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摘要:近年来我国在乙烯装置低温压力容器实际使用和检验的过程中,已经形成了較为良好的发展模式,不仅能够确保使用的效果,还能通过无损检验技术、硬度与金相检验技术等及时发现低温压力容器的问题,便于做出相应的整改与完善,具有一定的重要意义。因此,新时期的环境下应重视乙烯装置低温压力容器的使用,筛选最佳的检验措施,进一步提升低温压力容器的运行和发展水平。
关键词:乙烯装置;低温压力容器;使用;检验
当前我国大型、中型乙烯装置方面,多使用深冷分离的工艺技术实现裂解气的分离目的,而工艺技术的使用需要低温压力容器的使用,确保生产的质量与效果。但是,低温压力容器具备一定的易燃易爆特点,压力较高,如果出现泄露现象或是脆断现象,将引发严重的安全事故。为预防出现安全事故问题,应结合低温压力容器的应用特点与情况,使用专业性、先进性检验措施,及时掌握问题作出处理,确保压力容器的良好使用与运转。
1 乙烯装置低温压力容器的使用分析
目前我国乙烯装置运行的过程中低温压力容器的类型繁多,除了传统的冷箱以外,还涉及到换热器设备、分离容器设备、存储容器设备等,使用的过程中具有以下几点特点:
1.1 介质危险性的特点
低温压力容器所接触到的介质具有易燃易爆的危险性特点,例如:裂解气介质的成分主要就是丙烯成分、乙烷成分、乙烯成分、丙烷成分等,为提升工艺技术应用的便利性,会对裂解气压缩处理,之后分离处置。同时,低温压力容器工作压力,最高能够达到4.8MPA,如果介质非常危险,再出现缝隙或是断裂的问题,将会在高压的影响下发生安全事故。
1.2 材料具有经济性的特点
当前我国在低温压力容器应用的过程中,已经开始考虑到经济成本的控制选用低成本的材料,在材料使用方面不仅能够满足低温之下的冲击韧性标准规范,其他和外壳之间相互焊接的附件都可以按照低温用材要求选择成本很低的材料,例如:支柱部分、垫板部分,能够确保效益符合要求。
1.3 具有柔性化特点
当前在低温压力容器设计方面已经开始考虑到柔性化的发展需求,在设计与使用的环节中减少集中应力所带来的影响,例如:厚度不相同板材焊接的环节中,结合规定对板材削薄,可预防出现应力过于集中的现象。再如:接管补强的环节中,使用厚壁管补强的措施,也能够预防发生集中应力的问题,增强低温压力容器使用的柔性化水平。
2 乙烯装置低温压力容器的检验
2.1 采用无损检测技术
采用无损检测技术,执行检验工作的目的在于发现宏观检测过程中不能、无法检验出来的埋藏缺陷问题或是表面问题,低温压力容器检验的工作中,无损检测技术属于非常有效的措施,因此应予以一定的重视。首先,低温容器球罐部分的检验工作中,按照无损检测技术的标准要求,先执行内表面焊接缝的埋藏缺陷或是全部表面的无损检测任务,之后检测接管焊接质量与孔焊接质量,如果条件允许,还可以将局部的保温层拆除检测支柱角焊接的质量,如果没有异常现象,可以不进行埋藏缺陷的检测分析,其次,应该注意,一般情况下,低温压力容器检验的环节中需要执行100%完全的埋藏缺陷检测工作,主要原因就是:球罐在低温的环境中长时间应用,很可能会出现新的缺陷问题,或者是之前在制造期间埋藏的缺陷问题扩展现象,需要在全面性采用无损检测技术检验之后才能明确,尤其是新研发的乙烯球罐,由于材料的性能与焊接技术尚未形成成熟的经验,如果不能使用无损检测技术全面性的检验缺陷,可能会引发严重的后果,因此,必须要通过无损检测技术执行全面性的缺陷检验工作。最后,球罐在使用的过程中含有数量很多的易燃易爆液态乙烯成分,如果因为缺陷出现泄露问题将会引发安全事故,出现严重的后果,因此需要使用无损检测技术,检验表面区域是否存有缺陷,例如:使用磁粉探伤的无损检测技术,明确表面区域是否存在缺陷问题,如果检测的位置不适合使用磁粉探伤无损检测技术,就应该改用渗透探伤技术措施,以免埋下安全隐患问题。埋藏缺陷检验的工作中,可以使用超声探伤的无损检测技术,一旦发现有深度性缺陷问题或是不确定性的结果,可通过射线探伤的无损检测技术二次检验,提升检验结果的准确性。
