压力容器无损检测——-塔式容器的无损检测技术

　　塔式容器(简称塔器)是化工、炼油和石油化工行业生产装置中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。塔器的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等方面都有重大影响。塔器经过长期发展,形成了形式繁多的结构,按操作压力可分为加压塔、常压塔和减压塔;按单元操作可分为精馏塔、吸收塔、解析塔、萃取塔、中和塔、反应塔和干燥塔;按内件结构可分为板式塔和填料塔。

　　除了种类繁多的内件结构外,塔器的结构主要由塔体(又称塔壳)、塔体支座(裙座)、人孔、接管、吊柱及吊耳组成(图1)。塔体由封头和筒节组成,封头与筒节、筒节与筒节之间用焊缝连接。塔体直径和高度根据工艺要求及设计确定,直径范围为600 mm到数米,高度也在数米到数十米不等,随着装置的大型化,塔器尺寸也有增大趋势,目前,有些塔器直径已达十米,高度近百米^[1~3]。

　　化工容器的基本要求是安全性与经济性,塔器也不例外,使用安全是核心问题。使用安全涉及到诸多环节,是一门多学科交叉的技术领域。塔器的失效一般是由多种因素综合作用而引起的,其中三个主要因素是设计不合理、操作不正确以及在关键部位存在缺陷。塔器在制造和使用过程中,由于焊接工艺、压力加工、热处理、机械加工、应力水平、腐蚀和高温环境等原因,将不可避免地产生各种缺陷,且随着设备大型化和高强钢的使用,产生缺陷的可能性随之增加,造成的后果将更为严重。无损检测的目的就是要发现并及时消除由缺陷而引起的失效。设备制造期间进行无损检测的目的是确保设备在使用前不存在严重缺陷,并满足设备制造的质量要求;使用期间定期无损检测的目的则是为了发现使用过程中有无新生缺陷产生,及时提醒用户对其进行维修,以确保生产设备和人员的安全。

　　塔器中大部分制造缺陷都是由焊接产生的,焊接接头质量的好坏直接影响结构的可靠性。焊接缺陷对设备的影响,主要是在缺陷周围产生应力集中,严重时使原缺陷不断扩展,直至破裂;同时,焊接缺陷对疲劳强度、脆性断裂以及应力腐蚀开裂都有重大影响。随着装置大型化和介质复杂化,塔器的安全性和整体可靠性问题日益突出,对无损检测的要求也越来越高^[4]。

　　1　标准体系

　　承受内压或外压的塔器当满足一定条件时就属于压力容器,其设计、安装、改造、维修、使用、检验检测及监督检查必须遵循一系列法规、规范和标准的要求。我国的压力容器规范体系是由法规、技术标准以及相关标准组成。国务院发布的《特种设备安全监察条例》,国家质量技术监督局发布的《压力容器安全技术监察规程》(简称《容规》)是强制执行的法规,国家标准GB 150《钢制压力容器》,行业标准JB 4732《钢制压力容器———分析设计》,JB 4710《钢制塔式容器》,JB 4730《压力容器无损检测》等,属于技术标准和相关标准,这些标准(或其中一些条款)一旦被法规引用,就被间接地赋予法律效力。