(fā)現(xiàn)絕熱層的損壞。若懷疑有水或潮濕滲入到鋼材表面,則應打開足夠面積的絕熱層以確定腐蝕的程度。
應檢查支承橫梁和裙板上的防火材料,該防火材料通常由磚和混凝土制成。通常用刮刀輔助外觀檢驗能發(fā)現(xiàn)其缺陷。用錘子輕輕敲擊能發(fā)現(xiàn)混凝土防火材料與鋼之間結合不實。如果潮濕能透過防火材料會引起鋼筋腐蝕并引起混凝土膨脹。防火材料的膨脹說明有腐蝕,防火材料上的鐵銹說明其下金屬可能腐蝕。
7.3.7 拉索
大多數(shù)容器都是靠自重支承的。一些塔式容器或柱式容器需要鋼纜拉索支承。這些拉索與地面連接。鋼纜一端在容器上,另一端緊固在埋入地下的混凝土座上。
應對塔與地面每個緊固連接部位進行外觀檢驗,以確定其緊固和張力都正常。若認為拉索的張力有問題,應和結構工程師商量。
應檢查拉索是否有腐蝕和斷線現(xiàn)象。緊線器的螺紋部分易發(fā)生裂紋腐蝕。用尖刮刀可發(fā)現(xiàn)這些腐蝕。
應檢查塔上或地上的鋼索夾子,看其是否安裝正確。夾子應安裝在長端或活動端,U型螺栓安在鋼索的緊固端或短端。至少應留出鋼纜直徑的6倍長的線頭,以確保夾緊力最大。每條鋼纜需要的夾子個數(shù)取決于鋼纜直徑,具體數(shù)值可在鋼纜目錄及工程手冊中查到。
7.3.8 接管
若有沉降發(fā)生,應檢查接管和相鄰的器壁是否有變形或裂紋。管線的過度膨脹、內(nèi)部爆炸、地震、火災等都可能損害管線的連接。
可以用法蘭規(guī)來檢查法蘭面的變形。如果在管口周圍區(qū)域發(fā)現(xiàn)變形或裂紋,那么就應該檢查該區(qū)域里所有的焊縫和殼體。該區(qū)域應用噴砂或用鋼絲刷處理。磁粉(濕性或干性)、著色、超聲波或聲發(fā)射可用來補充外觀檢驗。在高達482℃(900°F)溫度下工作的催化重整裝置,在操作過程中,可能發(fā)生蠕變脆化。在檢測這種損傷方面,可以采用聲發(fā)射技術。
當接管發(fā)生腐蝕、裂紋和變形時,就應該進行內(nèi)部檢驗。該檢驗可借助刮刀和手電筒。
外露的密封表面應檢查有無劃傷和腐蝕。同時,該表面應仔細清洗以進行外觀檢驗。
槽型密封法蘭應檢查是否由于螺栓過緊引起裂紋。同時,對不銹鋼法蘭也應該檢查其是否存在應力腐蝕裂紋。無損探傷方法(NDT),如磁粉(干性或濕性)、著色或超聲波技術可用做外觀檢驗的補充。
活套法蘭或滑動法蘭,如范斯通法蘭,應檢查法蘭和管連接處的腐蝕情況。這種檢查可使用特殊探頭和超聲波測厚儀在管內(nèi)進行。這種法蘭也可在卸掉螺栓脫離管道后單獨檢查。
接管的壁厚應進行測量。這種測量可用卡尺、超聲波測厚儀或射線照相法進行。內(nèi)部直徑測量可用內(nèi)徑儀進行,以檢測腐蝕。這些測量不必移開管子,但容器必須打開進行內(nèi)部檢驗。將這些測量值記錄下來,并和以前的或原始的厚度數(shù)值進行比較。任何損失都應進行分析,并采取適當?shù)拇胧绾穸冉咏蜻_到最小厚度應修補。如果允許的話,可考慮安裝襯里。應經(jīng)常監(jiān)測,并使用抗腐蝕劑。
泄漏通常出現(xiàn)在管子和容器器壁連接處,在使用中或試驗條件下最易發(fā)現(xiàn)確切的泄漏位置。
7.3.9 接地
接地應進行外觀檢驗以確認良好的電性接觸,這些連接為閃電或是靜電進入大地提供了路徑。該系統(tǒng)通常由一股銅導體組成。其一端用螺栓緊固在容器上,另一端用銅焊或用螺栓緊固在一根鐵或銅棒上,并深埋入大地中。電纜連接要檢查其緊固性并確定連接到容器上。應檢查所有接地線的連續(xù)性,在接地電路中不應存在斷路情況。進行系統(tǒng)試驗確保對地電阻不超過該地區(qū)可接受的值。推薦電阻為5Ω或更小,而且該阻值不應超過10Ω。
7.3.10 輔助設備
輔助設備,如儀表連接、觀察窗和安全閥,可在使用中進行外觀檢驗。要注意這些部件的過度振動,有些振動應采取添加支承件來抑制,或是由有資格的工程師計算,以確保不會導致嚴重的損傷。
7.3.11 防腐層和絕熱層
應檢查容器殼體上的防腐層和絕熱層,銹蝕點、氣孔和膜凸起也是常見的涂層失效的類型。銹蝕處和氣孔用外觀檢驗的方法容易發(fā)現(xiàn)。膜凸起問題不容易被發(fā)現(xiàn),除非膜已有可見凸起或被損壞。這種情況可使用刮刀或刀片在可疑處劃的方法找到。用刮刀去掉氣孔和銹蝕點常會在容器壁上留下凹坑,這種凹坑深度可用凹坑儀或深度儀測量,多數(shù)導致涂層失效的此類凹坑最可能出現(xiàn)的地方是在潮濕區(qū)域和焊縫的裂紋處。在潮濕地方,裙座支承底部是另一個易出現(xiàn)使涂層失效的凹坑的地方。
通常情況下,外觀檢驗可確定絕緣層情況。少數(shù)情況下,可打開絕緣層更好地檢查絕熱層情況和其下金屬壁的狀況。支承環(huán)箍、角鋼、帶、吊線都應進行外觀檢驗以確定腐蝕和破損的情況。有時,可安裝專門的絕熱塊,以便拆卸。這些塊安裝到需要定期檢驗處,通常在焊縫處。
7.3.12 外部金屬表面
容器的外部金屬表面可使用刮刀和適當敲打的方法來尋找腐蝕處。
注意:在對高溫、高強度材料操作時應特別小心。如果條件允許,應在容器周圍塔上架子以進行全部表面檢查。
外觀檢驗所需表面準備程度取決于已發(fā)生的劣化的類型和程度。在通常情況下,只在使用超聲波測量的地方,將金屬表面清洗。當懷疑有裂紋或大量凹坑時,就需要大面積(可能是全部容器殼體)的清洗。
手動工具如尖刮刀、檢驗錘、鋼絲刷子、刮刀和銼可用來清潔小面積區(qū)域。對更大區(qū)域,電動刷或電動砂輪通常比手動工具更方便、更有效。
任何腐蝕的現(xiàn)象應該加以調查,并確定腐蝕處的深度和腐蝕長度。
要作全面的容器檢查,測量容器壁、封頭、接管的厚度,這些測量值是來自于容器的外部還是內(nèi)部取決地腐蝕區(qū)域的位置和可達性。
在正常情況下,在每一筒節(jié)和每一封頭應至少測量一次,但是,如腐蝕情況很嚴重,則在大多數(shù)腐蝕區(qū)記錄幾個讀數(shù)。如果一特定的容器沒有記錄。那么應該考慮在每一對應的筒節(jié)和封頭的周長上四等分處測量并記錄數(shù)據(jù)??捎贸暡y厚儀進行測量。
7.3.13 腐蝕的外部現(xiàn)象
在容器的外表面可以發(fā)現(xiàn)特定類型的腐蝕,如空氣腐蝕、苛性脆化、氫鼓包和土壤腐蝕等。
容器外部的空氣的腐蝕程度與當?shù)貧夂蚝褪褂铆h(huán)境有很大關系,在潮濕地區(qū)和空氣中存在腐蝕性化學物質的蒸氣的地區(qū),殼體外表面的腐蝕可能是個問題。工作在露點溫度范圍的容器最值得懷疑。這種類型的腐蝕通常用外觀檢驗就可發(fā)現(xiàn)。
如果容器中的介質為堿性,那么容器就該進行苛性脆化的檢查,這種類型的破壞最有可能出現(xiàn)在內(nèi)部加熱部分和堿液殘留區(qū)或其他高應力區(qū)的接合處。值得懷疑處在接管周圍和接管內(nèi)或已發(fā)現(xiàn)的裂紋附近。通常外觀檢驗可發(fā)現(xiàn)這種腐蝕。堿性介質滲入裂紋,經(jīng)常沉積為可見的白色的沉積物,磁粉(濕性或干性)、著色和超聲波檢測也可檢查苛性脆化。
在容器中酸性腐蝕介質液面下的區(qū)域比其他區(qū)域更有可能產(chǎn)生氫鼓包,氫鼓包在容器內(nèi)部比外部發(fā)現(xiàn)的機會更多,但是,容器里外都可能發(fā)現(xiàn)氫鼓包,這取決于產(chǎn)生空隙的實際位置。鼓包用外觀檢驗最容易被發(fā)現(xiàn)。用手電筒光束平行地照在金屬表面,有時能發(fā)現(xiàn)鼓包。當金屬表面有許多小鼓包時,你可用手指摸到這些鼓包。
對與混凝土基礎接觸的金屬表面應加以注意,在潮濕的空氣中,支承點嚴重的侵蝕可能需要焊接修理,并使用保護層。
部分或全部在地下的容器會遭受土壤腐蝕,而無論容器在地下什么地方與土壤接觸,這種腐蝕在煤渣回填坑或有酸濺上的區(qū)域特別強。容器表面的檢驗將要求徹底清洗。通常使用噴砂方法將表面處理好。用刮和敲打的外觀檢驗方法可發(fā)現(xiàn)大多數(shù)腐蝕處。深的凹點位置應記錄下來,確定拆除多少面積的涂蓋層進行這種檢查應有很好的判斷力。通常在地表或地表附近的容器表面腐蝕最嚴重。