2.2 宏观检验的措施
宏观检验的工作中主要涉及到尺寸方面、结构方面、表面缺陷方面与腐蚀方面的检验工作等,需结合检验规定标准的要求,执行广泛性的检查任务。首先,腐蚀检验的工作中,不仅需要及时发现一般均匀性的腐蚀现象,还需掌握应力类型、晶间类型与氢侵蚀类型的腐蚀问题,在了解压力容器技术情况与使用情况的基础上科学化检验。其次,宏观检验的工作中还需重点结合低温压力容器结构特点与设计特点,及时发现不符合标准或是不满足性能要求的位置问题,观察有无缺陷现象。由于容器在应用的过程中具备一定程度的缺口敏感性,所以宏观检验的环节中需强化表面损伤的检查,例如:表面划痕损伤、焊缝损伤、弧坑损伤等。最后,重视焊缝方面的宏观检验,明确余高问题、棱角度超标问题、咬边区域的缺陷问题,同时分析是否会因为应力过于集中出现裂缝现象。另外,宏观检验工作中,还需注意接管法兰与换热器法兰等非常重要的连接位置,需要检验是否有缺陷问题,并重点检查密封结构中有无划痕缺陷现象,避免埋下安全隐患。
2.3 壁厚的检验措施
低温压力容器壁厚检验的工作中重点考虑实际的壁厚、强度校验最小壁厚的状况,要求每一块钢板在壁厚检测工作中厚点在4点以上,球罐的外壳板需要设置5点以上,保证壁厚检验工作的准确度、全面性。与此同时,重点关注经常出现液面波动现象的位置、容易发生腐蚀问题的位置、容易发生变形问题的位置、经常有壁厚变薄现象的位置检验工作,及时通过壁厚检验和检查的方式明确缺陷问题。
2.4 硬度检验的措施
乙烯装置中所采用的低温压力容器应用的过程中,硬度检验工作属于最为重要的部分,开展硬度检验工作的过程中,需重点在低温压力容器的罐体中选择焊缝内壁的检验点,测定焊缝和周围热影响区域、母材的刚度情况,检验的目的是为了明确压力容器在长时间低温环境中运行之后所有材料硬度有无改变,掌握金属类型原材料的硬度数据值和强度数据值的对应关系状况,明确相应的焊接接头位置、热影响区域位置、母材位置的强度有无匹配性的不足。
2.5 耐压与气密性的检验
耐压检验的工作中应按照低温压力容器的应用规定,尽可能缩短检验的间隔时间,如若低温压力容器自身不能进行水压试验,就应结合规定进行处理,将其中的保温层部分拆除之后,增加宏观检验的项目、无损检测项目,及时发现耐压的问题。同时还需执行气密性的检验工作,按照规定指标的要求,执行气密性的检验工作,明确低温压力容器在应用过程中是否存有泄露的安全隐患、其他的风险问题,借助气密性检验措施、耐压试验措施等系统化研究分析低温压力容器的质量,确保所有容器设备的高效化、良好性应用。
结语:
综上所述,近年来我国乙烯装置低温压力容器在应用过程中,受到焊缝质量因素、其他缺陷因素的影响经常发生泄露安全隐患问题,严重影响低温压力容器应用和运行的安全水平。因此,相关部门和人员应形成正确检验观念意识,借助无损检测技术、宏观检验措施、刚度检验的技术、气密性试验手段等,综合性检验缺陷问题,保证压力容器应用安全性。
参考文献
[1] 庞辉勇1,王九清1,车金锋1,等. 超低温环境压力容器钢板成套技术开发应用[Z]. 河钢集团舞钢公司. 2018,12(33)144-178.
