基于失效模式的在役压力容器检验

李军 程波

摘要：当下，失效理论在社会多个行业发展进程中有广泛应用，而压力容器是现代工业发展中的基础设备设施。全面落实在役压力容器的检验工作，具有很大现实意义。本文在阐述失效模式的基础上，对在役压力容器检验中失效模式的应用方法及流程做出较详细分析。

关键词：在役压力容器;失效模式;检验流程

失效，实质上就是指设备或设备零部件在运行期间，在损坏等因素的作用下而丧失原有功能与作用的情况，以变形、损伤、断裂等较为常见。失效模式是现代设备投运期间的一类主要发展趋向，在与科技相关的领域中，失效模式形成的影响难以完全规避，故而加强失效分析工作，及时发现设备设施运行期间存在的隐患，力争延长设备使用年限，对工业产业运行过程有明显的促进作用。

一、失效模式

我国工业产业在发展过程中，因为材料生产、设备制造等技术体系缺乏完善性，造成压力容器在长期运行期间存在不同程度的缺陷与不足。且外加当下制造企业经济实力参差不齐，为减少运营成本，企业通常不会重视新技术的引进与应用，以致压力容器现存的质量缺陷难以及时解除，变形、断裂等问题频频发生。结合失效过程的特征，可将压力容器失效模式分为物理失效、化学失效两个类型，但是若对失效现象发生所具备的特征进行分析，一般会把失效模式分为变形、断裂、腐蚀、磨损及泄漏五种类型[1]。

以上五种失效模式为压力容器失效模式的基本类型，结合各自失效过程特征，又能对其做出进一步细分。例如依照变形严重性的不同，可划分为弹性变形、蠕变变形及塑性变形失效模式;按变形严重程度，可分为韧性断裂、脆性断裂模式;结合断裂纹路拓展渠径不同，可分为沿晶断裂、混晶断裂与穿晶断裂模式;结合应力形成原因与载荷性质的差异性，可分为疲劳断裂、环境断裂模式，而后者又有机械疲劳、高温疲劳、腐蚀疲劳及微动疲劳模式等之分。

二、失效模式在役压力容器检验

以失效模式为基础，对在役压力容器开展检验工作，能够同步提升压力容器检验效果与质量，及时发现潜在的安全隐患，实施有效的解除措施，促进容器功能的最大化，对工业有关产业持续发展目标的实现提供设备设施支撑。

（一）制定检验方案

明确压力容器的生产材料类型、运行机制、生产环境、操作技术等因素，确定失效具体内容与形成原因，明确内、外部因素对其形成的影响，在综合分析多种因素后，有针对性的制定检测方案，严格执行，并深度探析造成失效的不同因素间的相关性，并加强控制变量的整体分析，探析关键因素与主要矛盾，不断完善检验方案，进而实现对压力容器失效过程的有效抑制与解除，以防压力容器运行期间，隐患蔓延，影响设备运行安全性、有效性。

（二）合理选择检验方法

结合压力容器的具体作业环境特征，在正式投入前期，一定要全面落实容器的维护、管理工作项目，以促使压力容器效能的充分发挥。在具体检测实践中，可采用宏观检测方法判断压力容器的基本运行状况，也可应用工具设备或直接观察法，实现对压力容器外部形态的检查，确定其是否出现形体改变、结构断裂、表层损伤等情况[2]。并以宏观检查工作为基础，在专业仪器设备与技术方法的协助下，例如超声检验、涡流检测及射线检验等，对压力容器的材质、功能、腐蚀状况等指标的整体监测，获得更准确的检测信息，在全面掌握容器运行状况的基础上，有针对性的开展维修与保养工作，若在检修内容与方法确定后，应开展停机检修工作，保证检查的全面性，同时定期检查易损部位运行状况。

（三）在役压力容器检验具体操作

首先，全面审查压力容器资料内容，结合设备运行实际情况，重视对压力容器材料质量的检测与审查，评判压力容器材料是否符合工业产业运行期间对压力、温度、工作介质等指标提出的要求，明确材料的强度、韧性、耐温性（高温、低温）以及抗腐蚀性等是否与设计标准、使用需求相匹配。与此同时，还要加强对压力容器内所储存或流通介质的审查，重点是检查压力容器运行期间介质成分变化与杂质形成状况，通过分析检查结果，以间接性判断容器能否迎合应力腐蚀的客观性需求。审核压力容器作业环境的载荷、温度等指标的变化情况，洞察变化规律，以预测压力容器在实际运行期间疲劳、蠕变、低温脆断等失效现象的发生率。加强对压力容器运行期间相关数据信息的记录，尤其是启动、停机等操作环节中容器运行数据的变化，以评估其是否存有充装过度、化学爆炸、超压失稳等隐患。

其次，加强压力容器内、外部的宏观检查。该项检查工作的落实，通常是在有关仪器设备协助下进行的，进而达到对压力容器失效状况的有效分析与控制。多数情况下，视觉与听觉等感观检验是常用的宏观检查手段类型，视觉检测方法应用期间，主要是结合灯光放大形式，实现对失效部位的精确识别与判断;而听觉检测技术在应用期间，通常是采用小锤进行敲击动作，检测人员结合敲击回声，初步判断压力容器的基本运行状况，明确其是否存在裂缝、腐蚀等不良状况[3]。在压力容器检验过程中，宏观检查是一类最常见的检查手段，宏观检测工作效率与检验人员的实践经验存在明显相关性，应全力保证压力容器检测位点的精确性，全面提升宏观检验工作的有效性。

最后，合理应用超声波检测技术，其功能在于测量容器厚度。压力容器在现实应用期间，多种介质会对其运行效率形成影响，通常体现在压力容器的内壁被腐蚀、磨损等方面上。若该种现象不能有效被抑制，将会直接影响压力容器效能的正常发挥，情节严重时可诱发安全事故。故而使用單位可定期采用超声波仪器测量压力容器的厚度，将检测结果和壁厚设计值或上一次检测结果进行对比，分析压力容器当前的运行状况。

三、结束语

本文对失效模式类型进行了浅要分析，并对以失效模式为基础的在役压力容器检验方法做出较详细研究，希望能与同行分享经验。在具体实践中，结合压力容器失效形式的不同，选择差异性检查方法，并定期开展检测工作，及时发现与排除隐患，弥补失效缺陷，促使压力容器对工业发展做出更大贡献。

参考文献

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宋绍山.关于锅炉压力容器检验的技术分析探讨[J/OL].节能，2019（3）：109–110.

张毅斌.低温绝热压力容器定期检验要点探讨[J].中国标准化，2019（4）：184–185.