容器表面應進行檢查,看是否有腐蝕和泄漏、裂紋、變形、膨脹及涂層損壞或腐蝕。如果容器絕熱,那么小部分的絕熱層應被打開。特別是在水分可能積累處,需明確外部是否被腐蝕。
除非易見,最好在壓力或真空試驗時檢查泄漏,如果裂紋泄漏可郵中有其他顯示,就應該用更精確的檢查方法。
在焊接的容器中,在接管接合處,在焊縫和支架上及支承焊點處,裂紋最為常見。一般情況下,仔細刮削檢查能發(fā)現(xiàn)大多數(shù)裂紋。當懷疑裂紋在某一區(qū)域里時,就應用適當?shù)姆椒ā玟摻z刷、高壓水龍頭或砂輪將整個區(qū)域處理以利于檢驗。如果僅采用外觀檢驗不足以發(fā)現(xiàn)裂紋,例如檢測含氨容器和脫氧器的裂紋,濕性或干性的磁粉、超聲波、著色或聲波發(fā)射分析可用來確定裂紋和其他不連續(xù)缺陷的位置。濕性熒光磁粉分析方法比干性熒炮磁粉分析方法更靈敏。
鼓包和凸起通常是相當明顯的。貼著容器外殼放置一個樣板(標尺),可以測量微小的變形。確定產(chǎn)生變形的原因是非常重要的。諸如內(nèi)部蒸汽超壓或過度的內(nèi)部腐蝕等變形因素可以通過內(nèi)部檢驗發(fā)現(xiàn)。沉降、地震、振動造成連接管上的大的變形以及其他原因通??梢酝ㄟ^外部檢查發(fā)現(xiàn)。凸起或鼓包的程度可以通過測量圓周長度變化或測量容器側壁的輪廓線來確定。側壁輪廓線可以用平行于容器壁的線錘來測定,也可以用經(jīng)緯測量儀或180°的光學垂準器測量。
當容器使用時,內(nèi)部絕熱的容器封頭或殼體的局部過熱區(qū)域應定期檢驗,應注意并記錄鼓包的現(xiàn)象。局部過熱區(qū)的金屬表面溫度可以用一個便攜式的熱電偶、紅外線測溫儀進行檢查或溫度指示筆、專用的涂料等檢測。當容器停工時,局產(chǎn)過熱區(qū)應做一次完整的檢查。如果溫度長時間超過427℃(800°F)或在易產(chǎn)生氫損傷環(huán)境中溫度超過260℃(500°F),應該考慮使用復膜技術或提取材料樣品進行金相檢驗;應該請一個有經(jīng)驗的金屬學家或工程師進行檢驗。
外表面應該進行有無夾層及機械損壞的檢查。擴展到表面的夾層可以直接檢測到。諸如鑿孔和凹痕等類機械損壞應該檢查。當劃傷看來足以影響容器的強度時,任何劃傷的深度和程度都必須進行測量。所有的劃傷都要有報告。
通常有一定數(shù)量的外部輔助器件被連接在壓力容器上。這些器件包括如下項目:
a) 排污管線和其他連接接頭(見API RP 574);
b) 液位計、壓力表、溫度表及其他儀器設備;
c) 安全泄放閥(見SY/T 6499-2000);
d) 外部噴水器和其他阻燃設備。
7.4 內(nèi)部檢驗
7.4.1 概述
所有必要的檢驗設備,包括工具、梯子和照明設施等,都應該提前準備以便容器停工時間最少。
7.4.2 地面設備
對于內(nèi)部檢驗所需要的地面準備程度將隨幾個參數(shù)的不同而改變。其中最重要的參數(shù)如下:
a) 劣化的類型;
b) 劣化的位置。
檢驗前,通常由容器操作人員用熱水、蒸汽清洗或使用溶劑和原始的刮削方法清潔容器表面。在表面清潔度要求較高的地方,檢驗員可以使用手動工具來進一步清潔。
所提到的清潔方法需要提供鋼絲刷、噴砂、高壓水(5.5MPa~8.0MPa)或當環(huán)境允許時用電動砂輪。當有應力腐蝕裂紋、濕的硫化物腐蝕裂紋、氫損傷或其他導致性能下降的材質變化時,裂紋、深坑及大的焊接缺限需要進行全面的徹底的清潔。如果不能從容器的一個開口到達容器的全部部位,7.4.3中要求的工作將從每個開口依次進行。
7.4.3 初步外觀檢驗
如果不是第一次檢驗的話,內(nèi)部檢驗的第一步是復查以前幾次檢驗的記錄。
可能的話,下一步是進行一般的外觀檢驗。腐蝕的類型(點蝕或均勻腐蝕)、位置及任何明顯的數(shù)據(jù)都應該建檔。在煉廠工藝容器上,特定區(qū)域的腐蝕比其他區(qū)域要快得多。這種不均勻腐蝕詳見API RP 571。將類似使用條件的容器的數(shù)據(jù)收集起來,將有助于在檢驗中對容器的腐蝕進行定位或分析。
分餾塔的底部封頭和殼體在處理高含硫的原油時很易受到硫化物的腐蝕,這種腐蝕通常在入口管口附近最嚴重。
分餾塔和蒸餾塔的上部封頭和殼體有時受氯化物損傷,在塔盤降液管或集油箱上的底部有點蝕坑。經(jīng)常在這些地方發(fā)現(xiàn)溝紋形式的腐蝕。
分餾塔、蒸餾塔、分離罐、回流罐、換熱器外殼及相關的容器都易受潮濕的硫化氫或氰化物的侵蝕,在焊道和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。
有淤泥沉淀的容器有時發(fā)生電化學腐蝕。富集沉淀物的區(qū)域最易受腐蝕,如果沉淀物中含有酸性成分時腐蝕會更快。
如果水蒸汽被注入一臺容器,腐蝕和侵蝕會在蒸汽入口所對應的地方發(fā)生。容易聚集沉淀物的底部封頭和小部分區(qū)域也極易發(fā)生腐蝕。
通常在底部設置一個再沸器來保持預想的溫度。如果工藝蒸氣含有酸性物質受熱分解出的產(chǎn)物時,熱蒸汽回流返塔的部位可能有明顯的腐蝕,例如在烷基化裝置及肥皂或洗滌劑裝置里。
由于焊接使焊縫及相鄰部分產(chǎn)生金相組織的變化,加速了腐蝕的發(fā)生。壓力容器大多數(shù)的裂紋都是在這些地方發(fā)現(xiàn)的。正對著蒸汽入口的地方極易受損傷或腐蝕。
以水為介質的容器,如換熱器或冷卻器,水溫最高的地方發(fā)生的腐蝕最大。這樣,當水在換熱器的管子里時,管箱的出口側是最易腐蝕的地方。
在任何類型的容器里,不同的金屬緊密相連的地方都可能發(fā)生腐蝕。兩種金屬中抗腐蝕性低的金屬將被腐蝕??拷S銅管的碳鋼管箱的密封面通常比其他地方更易發(fā)生腐蝕。
容器的裂紋最易發(fā)生在形狀、尺寸突變處或焊縫附近,特別是應力集中的地方,應檢查管口、管箱隔板、浮頭蓋是否有裂紋。
當換熱器中的流體高速流動時,改變流動方向易產(chǎn)生沖擊。換熱器的入口管、雙管程結構、折流板、空冷器、冷凝箱等易受損壞。
鄰近入口防沖板的容器壁易腐蝕,尤其在介質流速快的時候。
容器內(nèi)部的初步檢驗可能要進行額外的清洗。如果有在面積的深度腐蝕時,打磨是很必要的。通常,可不必去掉較薄的大面積銹層。
初步檢驗可以發(fā)現(xiàn)不安全狀況,例如易脫落的內(nèi)部疏松物質、嚴重腐蝕或損壞的內(nèi)部梯子或平臺。更詳細的檢驗進行前應立即修復或移走這些部件。
7.4.4 詳細檢驗
詳細的檢驗應從容器的一端向另一端進行,應該制定一個系統(tǒng)的方案避免遺漏那些重要且不易發(fā)現(xiàn)的問題。
容器的所有部位都要進行有無腐蝕、侵蝕、氫鼓包、變形、裂紋及夾層的檢驗。所發(fā)現(xiàn)的缺陷類型、位置應作詳細的記錄。
測量厚度的位置應選擇在易產(chǎn)生缺陷的部位。當缺陷很多時,應取得足夠的測量值,保證殘余壁厚得到精確的測定。當腐蝕輕微時,對于小容器在每個封頭和每節(jié)殼體上測量一點或許就足夠了,但對大容器應多測幾點??梢允褂贸暡y厚儀得到必要的數(shù)值,其他專業(yè)的測厚方法見7.4.7。
點腐蝕通常可用刮刀刮有懷疑的部位來發(fā)現(xiàn)。當發(fā)現(xiàn)大量的較深的坑或溝需進行深度測量時,測量范圍應打磨出金屬光澤,坑或溝深應用深度測量儀或直尺(在大的坑或寬溝時)及鋼尺測量??捎米詣鱼U筆的鉛頭的伸出量來估計深度。有泥或水的坑應清掃干凈以便對腐蝕情況進行仔細的測定。
對于容器殼體厚度較薄的位置、接管和部件可用錘擊來檢查。通常使用錘擊檢驗需要經(jīng)驗。當擊打容器殼體、接管或部件時,有經(jīng)驗的檢驗員經(jīng)常通過聽聲音及用錘擊打時的感覺發(fā)現(xiàn)厚度減薄點。
當懷疑或發(fā)現(xiàn)有裂紋時,可用著色、磁粉(干性或濕性)或超聲波探傷來檢查。使用任一種方法,都需要采用噴砂、打磨或其他檢驗員允許的方法來清理出探傷區(qū)域。
如果容器介質為胺、硫化氫濕氣、氨、苛性堿,或存在循環(huán)運行、高溫運行或其他易促進裂紋生成的工況時,應仔細檢查容器殼體的焊縫區(qū)域。另外,高強度鋼[抗拉強度超過490MPa(70000psi)]或粗晶鋼的容器的焊縫必須檢查,低鉻材料制造且在高溫下工作的容器的焊縫必須進行仔細檢驗,對于所有情況,裂紋可能發(fā)生的焊道或鄰近區(qū)域,濕性熒光磁粉檢測應是最好的表面缺陷定位指示方法。
