• 低溫絕熱壓力容器的定期檢驗

    日期:2017-03-20 | 閱讀量:3090

    中國質量新聞網  2015-12-30 13:22:28
        ■文/吳翠蓮

        隨著經濟的迅速發展,低溫絕熱容器使用范圍日益擴大,現已廣泛應用于化工、電力、機械、醫療衛生、交通運輸等各行行業。

        低溫絕熱容器的結構不同于普通壓力容器,其結構采用獨特的真空夾套式結構,即根據不同設計要求在密閉金屬內膽與外殼體間采用不同的絕熱方式(真空粉末材料絕熱、纖維材料絕熱、多層絕熱等),使夾層達到一定的真空度。該類容器在結構及用途方面的特殊性,決定了該類產品屬技術密集型產品.其制造及生產過程涉及到低溫材料、低溫焊接、低溫吸附等低溫技術及壓力容器技術、真空技術、檢漏技術等多方面綜合技術,因此,其相應的檢驗檢測技術要求亦與普通壓力容器存在一定的差別。

        由于其結構為全封閉真空夾層容器,介質為低溫液體,內膽無法直接檢驗,給檢驗工作增加了難度。同時相應的檢驗規范、規程不明確,實際檢驗的操作性不強,也給定期檢驗工作帶來了一定的難度。為了保證檢驗的可靠性,需對低溫容器運行中影響安全的因素進行系統的分析,了解低溫容器的內在規律,從而確定重要環節及關鍵因素檢驗的內容、方法。本人結合幾年來對低溫壓力容器的檢驗經驗,依據相應法規標準的要求,總結出低溫壓力容器檢驗過程中常出現的問題以及檢驗過程中的一些具體要求,歸納如下:

        低溫容器常出現的問題分析

        1、真空度的喪失。

        根據真空類型的不同分真空粉末型和高真空多層絕熱型。影響真空度喪失的原因有很多,其中包括:

        一是夾層中絕熱材料(粉末珠光砂、絕熱鋁箔、吸附材料等)的影響,由于絕熱材料的物理性能和物理形狀不同,其導熱率也有所不同。另外,同樣的絕熱材料,當處于不同的真空度時,其導熱性能也不相同,基本規律是隨著真空度的降低,導熱率上升。

        二是真空夾層氣體的影響。隨著真空度的降低,真空夾層內氣體的含量增加,導熱上升。

        三是夾層內各種材料放氣現象的影響,也就是我們所說的真空夾層漏放氣速率。隨著時間的推移,材料的放氣不可避免,進而導致真空度的降低。

        四是溫度的影響。在穩定傳熱的情況下,夾層珠光砂等絕熱材料的導熱系數隨溫度降低而降低。

        圖1、圖2就是在檢驗過程中發現的問題,經解剖發現產生缺陷的原因就是夾套缺陷部位對應的絕熱材料性能喪失致使夾套凍裂的現象。

        2、安全附件的失效。

        造成安全附件失效的原因有:超出安全閥校驗周期,罐體內部壓力過高,真空度超出安全范圍。安全附件連接部位有泄漏,一些安全附件的質量問題,例如在檢驗中發現大部的容器真空規管因質量問題失效,無法測量真空。

        3、外部管路、閥門的泄漏、結冰。

        從近幾年低溫容器定期檢驗的情況看,外部連接管道存在的問題較多,主要問題是外接管道焊縫泄漏及接管凍裂的現象。造成泄漏的原因,從安裝上來說,低溫壓力容器的外接管道都是現場安裝操作,現場焊接條件是否滿足施焊要求,以及安裝單位及操作人員素質水平參差不齊,焊接材料、管道材料的真實性,都存在一些安全隱患。從使用工藝上來說,主要原因是連接的密封性能不好,或者是由于反復充裝,接管與殼體的連接處存在溫差變化,導致接管與殼體的連接部位以及閥門密封面產生交變應力而造成的泄漏。

        針對問題制定檢驗方案

        1、技術資料審查。

        包括設備出廠資料是否齊全、管理制度是否健全,運行記錄以及以往的檢驗報告是否完整。該階段尤其要注意上次檢驗報告中是否存在問題記載,以便調整此次檢驗的工作重點。同時,低溫絕熱壓力容器的運行記錄是非常值得注意的,它能夠從某些方面反應出容器的絕熱性能。

        2、外部檢驗。

        除普通壓力容器的常規檢驗項目外,應重點檢查容器保溫層和隔熱層、外殼有無機構損傷、結霜或冒汗、真空度有無下降,真空閥在正常工作狀態下是否有效保護、設備基礎有無下沉、傾斜、開裂等,此外注意容器的地腳螺栓是否牢固、堅實,受到自然災害情況下不至于傾斜、倒塌,引發更大的災害。檢查閥門是否完好,管路在使用過程中是否有損壞和彎曲。罐體有無接地裝置,檢查其是否符合要求。檢查外殼外表面的腐蝕情況,對于腐蝕嚴重之部位必須用超聲波測厚儀進行厚度測定。