[2] 朱蔚然,朱亚菲,方欣. 重型压力容器马鞍形自动焊机[J]. 内燃机与配件,2017,33(12):52-53.
南京通用化工设备技术研究院 210047
关键词:乙烯装置;低温压力容器;使用;检验
当前我国大型、中型乙烯装置方面,多使用深冷分离的工艺技术实现裂解气的分离目的,而工艺技术的使用需要低温压力容器的使用,确保生产的质量与效果。但是,低温压力容器具备一定的易燃易爆特点,压力较高,如果出现泄露现象或是脆断现象,将引发严重的安全事故。为预防出现安全事故问题,应结合低温压力容器的应用特点与情况,使用专业性、先进性检验措施,及时掌握问题作出处理,确保压力容器的良好使用与运转。
1 乙烯装置低温压力容器的使用分析
目前我国乙烯装置运行的过程中低温压力容器的类型繁多,除了传统的冷箱以外,还涉及到换热器设备、分离容器设备、存储容器设备等,使用的过程中具有以下几点特点:
1.1 介质危险性的特点
低温压力容器所接触到的介质具有易燃易爆的危险性特点,例如:裂解气介质的成分主要就是丙烯成分、乙烷成分、乙烯成分、丙烷成分等,为提升工艺技术应用的便利性,会对裂解气压缩处理,之后分离处置。同时,低温压力容器工作压力,最高能够达到4.8MPA,如果介质非常危险,再出现缝隙或是断裂的问题,将会在高压的影响下发生安全事故。
1.2 材料具有经济性的特点
当前我国在低温压力容器应用的过程中,已经开始考虑到经济成本的控制选用低成本的材料,在材料使用方面不仅能够满足低温之下的冲击韧性标准规范,其他和外壳之间相互焊接的附件都可以按照低温用材要求选择成本很低的材料,例如:支柱部分、垫板部分,能够确保效益符合要求。
1.3 具有柔性化特点
当前在低温压力容器设计方面已经开始考虑到柔性化的发展需求,在设计与使用的环节中减少集中应力所带来的影响,例如:厚度不相同板材焊接的环节中,结合规定对板材削薄,可预防出现应力过于集中的现象。再如:接管补强的环节中,使用厚壁管补强的措施,也能够预防发生集中应力的问题,增强低温压力容器使用的柔性化水平。
2 乙烯装置低温压力容器的检验
2.1 采用无损检测技术
采用无损检测技术,执行检验工作的目的在于发现宏观检测过程中不能、无法检验出来的埋藏缺陷问题或是表面问题,低温压力容器检验的工作中,无损检测技术属于非常有效的措施,因此应予以一定的重视。首先,低温容器球罐部分的检验工作中,按照无损检测技术的标准要求,先执行内表面焊接缝的埋藏缺陷或是全部表面的无损检测任务,之后检测接管焊接质量与孔焊接质量,如果条件允许,还可以将局部的保温层拆除检测支柱角焊接的质量,如果没有异常现象,可以不进行埋藏缺陷的检测分析,其次,应该注意,一般情况下,低温压力容器检验的环节中需要执行100%完全的埋藏缺陷检测工作,主要原因就是:球罐在低温的环境中长时间应用,很可能会出现新的缺陷问题,或者是之前在制造期间埋藏的缺陷问题扩展现象,需要在全面性采用无损检测技术检验之后才能明确,尤其是新研发的乙烯球罐,由于材料的性能与焊接技术尚未形成成熟的经验,如果不能使用无损检测技术全面性的检验缺陷,可能会引发严重的后果,因此,必须要通过无损检测技术执行全面性的缺陷检验工作。最后,球罐在使用的过程中含有数量很多的易燃易爆液态乙烯成分,如果因为缺陷出现泄露问题将会引发安全事故,出现严重的后果,因此需要使用无损检测技术,检验表面区域是否存有缺陷,例如:使用磁粉探伤的无损检测技术,明确表面区域是否存在缺陷问题,如果检测的位置不适合使用磁粉探伤无损检测技术,就应该改用渗透探伤技术措施,以免埋下安全隐患问题。埋藏缺陷检验的工作中,可以使用超声探伤的无损检测技术,一旦发现有深度性缺陷问题或是不确定性的结果,可通过射线探伤的无损检测技术二次检验,提升检验结果的准确性。