應對與容器相接的接管內(nèi)部腐蝕進行外觀檢驗,厚壁接管最好采用超聲波檢測。有時,接管內(nèi)徑測量記錄很有價值。這些測量可以用一副彈簧卡規(guī)或直讀交叉式內(nèi)徑卡規(guī)進行。當接管未連接在容器上,可用卡鉗在法蘭的前后測量得到接管的實際壁厚,這種方法,可測出接管的偏心腐蝕。
大多數(shù)情況下,當殼體區(qū)域檢驗后,應對相鄰的內(nèi)部構件進行檢驗,這對一些大型容器可能是非常困難的。
對于塔盤、隔板、分離板、格柵、管道、內(nèi)部鋼性元件和其他內(nèi)部設備的支承必須仔細檢驗。多數(shù)檢驗采用目測、使用手錘輕擊的聲音檢驗法,如發(fā)現(xiàn)任何金屬損耗,應測量塔盤厚度并與原厚度比較??刹捎米兯突蛑弊x式卡規(guī)、千分尺或超聲波測厚儀來檢驗這些設備。
應注意塔盤和相連構件的一般狀況。應檢查塔壁和塔盤表面連接處,以防腐蝕造成的金屬減薄的可能性。塔盤和相連的設備的狀況不影響容器的強度,但影響運行效率及操作連續(xù)性。通常這些設備只要求目測檢驗,如需測量,可用卡規(guī)或超聲波儀器進行檢驗。
一些塔盤的性能取決于漏液量,如果塔盤漏液明顯,效率就會降低。從塔或容器來蒸氣回收就幾乎不可能了。因此,塔盤漏液量應達到最小。工藝設計通常規(guī)定允計的滲漏量,泄漏的檢查可通過將水注入塔盤并達到其溢流堰,觀察水全部流失的時間??捎^察塔盤的底部確定泄漏位置。如確定滲漏泄漏非常困難時,在檢查前將塔盤底部排水孔堵住。因為設計原因,重盤型和浮閥塔盤無法檢測其滲漏。
所有的內(nèi)部接管應全部進行外觀檢驗,特別是螺紋連接部分。有經(jīng)驗的檢驗員可通過對接管的錘擊檢驗快速判定其狀態(tài)。聲音、感覺和判斷能發(fā)現(xiàn)接管的任何減薄和裂紋。如果發(fā)現(xiàn)有過大的金屬減薄,應測量其剩余壁厚。
催化反應器等容器內(nèi)部非常復雜,盡管必須進行一些打磨、拆除或敲擊,這種設備的檢驗或許大多數(shù)為外觀檢驗。盡管有些單位對運行效率的考慮要多于對強度的考慮,在一些部位可能也需要測量厚度和計算腐蝕速度。
沖蝕與腐蝕通常在外觀上不同。沖蝕具有光滑、光澤的表面特征,無沖蝕產(chǎn)物,金屬的磨損通常在一定的區(qū)域內(nèi),而腐蝕區(qū)域通常不光滑、無光澤,腐蝕詳見5.2,沖蝕詳見5.3。
鄰近換熱器折流板、入口防沖板的殼體應檢查其沖蝕情況。防沖板附近的渦流和換熱器管束折流板周圍的流速的升高,有時造成相鄰管殼的沖蝕。換熱器的隔板的沖蝕和腐蝕,當用平行于殼體壁的手電光觀察殼體表面時,通常表現(xiàn)為一系列的陰影。有時,此類型沖蝕表現(xiàn)為沒有氧化皮。
沖蝕不僅發(fā)生在換熱器中,也發(fā)生在有抗磨板、折流板或防沖板的容器中,在催化反應器和再生器中,催化劑和旋風分離器對沖蝕特別敏感,應仔細檢查此類型的損傷。
有酸性腐蝕介質的容器汽液分隔線附近區(qū)域可能形成氫鼓包。外觀檢驗很容易檢查出鼓包。平行于金屬表面的手電光有時可以發(fā)現(xiàn)鼓包。當生成許多小鼓包時,可通過手指在金屬表面上感覺出來。應測量大鼓包的金屬厚度,以確定有效的剩余壁厚。通常,可用超聲波測厚儀或在鼓包最高處鉆一孔,用鉤尺進行測量。如使用超聲波測厚儀測量鼓包尺寸,應選擇適當位置放置傳感器以便進行準確測厚。如鼓包接近焊縫,超聲波測量的讀數(shù)可能因焊縫的粗糙而難以得到。
應檢驗容器的殼體和封頭有無變形,通常殼體比封頭更有可能變形。然而,一些舊容器的封頭采用小半徑圓角折邊,可能引起嚴得變形,除非已經(jīng)記錄有頂部半徑或圓角半徑的封頭的尺寸,首次檢驗中也應進行測量、記錄這些尺寸。如果此后懷疑或發(fā)現(xiàn)變形,應重復測量并與原始值比較。
除非容器外有保溫,鼓包或凹陷造成的殼體過大的變形通??稍谌萜魍庥^檢驗時發(fā)現(xiàn)。不圓度和鼓包可通過測量最大變形處及最小變形處的容器內(nèi)徑并加以比較而得出。
應仔細檢驗換熱器殼體有無變形,特別是經(jīng)過修理和改造后,由焊接引起的不圓度會使管束的安裝非常困難,如果強地安裝后,幾乎不可能再將管束抽出。
如果不圓度出現(xiàn)在整個容器長度方向上的不同區(qū)間,應測量每個區(qū)間的不圓度并與原始記錄或實測的殼體尺寸比較。這種情況下,可用中心線法或鉛垂線檢查方法(或光學測垂)測量變形。對于中心線法,鐵絲放至容器中心線上并將其拉伸。如果封頭上無人孔和接管,可使用鉛錘線檢查或光學測垂法檢查。當變形只位于容器一側,更方便的方法是測量接近筒壁井與之平行拉伸的鐵絲的偏移度,而不是沿著容器的軸線測量。臥式容器需要用專門方法將線緊固好,用鋼絲做一條測量變形的參考線,沿鋼絲分段測量可以畫出器壁輪廓。使用一根平行于器壁的鋼尺就可測量出變形的位置和鼓包的大小。對局部變形進行定位測量的最好的方法是采用一束平行于器壁表面的光束,在凹陷或內(nèi)部鼓包背光側有陰影顯示。
應仔細檢驗裂紋。強光和放大鏡可輔助外觀檢驗。如通過外觀檢驗懷疑有裂紋或發(fā)現(xiàn)有裂紋,必須使用更有效的檢驗方法。確定表面裂紋的最有效的方法是濕磁粉方法,其他的有效方法是干磁粉、滲透、超聲波和射線探傷法。
含有氨介質的容器(吸收器、積存器、凝結器、冷凝器、冷卻器、混合容器、脫水器、過濾器、閃蒸槽、分離槽、反應器、再沸器、回收器、再生器、滌氣器、分離器、沉降器、泡沫分離器、酸氣槽、蒸餾釜、汽提塔、緩沖罐、精制塔、精制燃料氣罐)在焊縫和焊縫熱影響區(qū)易形成裂紋,濕熒光磁粉檢測是檢驗表面裂紋及不連續(xù)缺陷的主要方法,關見API Publ 945。
對于鍋爐的除氧器,應檢查其焊縫及熱影響區(qū)有無裂紋,濕熒光磁粉也是主要推薦的方法。
支承一般都是焊到殼體上的,應仔細檢驗連接處有無裂紋。通常,在良好的光線下采用刮刀就可進行檢驗。
應仔細檢驗換熱器管箱隔板與封頭的連接處有無裂紋。通常使用燈光、放大鏡、刮刀、鋼絲刷就可以完成外觀檢驗。
容器板材中的夾層外觀上與裂紋相似,夾層以一定傾角延伸至板的表面,裂紋垂直到達表面。如可插入一薄的探針,就可以測出夾層角度。如懷疑有夾層,但無法插入探針,可將其局部加熱至 75℃,通常就會使夾層邊緣向上翹起。在大多數(shù)情況下,超聲波裂紋檢測儀也可用來檢驗夾層。
7.4.5 金屬襯里的檢驗
許多容器具有金屬襯里,它主要的目的是用來保護容器不受腐蝕和沖蝕。檢驗金屬襯里的要點如下:
a) 有無腐蝕;
b) 安裝是否正確;
c) 有無孔隙或裂紋存在。
接管或其他附件處的焊縫必須得到足夠的重視。金屬襯里腐蝕情況一般通過外觀檢驗發(fā)現(xiàn),常用手錘輕擊來檢查襯里有無脫離母材或嚴重腐蝕部位,如發(fā)生腐蝕應測量剩余厚度。除非金屬襯里相當粗糙,可采用聲波測厚儀來進行這些檢查。檢查厚度的其他方法可采用去除一小部分金屬襯里,用卡尺來檢查,此方法也提供了一個檢查金屬襯里下的殼體的機會。
將腐蝕試板垂直焊接在金屬襯里上,每次檢驗時應測量其厚度。因腐蝕試板的兩側都處于被腐蝕狀態(tài),所以減薄量是殼體金屬壁厚減薄量的兩倍。因此可完全準確地檢查出金屬襯里的腐蝕。
金屬襯里中的裂紋通常可用外觀檢驗和輕輕錘擊來定位。金屬襯里有裂紋部位或有松脫的部位在錘擊下有特殊的細微聲響。如斷定存在裂紋,可采用滲透方法輔助外觀檢驗。除單純鉻鋼,多數(shù)用作金屬襯里的材料無永久磁性,磁粉檢驗方法不能用于奧氏體鋼。
如在復合層或電弧焊接的金屬襯里中發(fā)現(xiàn)裂紋,應檢查裂紋區(qū)域以確保裂紋未擴展至覆層下或擴展至底層或母材。
金屬襯里經(jīng)常發(fā)生鼓包和彎曲,鼓包襯里易存在裂紋及滲漏或在焊縫相鄰區(qū)域存在孔洞。鼓包是因膨脹不同而造成或在運行中介質滲入金屬襯里下堆積而成。如運行中介質滲入金屬襯里,并且不能在容器停運壓力降低時逸出,金屬襯里就形成鼓包。在真空狀態(tài)下,金屬襯里可能在運行中鼓起并在容器停運時凹下。這種情況實際上會使金屬襯里起皺,當鼓包或起皺變大時,可能就需要檢驗金屬襯里有無裂紋或孔洞,如有則需要修理或更換金屬襯里。
