超期服役管壳式换热器检验检测方法探讨

张志勇

摘要：随着工业技术的发展与进步，各种炼油、化工企业不断涌现，压力容器作为企业在用设备数量也在持续增长。由于各种原因使用超过设计寿命或者超过２０年的压力容器也层出不穷，该种设备如何检验并继续使用也成为企业关注的重点。本文对超期服役管壳式换热器检验检测方法进行分析，以供参考。

关键词：超期服役；管壳式换热器；检验检测

引言

随着我国工业化水平的不断提高，压力容器的数量也逐年剧增，据国家市场监督管理局的统计数据显示，截至到2019年，我国的压力容器在用数量已接近400余万台。与此同时，超过设计使用年限的压力容器也在逐年增加。一般情况下，超过设计使用年限的压力容器应当给予报废、注销，但是部分设计人员为了规避风险，对所设计的压力容器的设计使用寿命规定得较短，这类压力容器尚有继续使用的可能性。根据国家特种设备安全法和压力容器相关技术规范，此类压力容器应当委托检验机构对其检验。在检验实践过程中，对一台超设计使用年限的压力容器进行检验时，采取专用检验方案，对其进行检验后，成功发现其存在的潜在缺陷，避免了该压力容器事故的发生。

1综述

压力容器由工厂设计、制造、运输、装配等多链投入使用。但是压力容器的故障很难避免，在任何部分都可能导致容器损坏。压力容器主要以焊接形式制造，容器的最终评价受到各种焊接环境的影响。容器监测合格后，可能存在残馀风险；受环境条件影响的破损压力容器。当使用压力容器时，容器通常通过定期的全面检查来评估。按照安全技术固体压力容器监测规程的要求，定期检查包括宏观检查、表面缺陷检查、隐藏故障排除、披露检查等。对于常规压力容器，上述检测方法通常可以满足评估要求，以确定容器的安全状态和检测周期。但是，这种通常的检验方法并不具有针对性，在管理过程中可能会导致由于容器的非静止能力等因素引起的“不足”或“过度”检验。RBI技术是一种分析压力容器固有危险和潜在危险、确定容器可能失效、失效概率、容器后果严重程度以及有效验证这些潜在失效的方法。该技术侧重于高风险容器，作为审查重要关键领域、制定审计方案等的基础。服务。这种检测工具在我国逐步得到批准，但总体上处于学习、引进和试点阶段。

2 RBI检验技术实施的局限性

《固体压力容器安全技术监测指示》明确规定，压力容器的风险检查必须首先由主管当局或适当合格的第三方进行，以考虑实际管理单位是否有能力管理此类压力容器。目前我国风险群体很少，没有进一步扩散。RBI技术的实施可以对集装箱的安全使用起到积极作用，但RBI技术是从国外引进的，工业发展、设备管理和风险控制的关键方向各不相同。一些风险评估软件目前使用的国外测量数据与我国设备的实际运行不一致。为此，RBI技术必须在符合国家现行法律法规和标准的公司可接受的框架内运行。

3常规检验项目及方法

3.1宏观检查

一方面，研究了长期使用压力容器进行服务时可能出现的结构和几何变化。对于大型容器，例如 .煤质水合物、反应器、合成器、大型塔式容器，将过时服务设备的支架和基础变成降水、坡度等。但是，对于腐蚀缓解损失的损坏，特别是点蚀，重点是对内部面进行宏观检查，并对腐蚀问题进行研究。在宏观检查中，对公司超过服务年限的压缩机缓冲罐进行了几个腐蚀点的研究。腐蚀点经磨削确认，腐蚀深度已为10 mm(设备体厚度为16 mm)，局部点具有高度腐蚀性，尤其是固定管板换热器, 还有温差应力, 管板与换热管联接处极易泄漏,导致换热器失效。

3.2无损检测

对于具有溢流压力容器的定期检查，特别是在环境裂缝和机械损坏的情况下，表面无损检测是必不可少的。基于表面的故障检测有助于检测缺陷，从而更好地确定容器。表面损伤检测方法主要包括磁铁检测和磁场的渗透检测及多磁化。隐藏误差的检测通常是通过脉冲反射超声亚识别、常规辐射检测、TOFD推导方法超声波检测和相位几何超声检测进行的。在实际测试中，通常由脉冲频率的超声波检测来检测，从而使检测速度、高故障率、低成本等成为可能。

4管壳式换热器主要失效模式分析

4.1管子的腐蚀

管子的腐蚀分为全面腐蚀与局部腐蚀两种。全面腐蚀减薄时，寿命可以根据腐蚀速率进行预测。局部腐蚀具有不确定性，但管子入口端40～50mm处的管端是最常见发生局部腐蚀的，一般是入口介质的涡流磨损与腐蚀共存引发的，管子内侧有残留物堆积、粘连也容易出现点腐蚀现象。

4.2浮头密封失效

浮头密封的结构设计比较复杂，包含浮头法兰、管板、钩圈、垫片和螺栓等部分，除结构上的因素外，还有一些因素直接影响浮头密封效果。如，密封面表面光洁度不够，存在凹坑、刻痕、沟槽、凸起或边缘缺损等缺陷；浮动管板外表面焊接后变形；密封面宽度过窄或浮动管板和浮头法兰密封面尺寸偏差过大导致密封面减小；垫片尺寸不精确、表面质量不高、存放时间过长；A型钩圈外翻、B型钩圈变形；拆装过程中不规范，紧固螺栓的过程中未按顺序进行或预紧力大小不均匀。

5检验检测项目探讨

5.1腐蚀减薄

存在腐蚀减薄损伤模式的超期服役管壳式换热器，如果是均匀腐蚀，检测方法一般为VT和腐蚀部位定点壁厚测定；如果是点蚀坑或蚀孔，检测方法一般为VT；如果是焊缝腐蚀，检测方法为VT和焊缝尺检测；当腐蚀发生在内壁无法进行内部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或DR查找减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定。壁厚测定的位置应当有代表性，有足够的测点数，一般每处不得少于3点。测定后进行位置标记，对异常测厚点应做详细标记。重点对易腐蚀、易冲蚀、制造工艺减薄、变形、修磨后的部位及壁厚小于原设计壁厚的部位进行检测。

5.2球化

存在球化损伤模式的超期服役管壳式换热器，应对壳体和管板进行硬度测量，若数值明显下降，应对典型部位进行金相分析和强度试验，判断其球化程度以及强度下降情况。壳体超温部位内外部母材、焊缝、热影响区均应增加硬度检测点；检测时注意硬度增高或降低的部位，对可疑部位增加测点；对于有材质裂化倾向管壳式换热器，应增加硬度测点数量；尽量在设备内表面测量，当无法进入设备内部检测时，可在设备外表面进行测量。

结束语

返工压力容器必须经过严格测试才能继续使用，否则会对企业安全构成严重威胁。压力容器在控制中的转移责任至关重要，核查中隐含的负担是及时排除危险的危险。这是审计机构的责任和企业的义务。

参考文献

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