压力容器中母材夹层的问题与检验

许光辉,王　帅（山东省特种设备检验研究院枣庄分院,山东　枣庄　277000）

压力容器中母材夹层的问题与检验

许光辉,王帅
（山东省特种设备检验研究院枣庄分院,山东枣庄277000）

摘要：在压力容器的使用中如果母材夹层部位出现一定的缺陷，长期没有得到有效的处理的话，会造成一定的安全隐患，因而在实际应用中我们不应忽视每一个细节。基于此，本文主要针对压力容器中母材夹层的问题与检验进行了探讨。

关键词：压力容器；母材夹层；问题；检验

在进行压力容器的检测时如若发现测厚值出现显著的下降，而压力容器又未出现突出的腐蚀区域，极有可能是母材夹层部位出现一定的缺陷所致的。这种现象如没有引起人们的重视，特殊介质的长期作用会使压力容器出现一定的鼓包或裂缝现象，严重者会出现一定的不安全事故的发生。所以，相关人员要注意当出现上述情况时首先要明确母材夹层是否出现异常现象并做好检测工作，并针对问题进行必要的处理。

1　压力容器检验概述

压力容器主要是指一些承载一定压力、盛装液体或者气体的密闭设备。压力容器的类型较多，如分离容器、反应容器、贮运容器等，它的应用范围也较为宽泛，不仅在石油化工方面有所涉及，而且在科研以及军工等层面都有所应用，由此可见压力容器的重要性。通常情况下，压力容器由六大部分组成：筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管以及支座。压力容器因为密封等环境的制约极易发生爆炸等危险现象，对人员、设备等造成严重的威胁，而且对周围环境的污染程度也较大，世界各国对此都格外重视，并将其归入主要的质检产品行业中，交由国家专门的机构去管理，在压力容器的检测中严格参照相关法律法规执行，发现有问题要立即停止使用，在平常的使用中还要做好适当的监督与管理工作，将事故发生的几率降至最低。

2　压力容器中母材夹层导致的问题

压力容器中母材夹层出现异常现象主要有三种表现形式：一是使压力容器出现一定的裂缝，由于氢原子一般存在于压力容器内在一定情况下容器内会产生氢气，当氢原子的数量达到一定程度时由于其自身直径比较小会向钢板的夹层处渗入，当渗入量达到一定数值钢板的夹层难以承受氢原子的巨大冲击时会使得夹层较薄的区域出现鼓起等现象，并最终出现一定的裂缝。二是倘若坡口位置有母材夹层存在时，在进行焊接过程中裂缝出现的几率会更大，这种现象所造成的后果更为严重。三是母材夹层出现异常时会破坏它自身的安全性能，最终影响压力容器的正常使用。

3　压力容器中母材夹层的检验方法

3.1超声波探伤仪的使用

在压力容器中母材夹层的检验方法中超声波探伤仪是其中最为有效的一种方式。对压力容器在实际应用中，如发现有异常情况时屋面可选用超声波探伤仪直探头对异常部位进行检测，在检测中若发现母材的自由表面与夹层的夹角大于探头半扩散角时则表明夹层是完好无损的，这时要选择晶片频率较低、尺寸较小的直探头再进行深入的探测。当缺陷波没有底波时，这时即可确定存在夹层。（1）在超声波探伤仪的荧光屏上我们可清楚的看到当夹层缺陷波的水平刻度值不相等时则表明母材的自由表面与夹层之间存在一定的角度，夹角的大小我们可采用以下方法进行明确：第一将母材自由表面距离相同的点用一条直线连接起来；第二在这些点所连接起来的直线上做一垂直线，并在垂直线上找到夹层的两个端点；第三，通过求得母材自由表面上的两个端点的深度差与亮点之间的距离比即可求得母材自由表面与夹层之间的夹角。（2）当夹层缺陷波的水平刻度值相等时则表明母材与夹层之间无夹角。这种情况也充分说明夹层对压力容器不会造成一定的影响，可放心应用。

3.2测厚仪的使用

在使用测厚仪进行检测时如若发现压力容器壁厚骤变时要立即将测厚仪所显示的数值进行准确记录，将骤变区域分成一小段进行检测，通过对数据的分析判断出骤变的具体部位。如果骤变范围较小的话则主要是由于小气孔等所引起的，这种现象不会对压力容器的安全性造成一定的威胁，在检测中如果发现骤变的区域较大的话，则应根据具体的数值对夹层的具体现象做出仔细的分析，并针对问题作出必要的补救措施，测厚仪由于自身条件的制约在检测中会存在一定的误差，因此提高测厚仪的准确度是后期值得我们关注的地方。

4　压力容器中母材夹层问题的解决措施

4.1预防措施

在压力容器的使用中对夹层缺陷控制中我们可从以下两点加以重视：其一，在压力容器使用中要定期做好检测工作，尤其是对母材夹层部位的壁厚情况，发现有鼓包等异常情况时要立即采取行之有效的措施加以预防。其二，要使压力容器的质量优质化，其中最关键的一项内容是材料的选择上，在选取材料中，一定要严格参照相关标准进行，不能为了图一时的便利或是节省开支等挑选质量不达标的材料进行投入生产，这样势必会影响压力容器的后期使用，加大不安全事故的发生几率。

4.2解决措施

当压力容器的母材夹层部位出现一定的缺陷时我们应寻求有效的措施加以解决，一方面可进行挖补解决，挖补解决的首要一步是将夹层的缺陷部位进行准确定位，找出缺陷的具体范围，继而将缺陷部位清除。另一方面可采用夹层缺陷修复方式进行处理，在修复中主要是采用焊接的方式进行，首先使用超声波探伤法将夹层缺陷的具体范围以及深度做出准确的定位，其次对缺陷部位进行适当的修复处理。在修补的过程中，将碳弧气刨应用到夹层较浅一侧母材的刨除中，直到露出夹层为宜。

5　结束语

综上所述，本文主要针对压力容器中母材夹层缺陷所带来的危害进行系统、全面的分析并根据这些缺陷提出有效的判断夹层缺陷的方法。在遇到具体问题时要采取行之有效的方式去检测，如发现夹层缺陷存在于母材中时要使用超声检测仪器进行准确定位缺陷的具体位置，继而采取有效的措施加以处理，以便能对症下药。只有做好母材夹层缺陷的预防以及有效处理工作，才能最大限度的提高压力容器的使用成效性。

参考文献:

[1]石巍，徐建军.浅谈压力容器检验中无损检测技术的运用[J].中国新技术新产品，2012(18):10-11.

[2]兰勇,李伟峰.在用压力容器检验中裂纹探讨[J].商品与质量:学术观察,2012(06):226.

[3]郑涛,刘永强,廖英英,郝亮.基于ANSYS的压力容器表面凹坑缺陷安全评定分析[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2014(04):76-77.