金屬襯里滲漏處,不管金屬襯里下面是否發(fā)生腐蝕都必須測定其位置。在一些情況中,可以采用從外側進行超聲波檢測。如果可行,可優(yōu)先考慮選擇有代表性的位置,去除金屬襯里來進行容器器壁的外觀檢驗。
諸如催化加氫和加氫重整反應器等一些裝置的反應器中介質含氫,可使用穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼焊帶或焊絲進行堆焊作為金屬襯里而替代帶狀焊或覆層金屬板。此類金屬襯里容易與母材開焊。可采用超聲波檢測、外觀檢驗鼓包及錘擊檢驗發(fā)現(xiàn)此類問題。
7.4.6 非金屬襯里的檢驗
有幾種非金屬襯里:玻璃、塑料、橡膠、陶瓷、混凝土、耐火材料、碳塊或磚層。這些材料一般多數(shù)用來防腐,一些耐火混凝土用作內(nèi)部絕熱材料以降低在高溫下工作的容器壁溫。耐火磚也用來絕熱。
這些非金屬襯里的降低腐蝕的效果在襯里破損后會明顯下降。對于多數(shù)部件,檢驗應對其外觀不連續(xù)性進行檢驗。破損有時稱之為露鐵。運行中可能發(fā)生襯里的凸起、鼓包及破裂。對于涂料、玻璃、塑料及橡膠層的滲漏的檢驗可以采用火花檢驗法。高電壓、低電流刷型電極一端連接到絕緣襯里,另一端與容器殼體滑動相連。容器器壁間的襯里有任何孔洞時就會形成電弧。這種方法不能用于混凝土、磚或耐火材料襯里。
注意:這種檢驗方法的電壓不能超過襯里的絕緣電壓。
當在玻璃、橡膠、塑料或涂料的襯里的容器中工作時要特別小心,襯里易受到機械損傷。玻璃襯里的容器特別易受損傷,且昂貴,難于修補。
混凝土和耐火材料襯里運行中會產(chǎn)生剝落、裂紋,很容易被發(fā)現(xiàn)。小裂紋和氣孔區(qū)域很難被發(fā)現(xiàn),輕輕刮削有時也能發(fā)現(xiàn)這種缺陷。凸起變形可采用外觀檢驗確定其位置,凸起通常伴生裂紋,大多數(shù)情況下,如混凝土層下發(fā)生腐蝕,混凝土層將與鋼脫離。輕輕錘擊時的聲音和感覺通??纱_定是否存在脫離。如懷疑混凝土層下有腐蝕,可除去一小部分混凝土,這樣可對殼體及混凝土橫斷面進行檢驗。
一些耐火磚襯里為懸掛結構且在殼體與磚之間有一層陶瓷纖維氈或其他絕熱物。磚破碎或脫落,將在襯里背面形成流體通道,這將使一些絕熱物體被沖刷而流失。保溫磚層的檢驗應包括在磚層破碎或脫落磚附近區(qū)域進行外觀檢驗,并可拆除足夠的保溫磚來發(fā)現(xiàn)受損區(qū)域。
任何襯里的失效都會使金屬暴露出來,對金屬暴露處應進行外觀檢驗。如發(fā)生腐蝕,應測量剩余壁厚,在此最好采用超聲波檢測。
內(nèi)部絕熱的容器因運行過程中絕熱層下的殼體的冷凝使殼體嚴重腐蝕。如果金屬壁溫接近蒸汽的露點,應注意由此引起的腐蝕,并應進行檢驗。應按時進行溫度測量,以決定是否減少內(nèi)部絕熱材料或增加外部絕熱材料,應確認進行這些測量時壁溫不超過金屬設計溫度。
7.4.7 測厚方法
有許多用來測厚的方法,應按下列因素選擇測厚方式:
a) 測量區(qū)域的兩側是否容易接近;
b) 盡量采用無損檢測方式;
c) 時間上允許;
d) 精度要求;
e) 經(jīng)濟性。
現(xiàn)在超聲波儀器是測量設備厚度的主要儀器,射線照相也是一種受條件限制的測量容器零件厚度的方法,如測量接管和連管的厚度。縱深鉆孔、應用腐蝕塊、使用檢查孔等方法用于某些特殊部位,但這些方法普遍被更先進的如超聲波等厚度測量的方法替代。
超聲波檢驗,不論是測厚還是檢測缺陷,是一種典型的無損檢測技術。其使用快捷,大多數(shù)情況下能提供實時的結果。
將一已知厚度等級的階梯型試塊與需測厚度的容器部件一同進行射線照相,并顯示于底片上,通過比較底片上的階梯型試塊及容器部件的厚度顯示,就可測出部件厚度。
腐蝕塊或腐蝕塞由強抗腐蝕性材料制成,分兩點緊固在容器器壁上,在兩個腐蝕塞上放一直鋼尺,通過測量直尺的底部至容器表面的距離,比較不同時間測量的數(shù)值就可測出壁厚減薄量。
如腐蝕表面非常粗糙,可采用在容器壁上鉆檢測孔的方法測量厚度。
縱深鉆孔是一種與以上方法相似的測量腐蝕速度的方法。此方法中,在預計腐蝕最嚴重的地點鉆一孔,孔的底部至容器內(nèi)表面的深度可用深度計測出。與隨后的檢驗中取得的數(shù)據(jù)相比較就可計算出腐蝕量。非測量時期,此孔將擰進一抗腐蝕塞以保證孔底部不被腐蝕。
7.4.8 機械缺陷的檢測方法
外觀檢驗可發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的機械缺陷,磁粉(干性或濕性)和滲透法的使用,在前文中已論述過,其他方法,例如射線照相、超聲波、蝕刻法、取樣法都可靠,在條件許可時都可使用。
射線探傷與超聲波探傷通常用來分析在金屬表面上看不到的焊縫區(qū)域的缺陷。
小范圍的蝕刻法有時可用來發(fā)現(xiàn)小的表面裂紋。首先,表面必須用噴砂清掃干凈。然后,用蝕刻溶劑——通常是一種酸來清洗有疑問的區(qū)域,因反應產(chǎn)物的不同,任何裂紋都會因與四周區(qū)域不同而顯示出來。
取樣可用來定點檢查焊縫及檢查裂紋、夾層和其他缺陷。在受影響區(qū)域用鉆孔機或焊道取樣器取一小塊金屬樣,然后在顯微鏡或普通放大鏡下進行分析。如切削過程中的金屬屑足夠清潔,可用來進行化學分析。取樣造成的容器器壁上的孔必須仔細修復,修復結果必須進行徹底的檢驗,取樣方法必須由懂得修復取樣孔的人員制定。
7.4.9 金屬的金相組織變化和現(xiàn)場分析
檢測機械性能變化的方法也可用在檢測金相組織變化上,使用便攜拋光設備及復膜技術,現(xiàn)場金相照片就可用來檢測這些變化。硬度、局部化學試驗點及磁性檢測是另三種檢測金相組織變化的方法。
便攜式硬度檢測儀可用來檢測不合格的熱處理、滲碳、滲氮、脫碳和引起硬度變化的工藝因素。
局部化學試驗多數(shù)用來檢測材料,如硝酸這種化學試劑可在不同的濃度下使用。在金屬表面上已清洗的一點上滴一滴化學物質。有經(jīng)驗的觀察者可觀察金屬與酸的反應識別金屬。渦流、X射線和便攜式光譜分析儀也可用來識別金屬。
當碳化時,平常無磁性的鋼會變成有磁性,有時可用磁鐵發(fā)現(xiàn)奧氏體不銹鋼的碳化。
7.5 試驗
7.5.1 錘擊試驗
錘擊檢測中,檢驗員用錘子輔助外觀檢驗,錘子可用作下面幾項工作:
a) 確定容器器壁、封頭和附件的減薄處;
b) 檢查鉚釘、螺栓、支承及類似部件的牢固程度;
c) 檢查金屬襯里的裂紋;
d) 檢查混凝土或絕熱層的結合;
e) 局部檢驗時用來清除聚集的氧化皮。
錘擊檢驗是通過輕輕敲擊被檢設備時根據(jù)聲音、擊打的感覺、擊打時錘痕的不同來確定有無缺陷。不同場合的正確的擊打力量只有通過實踐學習才能掌握。錘擊檢驗現(xiàn)在比過去用的少了,在帶壓情況下不推薦錘擊檢驗,而且,因錘擊敲下的氧化皮或碎片能引起堵塞,催化床的上游接管不能使用錘擊法。
7.5.2 壓力/真空試驗
制造壓力容器時,采用壓力/真空試驗方法檢查壓力容器的密封和強度是否符合所采用的標準,壓力/真空試驗還可改善缺陷的應力分布。這種方法還用在以后的滲漏檢驗和修理工作的檢驗中。當主要受壓元件的修理工作已完成時,如更換封頭、大的接管或部分殼體鋼板,壓力容器應同安裝時一樣進行壓力試驗。在特定環(huán)境下,采用的制造標準要求在用容器即使不需要修理也應定期進行壓力試驗。規(guī)范規(guī)定的在用壓力容器的試驗見NBBPVI NB-23和SY/T 6507。
大的容器及支承結構在設計上不一定能滿足容器裝滿水后的容器重量的支承需要。在進行水壓試驗前必須確定其是否可承受這種重量,如容器或支承不足以進行水壓試驗,可考慮氣壓試驗。
壓力試驗時將容器灌滿液體或氣體、將內(nèi)壓升至預定壓力進行試驗。壓力和程序應符合所采用的制造規(guī)范中對于容器實際壁厚和適當?shù)倪B接性能的規(guī)定,即使無需修理時,也要求定期壓力試驗。當壓力容器作為一操作系統(tǒng)中的的一個組件時,有時要做整個系統(tǒng)的壓力試驗,試驗介質為水或油,系統(tǒng)的增壓泵提供試驗壓力,帶壓容器應在外表面進行全面滲漏及變形的外觀檢驗。
近年來,聲發(fā)射分析技術被應用在壓力試驗中,在帶壓狀態(tài)下,在容器上應用聲發(fā)射設備能確定容器的整體結構的完整性。這種方法可重點用于設計復雜的容器或對容器組件拆除較困難時不能進行內(nèi)部檢驗的情況下。
