压力容器定期检验问题分析

摘要：压力容器在工业的生产过程中应用较为普遍。压力容器产品的监督检验，是压力容器产品检验工作中的重要部分，本文以笔者对于压力容器定期检验中腐蚀（及磨蚀）深度超过腐蚀裕量的几种情形进行分析总结和论述，为今后开展此类产品监督检验工作提供一些理论依据和参考。

关键词：压力容器；定期检验；强度校核

压力容器就其功能而言，它是一种承载压力的密闭性的机器设备，主要用来装载压力一定的气体和液体（气体、液体气体和介质最高工作温度高于等于其标准沸点的液体）。就其特点而言，由于其工作时处于高压状态，所以其承载的压力相对于其他普通容器就比较大。为了更好的发挥压力容器的作用，因此对于压力容器定期检验方面的问题的解决和检验方法的选择越来越受到人们广泛的重视。

一、定期检验中强度校核涉及的主要参数及关系

（一）压力容器各厚度之间的关系

压力容器设计、制造、定期检验环节中的厚度关系如图1所示。

（二）设计、制造与定期检验环节各厚度参数的差异设计环节涉及到的厚度参数有腐蚀裕量、计算厚度、设计厚度、名义厚度和有效厚度等，设计环节的各厚度参数均为预计或理论计算值。例如GB150.1-2011规定，设计者根据预期的容器设计使用年限和介质对金属材料的腐蚀速率（及磨蚀速率）确定腐蚀裕量。

制造环节涉及到的厚度参数有制造成形厚度、制造减薄量等。与设计环节相比较，制造环节中涉及的各厚度参数是实际值，厚度参数应考虑制造过程中成形减薄、原材料厚度偏差等因素，这些因素使得材料名义厚度与实际材料出厂厚度之间存在偏差，造成容器制造成形后存在δz<δn或δz≥δn的现象。定期检验环节涉及到的厚度参数有实测最小壁厚、剩余壁厚等。主要考虑容器在实际使用运行周期内的腐蚀（及磨蚀）深度对各厚度参数的影响，其中最小壁厚可以实际测得，剩余壁厚则可通过实测最小壁厚及腐蚀速率（及磨蚀速率）计算可得。

（三）判断腐蚀（及磨蚀）深度超过腐蚀裕量的取值

因设计时的数据是理论计算值，所以定期检验中，判断腐蚀（及磨蚀）深度是否超过腐蚀裕量的取值应采用制造和定期检验环节的数据，即C 4=δz-δc。当C 4+C 5>C 2时，腐蚀（及磨蚀）深度超过腐蚀裕量。

二、定期检验是否需要进行强度校核的情形

计算厚度的计算与定期檢验时进行强度校核所采用的计算公式是一致的，但强度校核时，P c和[σ]t两个参数的取值不同（P c：设计时，取设计压力；强度校核时，校核用压力不得小于压力容器允许（监控）使用压力，该压力一般小于或等于设计压力；[σ]t：设计时，设计温度下圆筒材料的许用应力；强度校核时，设计温度下或操作温度下圆筒材料的许用应力，如取操作温度下圆筒材料的许用压力，则强度校核所取的许用应力大于等于设计温度下所取的许用应力），故通过计算所得的强度校核厚度一般情况下是小于或等于计算厚度，即δ校≤δ。

根据上节对涉及定期检验强度校核主要参数的描述，结合图1所示，当C 4+C 5>C 2时，δs存在以下几种情形：

当δs≤δ时（图1中①区域），δs可能小于或等于δ校，应进行强度校核；当δ<δs≤δd时（图1中②区域），因δs>δ校；不需要进行强度校核；当δs>δd时（图1中③区域），不需要进行强度校核。

三、应用实例

某纸箱包装制品有限公司有一台在用的预热轮，查阅该容器的出厂技术资料及铭牌得知，该容器2012年11月制造出厂，2013年7月投入使用，容器内径为1000mm，设计压力为1.5MPa，最高工作压力为1.3MPa，设计温度为202℃，最高工作温度为195℃，介质为饱和水蒸汽，材质为Q235B，名义厚度为16mm，腐蚀裕量为1.0mm。2016年7月进行首次定期检验，定期检验壁厚测定测得筒体实测最小壁厚为12.9mm，封头实测最小壁厚为15.6mm，查阅出厂技术资料查得该容器筒体设计厚度为9.51mm，筒体计算厚度为7.34mm，筒体制造成形最小厚度为15.0mm，该容器设计制造标准为GB150-1998。

由上可知，δ=7.34mm，δd=9.51mm，δz=15.0mm，δc=12.9mm，C 2=1.0mm。通过简单计算可得出判断是否需要进行强度校核的以下几个参数值（以筒体为例）：C 4=δz-δc=15.0-12.9=2.1mm，C 5=4.2mm（下次检验日期按6年计算），C 4+C 5>C 2，但δs=δc-C 5=12.9-4.2=8.7mm，则有δ<δs≤δd，该容器筒体不需要进行强度校核。

四、结束语

对于压力容器定期检验中是否需进行强度校核项目，TSG 21-2016 8.3.11中规定：当腐蚀（及磨蚀）深度超过腐蚀裕量时，应当进行强度校核。但在压力容器定期检验中常常发现，虽然腐蚀（及磨蚀）深度超过了腐蚀裕量，剩余壁厚却还远大于计算厚度，甚至大于设计厚度。

针对这种情形，是否仍需要按设计制造标准进行强度校核，定期检验时，检验人员可通过查阅受检设备的设计图样、产品质量证明书和强度计算书等出厂技术资料中的各项厚度数据，结合定期检验所测得的最小壁厚值和计算得出的其他与强度校核相关的参数，快速判断该设备在腐蚀（及磨蚀）深度超过腐蚀裕量时，是否需要进行强度校核。

参考文献：

[1]高原，刘海光. 压力容器检验常见问题分析及应对措施[J]. 化工管理，2014，No.34826：181.

[2]董海艳. 压力容器检验常见问题分析及应对措施[J]. 科技创新与应用，2015，No.14028：151.

[3] TSG 21-2016，固定式压力容器安全技术监察规程[S].

[4] GB 150.1～150.4-2011，压力容器[S].

[5] GB 150-1998，钢制压力容器[S].

（作者单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院南通分院）

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