2.2 宏观检验的措施
宏观检验的工作中主要涉及到尺寸方面、结构方面、表面缺陷方面与腐蚀方面的检验工作等,需结合检验规定标准的要求,执行广泛性的检查任务。首先,腐蚀检验的工作中,不仅需要及时发现一般均匀性的腐蚀现象,还需掌握应力类型、晶间类型与氢侵蚀类型的腐蚀问题,在了解压力容器技术情况与使用情况的基础上科学化检验。其次,宏观检验的工作中还需重点结合低温压力容器结构特点与设计特点,及时发现不符合标准或是不满足性能要求的位置问题,观察有无缺陷现象。由于容器在应用的过程中具备一定程度的缺口敏感性,所以宏观检验的环节中需强化表面损伤的检查,例如:表面划痕损伤、焊缝损伤、弧坑损伤等。最后,重视焊缝方面的宏观检验,明确余高问题、棱角度超标问题、咬边区域的缺陷问题,同时分析是否会因为应力过于集中出现裂缝现象。另外,宏观检验工作中,还需注意接管法兰与换热器法兰等非常重要的连接位置,需要检验是否有缺陷问题,并重点检查密封结构中有无划痕缺陷现象,避免埋下安全隐患。
2.3 壁厚的检验措施
低温压力容器壁厚检验的工作中重点考虑实际的壁厚、强度校验最小壁厚的状况,要求每一块钢板在壁厚检测工作中厚点在4点以上,球罐的外壳板需要设置5点以上,保证壁厚检验工作的准确度、全面性。与此同时,重点关注经常出现液面波动现象的位置、容易发生腐蚀问题的位置、容易发生变形问题的位置、经常有壁厚变薄现象的位置检验工作,及时通过壁厚检验和检查的方式明确缺陷问题。
2.4 硬度检验的措施
乙烯装置中所采用的低温压力容器应用的过程中,硬度检验工作属于最为重要的部分,开展硬度检验工作的过程中,需重点在低温压力容器的罐体中选择焊缝内壁的检验点,测定焊缝和周围热影响区域、母材的刚度情况,检验的目的是为了明确压力容器在长时间低温环境中运行之后所有材料硬度有无改变,掌握金属类型原材料的硬度数据值和强度数据值的对应关系状况,明确相应的焊接接头位置、热影响区域位置、母材位置的强度有无匹配性的不足。
2.5 耐压与气密性的检验
耐压检验的工作中应按照低温压力容器的应用规定,尽可能缩短检验的间隔时间,如若低温压力容器自身不能进行水压试验,就应结合规定进行处理,将其中的保温层部分拆除之后,增加宏观检验的项目、无损检测项目,及时发现耐压的问题。同时还需执行气密性的检验工作,按照规定指标的要求,执行气密性的检验工作,明确低温压力容器在应用过程中是否存有泄露的安全隐患、其他的风险问题,借助气密性检验措施、耐压试验措施等系统化研究分析低温压力容器的质量,确保所有容器设备的高效化、良好性应用。
结语:
综上所述,近年来我国乙烯装置低温压力容器在应用过程中,受到焊缝质量因素、其他缺陷因素的影响经常发生泄露安全隐患问题,严重影响低温压力容器应用和运行的安全水平。因此,相关部门和人员应形成正确检验观念意识,借助无损检测技术、宏观检验措施、刚度检验的技术、气密性试验手段等,综合性检验缺陷问题,保证压力容器应用安全性。
参考文献
[1] 庞辉勇1,王九清1,车金锋1,等. 超低温环境压力容器钢板成套技术开发应用[Z]. 河钢集团舞钢公司. 2018,12(33)144-178.
[2] 朱蔚然,朱亚菲,方欣. 重型压力容器马鞍形自动焊机[J]. 内燃机与配件,2017,33(12):52-53.
南京通用化工设备技术研究院 210047