當使用壓縮空氣試驗時,應使用超聲波檢漏儀、肥皂液或兩者同時使用來輔助外觀檢驗。肥皂液應涂刷在焊縫及容器的連接區(qū)域,容器在試驗時出現(xiàn)氣泡就表明有滲漏。
超聲波檢漏儀可用于檢測連接處及無腳手架或類似設備而不能刷肥皂液的部位的滲漏檢查。它能發(fā)現(xiàn)非常小的滲漏并能定位。
通常在真空下運行的容器可采用壓力試驗。當可以進行壓力試驗時,壓力試驗是檢漏的最好的方法,通過內(nèi)壓源定位也更容易。當壓力試驗不可行時,可用安裝在系統(tǒng)中的抽氣裝置或真空泵產(chǎn)生真空來檢漏。如在關閉油氣裝置或真空泵后,真空可保持一定時間,表明容器無滲漏,如真空保持不住,則表明有滲漏。然而,因為這種方法不能指示出滲漏位置,接下來進行可能是非常困難的滲漏定位檢查。
做壓力試驗必須考慮到溫度,制造中使用的多數(shù)普通鋼在低溫下強度會明顯變小。除非已知容器材料的脆性轉變溫度可承受較低的試驗溫度或需較高的試驗溫度,SY/T 6507推薦鋼制壓力容器試驗溫度不低于ASME規(guī)范相應部分推薦的溫度或20℃,在任何時間應不超過50℃(見API Publ 920)。
進行水壓試驗或氣壓試驗時,所有無關人員應離開試驗區(qū)域,直到試驗完成并泄壓后。試驗區(qū)域檢驗員的數(shù)量應限制在試驗必需的數(shù)量內(nèi)。氣壓試驗應按ASME進行。
7.5.3 換熱器的試驗
熱熱器停運后,最好在拆除前對殼程及管程進行一次試驗。拆除連接的下部接管或打開排放裝置檢查有無滲漏。通常,在出現(xiàn)小的滲漏前試驗應保持一段時間。如果換熱器滲漏,進行部分拆除,然后再進行試驗。例如,當對一浮頭換熱器的管程試驗時,如果在密封墊、緊固螺栓或換熱管的角焊縫發(fā)生滲漏,拆去殼蓋就能發(fā)現(xiàn)滲漏源。在固定管板和管壁間的換熱管的角焊縫的滲漏通常發(fā)現(xiàn)不了,因為當管束在殼體中時這些部件是看不見的。對打開管箱蓋的浮頭換熱器的殼體進行試驗就能發(fā)現(xiàn)管板的換熱管的角焊縫的滲漏,但無法識別其他滲漏源。大多數(shù)情況下,不使用浮頭結構的換熱器部分拆除進行殼程試驗可以發(fā)現(xiàn)管的滲漏并進持堵漏。堵漏是用由類似于管子材料的固體材料制的錐形塞塞住管的兩端。在殼程試驗時,浮頭換熱器無法進行單根管的滲漏檢查或接近到管的兩端。有時使用試驗環(huán)來檢測這些換熱器,試驗環(huán)是暫時將部分拆除的換熱器布置成雙固定管板結構。
在某些情況下,每次停工都進行檢漏,如發(fā)現(xiàn)滲漏管,將其定位及堵塞后,管束再投入使用。這個過程必須反復進行直到再未發(fā)現(xiàn)新的滲漏。可能此過程需進行二、三次,如某臺換熱器已堵塞足夠數(shù)量的管,影響了換熱器的使用,應更換管束。
當在第一次運行時發(fā)生滲漏,應進行檢驗以確定損壞原因。建立了初始記錄后,只須在需要堵塞的管子數(shù)量達到必須更換管束的數(shù)量時才進行檢驗。當決定換管時,要進行檢驗以確定哪部分能修復、再利用,哪部分需更換。
慣例上要在組裝時對換熱器進行檢驗。地部分組裝后的換熱器進行檢驗以檢查更換管脹口的滲漏。應進行包括換熱器殼程和管程的裝配后的最終試驗。
通常,管束從殼體抽出時再進行檢測。這時,管箱和浮動管板蓋已離開原位。這種方法容易觀察滲漏,但殼體需單獨進行檢測。
要全面檢查外表面、脹接頭和密封墊在試驗壓力的狀態(tài)。壓力試驗時可能發(fā)現(xiàn)滲漏和變形。
可采用特殊設備對換熱器管進行單獨檢測。
試驗壓力取決于系統(tǒng)運行和設計壓力。必須按實際的操作壓力或規(guī)范要求的壓力進行確定。在確定換熱器殼程試驗壓力前,檢驗員必須保證管束中的管有足夠的壁厚能承受外部壓力。另外,試驗前應檢查管程的試驗壓力和殼程的試驗壓力。試驗時需小心不使換熱器管程或殼程超壓。管板在不同壓力基礎上設計的高壓換熱器應尤為小心。
7.6 壁厚限值
必須知道最大允許腐蝕量和允許的其他劣化量,否則檢驗時大多數(shù)值就會漏檢。此問題的兩種最重要因素如下:
a) 部件的判廢壁厚;
b) 劣化速率。
確定任一壓力容器部件壁厚界限或判廢壁厚前,必須確定依據(jù)哪個規(guī)范的哪個版本,是否有規(guī)則要求界限和允許的修理量。
影響最小允許壁厚的因素有很多,如尺寸、形狀、材料及制造方法,為此,不可能在此文中提供一組預算好的最小或判廢壁厚。SY/T 6507可作為壓力容器再定級方面的指導。
當腐蝕或沖蝕引起劣化,金屬減薄率通??赏ㄟ^與原檢驗記錄比較而獲得。有時畫一張圖來顯示此情況并作為容器記錄保存。在多數(shù)情況下,檢驗數(shù)值用計算機處理有助于快速確定腐蝕速度和評估判廢壁厚。預測容器何時將達到判廢壁厚是重要的,修理和更換計劃很大程度上受這種預測的影響。
當接近或達到安全壁厚的界線時,需做出修理或更換的決定,在某些情況下,沒有太多時間進行研究、考慮及其他的評估,必須做出決定,必須預先知道每臺容器的最小壁厚或計算厚度的方法。記住容器的不同部件有不同的判廢壁厚。
多數(shù)容器殼體和封頭的制造壁厚大于內(nèi)部運行壓力的要求壁厚,此附加壁厚是由以下原因所致:
a) 設計時作為允許腐蝕量的附加壁厚;
b) 使用的鋼板名義板厚大于確定的最小計算值引起的附加壁厚;
c) 保持結構剛度所需最小壁厚引起的附加壁厚;
d) 容器的使用條件變化引起的附加壁厚:安全閥設定值的減少、最大金屬溫度降低或兩者都有。
當知道全部附加壁厚及腐蝕速度,就可精確地預測任何容器需修理或更換的時間。
注意:在某些情況下,殼體或封頭板的附加壁厚由設計者用于接管開孔補強。
因ASME第Ⅷ卷是容器設計和制造標準,不包括壓力容器的多數(shù)組件的判廢壁厚的計算方法。這些組件包括塔盤、內(nèi)部支承、閥、隔柵、折流板、梯子和平臺等。對于一些設備,有確定判廢壁厚的普遍接受的方法。應確定最小壁厚以適用于所有的這類設備。當設定這些界線時應考慮到設備可能失效引起的后果。安全是影響判廢壁厚的前提,除了安全性,運行的連續(xù)性和效率也是影響因素(見API RP 574中有關部件的檢驗)。通常,金屬襯里不設最小壁厚,只要不漏就不需要太多修補,在使用中應注意這一情況。
對于換熱器,最小壁厚應包括管、管板、管箱、頭蓋或其他承壓的換熱器部件。當設定界線時應考慮這些部件可能失效的因素。安全性是決定退役厚度的前提。通常,管束等各種內(nèi)部組件的失效不存在危險。然而,連續(xù)有效地運行是確定內(nèi)部組件退役條件的決定因素。有一些部件,如折流板,可以一直運行直到失效,管子在穿孔前也不需堵塞和更換。
8 修理方法
盡管修理和維修不是檢驗的組成部分,但修理影響容器的壓力等級,因安全性需重新檢驗,就值得關注。
容器進行任何修理前,應研究適用的規(guī)范和標準,以保證修理方法不違反要求。石油和化學生產(chǎn)工業(yè)最低修理要求詳見SY/T 6507。
修理的檢查和使用的修理程序應按SY/T 6507修理和改造記錄卡或法規(guī)要求記錄在檔案中,作為容器永久的記錄。殼體或封頭的多數(shù)修理是保證容器的強度和安全性,因此需重新檢驗,或許需射線照像、應力釋放或兩者兼而有之,應對修理結果認真、快速地進行外觀檢驗,以保證修理項目都已完成。
確定需修理的問題的原因是十分重要的。在某些情況下,處理引起劣化的根源可保證將來不出問題。
應對容器殼體和封頭的焊接修理進行檢驗。檢驗應包括完成情況及質量。一般來說,對于小的修理外觀檢驗就足夠了;然而,對主要受壓元件的修理,應采用磁粉和滲透法進行檢驗,如采用的制造標準有要求,也應采用射線照像或超聲波檢測。
除非檢驗員決定可采用聲波技術替代壓力試驗,所有主要受壓元件修理項目結束后應進行壓力試驗。如放棄壓力試驗,就需要其他無損試驗或檢驗方法。
由于取樣產(chǎn)生的試樣孔的修理必須經(jīng)全面的檢驗。如不仔細控制,這種修理的焊接質量可能會很差。因此,應盡可能避免進行焊接檢驗的取樣。
殼板部分可更換局部劣化區(qū)域,補板的接頭性能應等同或優(yōu)于原殼體的接頭性能。
