压力容器错边及未焊透缺陷检验

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1、攀钢技术·57·压力容器错边及未焊透缺陷检验彭　彬（攀钢集团研究院有限公司）摘要：对存在错边与未焊透而导致裂纹缺陷的压力容器进行检验，发现容器焊缝中出现裂纹且部分裂纹较长，存在的裂纹缺陷严重影响压力容器的安全运行，不能满足压力容器下一周期安全使用的要求，应对该容器进行报废处理。关键词：压力容器；检验；缺陷；安全攀钢技术·59·０　引言压力容器在制造过程中，由于筒体预弯、组装与焊接不当等原因。往往会产生错边与未焊透，错边或未焊透导致焊接接头部位有效受力面减少，并在不连续处引起应力集中而导致出现裂纹等危及容器安全运行的严重缺陷。

2、因此，GB150－1998《钢制压力容器》标准中对新制造的以及在用压力容器的角变形、错边均有一定限制。而我国早期投用的一部分压力容器的错边及未焊透严重超过此标准要求[1]。笔者针对检验中遇到的因错边及未焊透严重超标而导致的压力容器在使用中出现裂纹的实例，来对在用压力容器安全使用状况进行分析评价。１　容器基本情况某单位1台Ⅱ类低压换热器，制造于20世纪70年代，投产日期为1977年，该容器内径为660mm，高为5180mm，设计压力：壳程1.35MPa，管程6.86MPa；设计温度320℃，材质为A3，筒体厚度为14mm，封头

3、厚度为12mm；不等厚接头部位已进行削薄处理。最高工作压力0.92MPa，安全阀的开启压力为1.0MPa。工作温度为300℃，介质为水蒸汽。对该容器进行全面检验时，水压试验合格。安全状况等级评为3级。容器简图见图1，展开示意见图2。２　检验依据TSGR7001-2004《压力容器定期检验规则》、《压力容器安全技术监察规程》、《承压设备无5180mm660mm图１　容器简图下封头（椭圆形封头）上封头（带法兰凸形封头）上环缝（错边）中环缝（错边、未焊透）下环缝纵缝图1　容器简图图2　容器展开示意攀钢技术·59·损检测》等相关标准

4、，制定了详细的施工检验技术方案。在审查上次全面检验报告时，查得该容器外表面包有一层保温层，焊缝最大棱角度为0.8mm，封头与筒体连接焊缝一周均有错边，错边量最大为2.5mm，中环缝一周也有错边，最大错边量为3.0mm；容器内表面中环缝根部存在未焊透，深约1.5mm，长约1000mm。根据原始资料审查的情况，确定本次检验项目主要为容器内外部宏观检验、测厚、超声波及磁粉检测。2.1　无损检测对容器外表面焊缝进行适当打磨后，在封头及焊缝附近布置相应测点。共计测厚38点，测得封头最小壁厚为9.2mm，筒体最小壁厚为3.5mm（3.5

5、mm为磁粉检测发现缺陷并进行处理后的剩余壁厚）。对容器内、外表面的纵、环焊缝进行30%磁粉抽查，发现容器内表面中环缝未焊透部位有一条长40mm裂纹，根据所制定的检验方案，扩大检测区。于是对该容器2条纵向焊缝及3条环向焊缝进行了100%磁粉检测，又在中环缝其它部位发现4条总长213mm的裂纹。在征得厂方的同意后对以上5处缺陷进行打磨处理。打磨深度最大为5mm，打磨后测得该缺陷处的最小剩余壁厚为3.5mm。为了全面了解该容器的缺陷情况，对该容器进行了X射线检测，共拍片39张，有效透照长度达9000mm。按JB/T4730.2－2

6、005标准进行评定，其中Ⅱ级片1张，Ⅲ级片7张，其余31张均为Ⅳ级片（该容器设计要求为Ⅱ级以上合格），裂纹总长939mm，单条裂纹最长达260mm。容器缺陷严重，需进行返修处理。2.2　强度校核根据TSGR7001-2004《压力容器器检验规则》及GB150-98《钢制压力容器》等标准，对该容器进行强度校核。通过封头厚度计算公式[2]：6.61mm　(1)　式中P为安全阀开启压力1.0MPa；Di为容器最大内径660mm；C2为容器腐蚀裕量2mm；[σ]t为材质A3，在使用温度300℃下的许用应力，为77MPa；φ为焊接接头

7、系数，本次检验为局部无损检测，φ取0.85。计算出该容器安全使用到下一周期时，封头所需最小壁厚为6.61mm。实际测得封头最小厚度为9.2mm，大于容器安全使用到下一周期时封头所需最小壁厚6.61mm，因此，该容器封头强度能满足下一周期安全使用的要求。筒体厚度计算公式[2]：6.62mm(2)容器安全使用到下一周期时，筒体所需最小壁厚为6.62mm。实际测得筒体最小厚度为3.5mm，小于容器安全使用到下一周期时筒体所需最小壁厚6.62mm，因此，该容器筒体厚度不能满足下一周期安全使用要求。按照相关要求，容器需进行返修处理。2

8、.3　检验结果通过对该压力容器进行相关检测，发现容器焊缝中出现裂纹群，且部分裂纹较长，缺陷严重；筒体实测最小壁厚3.5mm，不能满足容器下一周期安全使用的要求，需要进行返修处理。根据TSGR7001－2004《压力容器定期检验规则》相关规定，对该容器综合级别评定为5级。由于该容器已经使用了