        3、安全附件檢驗。

        低溫液體儲存容器的主要安全附件包括安全閥、爆破片、壓力表、液面計、溫度計、緊急切斷閥等,安全閥、爆破片應定期按期進行更換。

        4、耐壓試驗。

        強度試驗是衡量低溫絕熱壓力容器內膽質量的重要依據?!秹毫θ萜鞫ㄆ跈z驗規則》要求,每兩次全面檢驗周期內應當對壓力容器進行一次耐壓試驗,而《固定式壓力容器安全技術監察規程》則要求使用單位或者檢驗機構對壓力容器的安全狀況有懷疑時,應當進行耐壓試驗。因此,是否做強度試驗,檢驗員要針對具體檢測情況而決定??紤]到低溫絕熱壓力容器結構的特殊性及其在運行條件下不允許殘留試驗液體的實際情況,強度試驗可采用氣壓試驗,壓力系數取1.10。由于低溫絕熱容器采用夾套式結構,所以氣壓試驗所規定的合格條件基本無從考證,因此,在試驗過程中必須控制試驗壓力的變化情況,從保壓情況來判斷其內膽氣壓試驗是否合格。

        5、氣密性試驗。

        低溫絕熱容器除了具有特殊的結構形式外,還具有較一般壓力容器復雜的管路系統。因此氣密性試驗比較重要。對于圖紙上有氣密要求的必須進行氣密性試驗的檢測。對于液氮、液氬等惰性介質可直接用介質進行,其它的則必須根據檢驗規程中要求的介質進行試驗。

        6、夾套真空度檢測。

        夾套真空度是衡量低溫絕熱壓力容器真空絕熱性能和使用壽命的重要技術指標。因此對低溫容器進行定期檢驗時,必須對真空度進行檢驗。在進行低溫絕熱壓力容器夾層真空度測量時,尤其是對于盛裝易燃、危險性較強的低溫液體的低溫容器,在測量時一定要注意嚴格按要求操作,以免破壞真空規管,導致夾層真空度的喪失,甚至導致泄漏等事故的發生。

        夾層上裝有真空測試裝置的低溫液體(絕熱)壓力容器,應測試夾層的真空度。未裝低溫介質的情況下,真空粉末絕熱夾層真空度應當低于65Pa,多層絕熱夾層真空度應當低于40Pa;裝有低溫介質的情況下,真空粉末絕熱層真空度應當低于10Pa,多層絕熱夾層真空度應當低于0.2Pa。夾套內部真空度檢驗:將真空表接到位于貯罐下部的真空管上,連接好后,打開貯罐真空閥,此時真空表的讀數應小于10Pa,否則需重新抽真空,以提高夾套層的絕熱性能。

        7、用測定靜態日蒸發率的方法。

        如果低溫容器沒有預留真空接口或規管接口已損壞,無法用真空計測量夾套真空度,考慮用測定靜態日蒸發率的方法判定該容器真空度的保持狀況。實測日蒸發率指標小于2倍額定日蒸發率指標為合格。

        目前用于測量低溫壓力容器蒸發率的方法主要有兩種:測重法和蒸汽流量測量法。自耗量測定:根據有關技術要求,貯罐的日蒸發率應小于5%。否則就表明夾套層的保溫性能下降或罐體有泄漏。具體檢測方法如下:內膽加入50%以上低溫液體,打開放氣閥,除壓力表、液位計閥開啟外,其他閥門關閉,保持熱平衡48小時,然后在放氣閥管口上用流量計測得穩定的氣體流量。

        8、增加對外部管道連接部位及接管的檢測。

        雖然壓力容器的定期工作只針對壓力容器本體部位,但考慮到低溫壓力容器外接管道的重要性,所以本方案增加了對外部管道連接部位的檢測。主要檢查項目為宏觀檢查、接管壁厚測定、滲透檢測以及氣密性試驗,檢測的目的是防止焊縫連接處及接管在使用過程中產生新的缺陷,接管的局部減薄,以及法蘭密封面和閥門密封面的完好情況。

        當前低溫絕熱壓力容器的使用范圍越來越大,發展越來越快。低溫絕熱壓力容器的定期檢驗,其特殊性主要體現在內膽的不可見性及真空夾套絕熱性能的特殊要求,運行中存在一定的危險性。因此低溫壓力容器的定期檢驗尤為重要。作為我們檢驗工作者來說,檢驗時一定要嚴格執行低溫容器檢驗工藝要求,結合實際情況,對檢驗項目和運行情況進行綜合分析研究,確保低溫絕熱壓力容器的安全運行。

        (作者單位:江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院泰州分院)

    備案號:豫ICP備19001083號-1

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