容器器壁或封頭的裂紋可用火焰、電弧或機械加工方法去除或將裂紋從頭至尾打磨掉然后焊接。使用火焰或電弧處理時應小心,因為熱量會使裂紋擴展、伸長。如裂紋為穿透性裂紋,可從板的兩側割開一道槽將裂紋消除。任何情況下,在焊接前,完全消除裂紋是極其重要的,應采用磁粉或著色方法確保裂紋被完全消除。如某一節(jié)板出現(xiàn)數(shù)處裂紋,最好更換整節(jié)板,采用焊接方法修理裂紋前應仔細檢查,如打磨掉缺陷而形成的溝槽并不深,剩余金屬能保證足夠的強度和防腐,則不必要進行焊接修理,將溝槽邊緣圓滑過渡就可以了。
壓力容器器壁上的散布的蝕坑最好采用焊接修理,對于臨時性修理,可采用一些特許的環(huán)氧基材料填補坑以阻止進一步腐蝕。材料必須在使用環(huán)境下抗腐蝕。對任何情況,都應對蝕坑進行良好的清理。最好采用砂輪機打磨出光澤,進行修理前準備。
注意:當選用這種檢驗方法時,檢驗員必須確定對正常容器部件的厚度來說蝕坑不大或不集中——詳見SY/T 6507中腐蝕和最小壁厚章條。
諸如平臺、梯子和樓梯等附件修理,通常更換所有不能使用的部分。樓梯踏板的松動可通過補焊加以緊固,同樣可用粗糙的材料覆蓋在踏板上。
需要更換腐蝕或開裂的襯里,對于焊縫的檢驗,將焊縫熔渣打掉后進行外觀檢驗就足夠了,除非規(guī)范要求采用射線照像、滲透法、磁粉法或其他焊縫的檢驗方法。
9 記錄和報告
9.1 記錄
檢驗記錄按SY/T 6507和附錄D,記錄文件應包括三類資料:
a) 基礎數(shù)據(jù);
b) 現(xiàn)場記錄;
c) 連續(xù)記錄文件中的數(shù)據(jù)。
基礎數(shù)據(jù)包括制造廠的圖紙、數(shù)據(jù)報告和清單、設計資料及所有金屬檢測、分析結果。
現(xiàn)場記錄文件包括用已準備的格式(參見附錄B)或手寫或電子儀器記錄的現(xiàn)場記錄、測量記錄。這些記錄必須包括所有部件檢驗情況原始記錄及修理方面的記錄。
連續(xù)記錄文件包括所有容器運行歷史記錄、說明和上次檢驗記錄、腐蝕速率圖(如有)、修理和更換記錄。
按前文所提到的,一些公司已開發(fā)出軟件以進行計算機儲存、計算和數(shù)據(jù)檢索。當此數(shù)據(jù)保持更新時,這些程序對建立腐蝕速率、退役年限和計劃非常有效。程序允許快速全面的對所有積累的檢驗數(shù)據(jù)檢查,一些程序能生成所有需要的部分的檢驗報告。
9.2 報告
建議修理的報告復印件應送至容器管理部門,通常包括工程、運行和維修部門。此報告應包括建議修理的位置、項目、原因。
檢驗報告(參見附錄D)應送至有關部門,諸如運行、維修及工程部門。這些部門的設置將取決于工廠或公司的機械。這些報告應包括金屬厚度測量、腐蝕速度、發(fā)現(xiàn)情況的說明、需進行的修理、允許運行的條件、剩余壽命的評估及建議,特殊情況也可出具專門報告。
附錄A
?。ㄙY料性附錄)
本標準章條編號與API RP 572章條對照
表A.1給出了本標準章條編號與API RP 572章條對照一覽表。
表A.1 本標準章條編號與API RP 572章條對照
附錄B
?。ㄙY料性附錄)
本標準與API RP 572技術性差異及其原因
表B.1給出了本標準與API RP572技術性差異及其原因的一覽表。
表B.1 本標準與API RP 572技術性差異及其原因
附錄C
?。ㄙY料性附錄)
換熱器
C.1 概述
換熱器是通過不使兩種液體混合的方法,用一種流體降低另一種流體的溫度。當蒸氣溫度被另一種液體降低至沸點以下,使全部或部分蒸氣變成液體時,這種換熱器叫作冷凝器,通常是使用水作為冷卻介質。當一種熱的流體被另一種流體通過換熱冷卻至希望達到的溫度時,通常使用水做為冷卻介質,這種換熱器也叫作冷卻器。當用空氣降低一種熱流體的溫度到想要達到的溫度時,這種換熱器叫作空冷器。
C.2 管殼式換熱器
C.2.1 概述
管殼式換熱器有幾種形式。管通常是脹接在管板上的。管也可以脹焊或者通過密封套緊固在管板上。流體的物理特性,如溫度決定了流體用于特定環(huán)境的類型。下面介紹一些通常使用的換熱器種類和影響選擇的因素。
C.2.2 浮頭換熱器
這種形式的換熱器在圓柱形殼體的兩端都有法蘭,兩端都有管束緊固在管板上,管箱、管箱蓋、浮頭蓋和殼蓋在管束的一端。管束上一端管板的直徑要小到剛好可以從圓柱形殼體通過。另一端管板的直徑要大到可以蓋住該端殼體法蘭上墊片的表面,或者是管箱的一個部件。管束是通過緊固在殼體的法蘭上的大管板,裝入到殼體中的。管箱是通過螺栓緊固在殼體的法蘭上的。管箱和浮頭內(nèi)有隔板分開,以保證來的流體流過一部分管束再返回來流過另一部分管束回到管箱。分隔的程數(shù)和管的數(shù)目根據(jù)設計而定。殼程中的流體是經(jīng)過折流板流過。由于浮動管端在殼程中可以自由移動,這種結構允許隨著溫度的變化自由伸縮。因此這種形式的換熱器應用的最廣。
C.2.3 固定管板換熱器
這種換熱器結構也是兩端都緊固有管板,其結構和浮頭式換熱器的管板相似。但這種型式是兩側的管板都緊固的,管束是在管板就位之后,通過脹接安裝上的。并且殼體的內(nèi)側不能打開清洗,因此它不適合在不干凈的工況下和難以化學清洗的情況下使用。由于兩側的管板都是緊固的,除非在殼體中安裝有膨脹節(jié),否則這種換熱器自由伸縮量很小。
C.2.4 U型管換熱器
U型管式換熱器是一端緊固在管板上,通過管在殼體內(nèi)部彎曲成一個長的U型來完成的。這種換熱器和浮頭式換熱器一樣,都有自由的伸縮度。由于機械清洗U型管壁的內(nèi)側比較困難,因此干凈的工況介質一般走管程,如果不允許管束被完全堵死的話,可用化學清洗、噴砂或者高壓水清洗的方法清洗該容器。
C.2.5 雙層管板換熱器
在有些工況下,連微小的泄漏導致兩種流體混合都是不允許的。這時就要使用雙層管板工換熱器,從名字上可以看出來,換熱管上的兩個管板只間隔很小距離同時使用,通常是間隔25mm或更小的距離。管子穿入雙層管板,外層的管板緊固在管箱上,內(nèi)層管板緊固在殼體上。這樣布置的目的就是使換熱管的角焊縫的泄漏物漏進兩層管板之間的空隙里,因此,可以阻止兩種流體混合。這種結構只能用在沒有浮動管板的情況下,因此它只能用在U型管式換熱器上。
C.2.6 重沸器和蒸汽發(fā)生器
重沸器和蒸發(fā)器的結構細節(jié)和那些一端緊固在管板上的換熱器是一樣的。只不過臥式的重沸器在管束上方有較大氣相空間。他們是當管里的熱流體通過時,使殼體的流體產(chǎn)生更多的蒸氣。
C.2.7 水加熱器
水加熱器的形式可能是浮頭型、U型管型或是固定管板型。它們主要是用在給鍋爐來水加熱或者是為其他用途從熱流體里換熱。
C.2.8 結構
熱換器都安裝有折流板或者支承板。換熱器的選型和設計隨工況和熱負荷的變化而確定。通道的隔板通常是安裝在管箱當中,隔板有時是安裝在浮頭內(nèi),以使流體在管內(nèi)產(chǎn)生多程流動。殼體中的流體可以是單程流動或者是安裝上縱擋板以產(chǎn)生多程流動,并決定了殼體接管位置和數(shù)量。一般來說,防沖導流板或者軸向導流板都布置在殼體管入口處,以避免入口流體對附近管子產(chǎn)生沖擊。
管子安裝在管板上可以按正方形或三角形排列。當流體在管子外部循環(huán)時,可能在管壁上結焦或形成其他臟的沉淀物,沉積在管壁上。這時通常使用正方形排列管子,這種排列方法對清洗管子比較方便。
C.3 裸露的管束
C.3.1 概述
裸露的管束可以用作冷凝和冷卻,并且可以安裝在噴淋水的下方或完全浸沒在水里,它們也可以用作加熱器,特別是在罐(殼)體里的時候,它們完全浸沒在液體里。
C.3.2 布置在冷卻塔下方的裸露管束
裸露的管排列成緊湊的管束可以放在冷卻塔的下方,按這種布置,水從塔頂經(jīng)過管束流下,熱水又返回到塔頂冷卻并重新利用。這種布置管束的方法對于濕度較小的環(huán)境非常有效,它可以產(chǎn)生最大的蒸發(fā)效果。
C.3.3 布置在噴頭下方的裸露管束
噴頭安裝在裸露的管束上方,使水盡可能均勻地灑在管上。回流罐布置在管束的下方,主要針對那些自然冷卻,不用額外使用循環(huán)冷卻水冷卻的情況。當水足夠充足時,這種形式的冷卻器可以不用回流罐,將使用的水直接引入到處理系統(tǒng)中。
C.3.4 浸沒在水中的裸管束
當裸露的管子浸沒在水中時,這一部分在殼體中可以是水平安裝或者是垂直安裝。熱流體通過管子進入到聯(lián)管箱的上部。無論通過哪種形式,冷卻后的流體都從底部流出。冷水進入到箱體的底部附近,加熱后的水上溢過箱體上部的溢流堰。這種布置可以產(chǎn)生對流。導致使用最少的水產(chǎn)生最大的冷卻效果。
當水供應不上,未經(jīng)冷卻的熱流體會導致危險狀況時,主要使用浸沒管束的方式。冷卻箱內(nèi)大量的水可以長期使用,在必要的停工期間內(nèi)能提供部分冷卻作用。
C.4 貯槽加熱器
管束式加熱器按管束的安裝主法主要有下列三種形式:
a) 安裝在罐的外面;
b) 部分安裝在罐內(nèi);
c) 完全安裝在罐內(nèi)。
前面兩種是負壓管式加熱器的安裝方式,第三種是加熱整個罐內(nèi)的介質。
C.5 空冷器
空冷器裝置相當于裸露的管束式裝置,用空氣作冷卻介質。管子的邊緣緊固在鋼制框架里,風扇一般安在管子的上方或下方,通過風扇,使空氣產(chǎn)生流動,起到冷卻作用。(風扇安裝在管子上方的通常叫作負壓抽風空冷器,風扇裝在管的下方通常叫作強制通風冷卻器)。這些空冷器可以用作冷凝或冷卻水蒸汽和液體,并且用于水較少的地方,或由于某種原因而安裝。
C.6 盤管
C.6.1 盤管形式
盤管有兩種形式:
a) 套管盤管;
b) 單管盤管。
C.6.2 套管盤管
C.6.2.1 概述
當需要較小的表面積時使用套管盤管,因為在同樣的使用條件下它比殼式或管式換熱器更經(jīng)濟。套管盤管也用于非常高的工作壓力的場合和因直徑、容積較小而需要較薄壁厚的情況。
C.6.2.2 介質清潔的套管盤管
介質清潔的套管盤管由管子中的管組成。在一端,內(nèi)層管子通過同一套盤管的外管連接彎頭附帶的彎頭相互連接。在另一端,內(nèi)層管子伸出外層管子并以密封圈防漏。內(nèi)層管子在管線里終止或用外露的回轉彎頭連接到鄰近的裝置上。
C.6.2.3 介質不清潔的套管盤管
介質不清潔的套管盤管(刮刀型盤管)除了在內(nèi)層管子內(nèi)部加了刮刀外與介質清潔的套管盤管相同。內(nèi)層的每根管子都在全部管長范圍的軸或桿裝上了刮刀。軸每端都伸出回轉彎頭。為防泄漏,在一端有一個軸承,另一端有一個軸承和密封圈。軸通過密封圈并在軸端安裝齒鏈。軸或刮刀通過某種形式的原動機通常是一臺電機來驅動鉸鏈帶動旋轉。
C.6.3 單管盤管
C.6.3.1 概述
單管盤管以幾種不同的方式使用,但所有方式都是管子連續(xù)通過或冷或熱的介質。
C.6.3.2 冷凝器或冷卻器盤管
冷凝器或冷卻器盤管由盤管或一系列裝在一個有冷水流過的箱子里的盤管組成。盤管安在箱內(nèi)的支架上并可隨著膨脹或收縮而自由移動。水從箱底附近流入并從箱頂?shù)某鏊诹鞒觥?BR> C.6.3.3 制冷盤管
制冷盤管是安裝在圓柱形容器內(nèi)將一種介質冷卻到氣溫以下的盤管。通常制冷劑在盤管中循環(huán)制冷。管子可在容器內(nèi)表面附近由底部至頂部螺旋式盤旋在容器底部。
C.6.3.4 扁平式儲罐加熱盤管
扁平加熱盤管覆蓋了一個儲罐底部的大多數(shù)面積,并且是一個由回轉彎頭將直管段連接的連續(xù)的盤管。蒸汽從盤管一端進入,冷凝液在另一端通過冷凝罐排出。盤管穩(wěn)定在罐底的低矮支架上,并從入口到出口緩慢傾斜,以便冷凝液容易排出。管子材質通常為鋼,并且一般情況下所有的接頭都是焊接的,以盡量減少泄漏的可能性。
C.6.3.5 箱式儲罐加熱盤管
箱式儲罐加熱盤管裝在一個矩形構架里,從儲罐出口沿著罐直徑伸展到距儲罐的另一端有一定距離的位置。盤管裝在鋼制或木制的箱子里。正對儲罐出口的箱子一端留有一個開口以便進油。通過箱子的油繞過盤到達儲罐出口。蒸汽從盤管頂部進入流向出口,在出口處冷凝液通過冷凝罐排出。整個盤管從入口到出口緩慢傾斜以利于冷凝液排出。
C.7 翅片管
翅片管應用廣泛,換熱效果更佳,尤其是在兩個熱傳導系數(shù)差異較大的流體間進行換熱時。外表面的增加使所需的管子內(nèi)表面減少,因此,達到同樣的換熱效果,翅片管換熱器就可以更小。
C.8 板式換熱器
板式換熱器由薄板和波形部件交錯而成的擴展表面構成。整個流體通道和各個部件封閉了開口端。工藝介質流入波形槽,槽的流通面積小,容易被臟物和腐蝕產(chǎn)物堵住,因此需采用抗腐蝕性好的材料。
C.9 換熱器管束的檢驗
C.9.1 概述
管束檢驗的第一步通常是通過外觀檢驗建立腐蝕模型。如果可能,在管束第一次從殼體里抽出時應進行檢驗,因為氧化皮和沉淀物的顏色、形式、數(shù)量和位置通常有助于腐蝕問題的鑒別。管子上的厚氧化皮可以指示管子的腐蝕。在靠近殼體入口端的管子上的氧化皮或沉淀物的缺少可以指示出一個沖蝕問題。銅管上的綠化氧化物或沉積物意味著這些管子正在腐蝕。作為一名有經(jīng)驗的檢驗員,這些氧化物和沉積物是有用的檢驗指示物。
在進行管束的外觀檢驗時,檢驗員應在緊挨著支持板和折流板的可疑區(qū)域用刮刀刮一刮。這些區(qū)域不可能被徹底清洗。刮這些部位時有可能發(fā)現(xiàn)管子上的溝痕和折流板管孔的擴大。
這外觀檢驗中經(jīng)常有一把小圓錘或檢驗錘敲擊管子來確定管子減薄的部位。在對小直徑、薄壁管的檢驗中這種方法非常有用。根據(jù)小錘彈跳的次數(shù)和發(fā)出的聲音可以判斷出管子壁厚的情況。用小錘敲擊這種經(jīng)驗型的方法將會在檢驗中發(fā)揮更大的作用。
在管段的內(nèi)部可用手電筒、內(nèi)窺鏡和專用探測器進行局部檢驗。專用探測器是具有與軸向彎成90°的尖端電極的不足3.175mm的探棒。這些工具的應用使確定管段附近的麻坑和腐蝕的位置成為可能。
顯然,只有管束的外層管子能進行全面外部檢驗,而不用內(nèi)窺鏡和光學纖維鏡,只有管端可以進行內(nèi)部檢驗。如需要對全部管子進行檢驗,可用渦流和超聲波方法(內(nèi)旋轉、超聲波測厚)。
外觀檢驗中管子也可從管束中抽出并分開,有一些裝置能將單根管子從一個管束中抽出。
隨機抽出一根或幾根管子做成切片并做全面檢驗以確定該管束的使用壽命。換管時,對換掉的管子進行細致的檢驗有助于判斷失效原因并找出提高使用壽命的對策。
折流板、定位桿、管板和浮頭蓋應檢查有無腐蝕和變形。襯墊裝配面應檢查是否有溝痕和腐蝕,可用刮刀進行此項檢驗。良好的裝配面裝配后應保持密封。
管板和頭蓋可用拉直線方法檢查變形。管板的變形可由管子的過度扭曲或水壓試驗中超壓、熱膨脹、破裂、野蠻安裝引起。
管板和浮頭的厚度可用卡尺測量,除了關鍵部位外連續(xù)測得的數(shù)值通常不保留。然而這些部件的原始厚度應被記錄。定位桿和折流板的厚度通常不測。這些部件的狀況取決于外觀檢驗的結果。
每次檢驗都應測壁厚度并記錄。測量管子的內(nèi)外徑以得出厚度是可行的。偏心腐蝕和磨損值應記入影響管子剩余使用壽命的因素。
翅片管的外徑除了管端外難以精確測量,并且當其裝入管板后根本無法測量外徑。在某些情況下,需要知道這些管子的壁厚。內(nèi)旋式超聲波厚度測量裝置可用于測量這些厚度。某些場合下需要抽出樣管。為了檢查銅管的脫鋅、蝕刻深度,未穿透裂紋或高溫金相組織變化而進行專門試驗(如金相及化學成分分析)時,需要抽出管子。
C.9.2 易腐蝕部位
腐蝕部位可以依靠設備儀器來發(fā)現(xiàn)。然而有些部位的腐蝕在大多數(shù)使用條件下可用外觀檢驗發(fā)現(xiàn)。
與殼體進口接管相對的管子的外表面可能會受到侵蝕或沖蝕。當管束靠近殼體一側有輕微腐蝕性介質流過時,最大腐蝕通常發(fā)生在入口區(qū)域。在相同條件下大多數(shù)腐蝕點位于鄰近折流板和管板的部位。這些部位任何異常變化都可能由沖蝕引起。
當高溫介質流進入口管子時,固定管板背面或鄰近的管子可能會發(fā)生大面積的腐蝕。
當工藝條件使污水或類似物質沉淀到容器里時,它們一般都沉到殼體底部。如果沉淀物含有腐蝕物質,最大腐蝕將發(fā)生在殼體底部和底部的管子上。
在以水為介質的裝置中,最大腐蝕發(fā)生在水溫最高處。因而,當水在管子里時,管程的出口端是最大腐蝕發(fā)生處。
同樣在以水為介質的裝置中,當換熱器部件由灰鑄鐵制成時,應檢驗是否發(fā)生石墨化腐蝕。這種腐蝕多發(fā)生在水系統(tǒng)的管程中或可能聚集酸性液體的殼體底部。在可疑區(qū)域用刮刀刮可以發(fā)現(xiàn)這些腐蝕。這種腐蝕是否嚴重應從位置和深度來判斷。通常隔板幾乎完全被腐蝕卻仍然工作良好,除非隔板損壞或變成碎片。
有一些型式的換熱器,在不同金屬的緊密連接處可能會發(fā)生腐蝕。兩種金屬間抗腐蝕性能差的金屬將發(fā)生腐蝕。因此,與黃銅管板相接觸的碳鋼墊圈表面比其他部位發(fā)生腐蝕的比例高。
裂紋多發(fā)生在形狀或尺寸發(fā)生急劇變化處或焊縫附近,特別是當這一部位承受高壓時。當裝置承受了過度的壓力后,一些部件如接管、殼體法蘭等應檢查是否有裂紋。
當介質高速通過換熱器時,如果流向發(fā)生變化,將加大沖蝕損傷。這些加大的損傷發(fā)生在管式裝置入口及套管裝置和冷凝器盤管的轉彎處或這些部件的附近。
鄰近入口防沖板和管束折流板的殼體容易腐蝕,尤其是介質高速流動時。如果發(fā)現(xiàn)有普魯土蘭顏色意味著氰化鐵的存在,氫鼓包常發(fā)生在這種顏色附近的換熱器殼體上。長直尺可有效地發(fā)現(xiàn)氫鼓包的存在。將長直尺放在殼體上,表面形狀的不規(guī)則就可顯現(xiàn)出來(長直尺也可用于檢查凹坑)。
C.10 盤管和套管換熱器的檢驗
開式冷凝器箱內(nèi)的盤管和套管熱器的外殼基本上是由管子構成的。應依照API RP 574(參見附錄D套管、盤管換熱器檢驗報告格式)進行檢驗。
首先,應進行徹底的外觀檢驗,包括全部管子的錘擊檢驗。刮刀可用于發(fā)現(xiàn)外部凹坑,通常,缺陷在冷凝器盤管的外壁被發(fā)現(xiàn)。
外觀檢驗后應進行厚度測量。通常用卡尺測量套管換熱器外殼開口端是有效的。測量盤管壁厚和套管換熱器殼體的中間部分的厚度則要用超聲波和渦流裝置進行測量。
冷凝器和冷卻器外壁用混凝土或輕型碳鋼制成。當檢驗其中的盤管時,應對這些外壁進行外觀檢驗。當容器用碳鋼制成時,小錘是外觀檢驗中非常有用的輔助工具。容器壁上的小斑點可通過錘擊器壁發(fā)現(xiàn)。卡尺能用于測量開口端的壁厚,如果需要測量開口端以下部位,可以用無損檢測儀器或鉆測試孔法?;炷帘谟靡话压蔚哆x點檢查剝落、破裂或軟弱點。
C.11 波紋板換熱器的檢驗
由于設計的原因,波紋板換熱器的板間的流通口非常小,并且進入其內(nèi)部困難,這些換熱器通常采用高防腐性的合金制成,以達到使用要求。 在大多數(shù)場合,合金也被用于高防腐要求的氣體精制裝置。隊了在7.5.3討論的以外,外觀檢驗不會發(fā)現(xiàn)很多問題。外表面可以檢查刻痕、傷口、半圓形溝槽或其他機械損傷和內(nèi)部缺陷擴展。
這些部件通常由完整的管子和分配管構成,其厚度可以用超聲波測厚儀精確測量出來,然后記錄下來。在換熱器上不應使用鉆孔設備,因為這種設備容易在這些部位造成傷害。用于這種裝置的合金焊接如鋁合金和奧氏體不銹鋼合金需要非常高超的焊接技能。
用一個小錘敲擊波紋板換熱器的暴露部分,發(fā)現(xiàn)的聲時可以提供查找開裂和損壞部位的線索。破裂的板或歧管部分發(fā)出一種含錫的聲音,要想輕易識別這種聲音需要有豐富的經(jīng)驗。
C.12 空冷器檢驗
根據(jù)API Std 661對最低設計要求或空冷器一般信息的闡述。在定級、檢修及換熱器型式變更中應遵循SY/T 6507和API Std 661的原則(參見附錄D空冷器檢驗報告的格式)。
管子被鰭板包圍,因此不能從管子外部進行檢驗。檢驗管子的最好方法是在內(nèi)壁圓周上用超聲波測厚法和渦流測試法或兩種方法同時使用。熟練的操作者在清潔的管子內(nèi)使用上述方法,可以測出壁厚和發(fā)現(xiàn)缺陷。在有效地進行這兩種檢驗方法之前,應對管子進行徹底清洗。
應檢查管子的外鰭權是否清潔,如果管子需要清洗,用清水或肥皂水清洗就可以了。如果不行,應小心選擇清洗液。通常鰭板是鋁制的,如果用錯了清洗液可能會使管板受到損害。
管板和鰭板開始部位之間的管子外表面應被檢查,間歇工作或工作在低溫環(huán)境下的換熱器,容易使?jié)駳饩奂纬筛g導致泄漏。在這種情況下使用涂層將減輕這一腐蝕問題。
靠近空冷器管板端可以對管子內(nèi)部進行外觀檢驗。光學纖維和內(nèi)窺鏡是進行這種檢驗的很好的設備。一只直徑為3.175mm或更小,長度約為914mm,尖端電極被彎成與軸向成90°角的探棒可以確定管端腐蝕和凹坑位置。
管子入口的沖蝕是空冷器的一個常見問題。這種損害能通過聯(lián)管箱出料口外觀檢驗查出,或者聯(lián)管箱帶有可移動蓋板可以外觀檢驗。如果條件允許,用一面鏡子將日光反射進管子進行沖蝕檢查。
空冷器聯(lián)管箱端的檢查技術與壓力容器相同。此外,矩形構筑物引起的方向急劇改變應細致檢查有無裂紋。帶有用于觀察的可移動蓋板的聯(lián)管最容易檢查,光學纖維鏡可能是檢查沒有蓋板只有絲堵的管箱的惟一方法。
附錄D
?。ㄙY料性附錄)
記錄表格及報告樣式
在用壓力容器檢驗記錄:一種保存在役壓力容器檢驗數(shù)據(jù)的格式(見表D.1)。大多數(shù)工廠開發(fā)了一套包括其他必要數(shù)據(jù)的更詳細的格式。
永久壓力容器記錄:專門記錄并長久保存一臺指定的壓力容器的所有基礎數(shù)據(jù)的格式(見表D.2)。
壓力容器檢驗單:一種先進的記錄厚度的格式,由此可以計算出腐蝕速率(見表D.3)。這種格式有三種版本,一種是空白的,另兩種是為不同類型的壓力容器設計的。任何一種格式都應記錄一臺壓力容器的數(shù)據(jù)。
通常,檢驗員將使用一份表格來記錄現(xiàn)場數(shù)據(jù),另一份用作辦公記錄。當檢驗沒有基本數(shù)據(jù)的容器時檢驗員使用沒有草圖的檢驗單。在這種情況下,檢驗員可以在檢驗單上畫一個草圖,草圖上包括所有的現(xiàn)場可以確認的尺寸和數(shù)據(jù)。
在一套操作裝置上的全部壓力容器的檢驗記錄:一種用來記錄并報告一套操作裝置上的所有的壓力容器的實際物理條件和允許操作條件(見表D.4、表D.5)。
符合《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》要求在用壓力容器的檢驗報告格式應符合《在用壓力容器檢驗規(guī)程》的要求,換熱器檢驗數(shù)據(jù)記錄、換熱器檢驗報告、空冷器檢驗報告,以及套管換熱器檢驗報告記錄用本附錄中的相應格式(見表D.6~表D.9)。、
表D.1 在用壓力容器的檢驗記錄
注意:制造廠圖紙能指示A,B,C和D的位置。
表D.2 永久壓力容器記錄
表D.3 壓力容器檢驗單
裝置___________________________
容器名稱_______________________
直徑___________________________
長度___________________________
容器編號_______________________
表D.4 在一套操作系統(tǒng)上的全部壓力容器的檢驗記錄(一)
表D.5 在一套操作系統(tǒng)上的全部壓力容器的檢驗記錄(二)
表D.6 換熱器檢驗數(shù)據(jù)表
表D.7 換熱器檢驗報告格式
表D.8 空冷器檢驗報告格式
表D.9 套管換熱器檢驗報告格式
參考文獻
ASME第Ⅷ卷 鍋爐壓力容器規(guī)范 壓力容器
API RP 574 管道系統(tǒng)組件的檢驗
API Std 510 壓力容器檢驗規(guī)范 維護檢驗、定級、修理和改造
API RP 575 常壓及低壓儲罐的檢驗
API RP 576 壓力泄放裝置的檢驗
API RP 571 導致劣化及失效的情況
API Rubl 920 壓力容器脆性斷裂的預防
API Rubl 945 避免氨裝置中設備的環(huán)境開裂
API Rubl 2007 煉油廠安全維護常識
API Rubl 2214 手工工具打火特性
API Rubl 2217 石油行業(yè)惰性氣體受限空間內(nèi)工作指導說明
API Std 660 煉油廠用管殼式換熱器
API Std 661 煉油廠空冷器
NBBPVI NB-23 美國國家檢驗規(guī)范
TEMA 管式換熱器制造者協(xié)會標準