安全系统工程章节.ppt

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1、中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,第七章 锅炉压力容器检验,第一节 概述第二节 常用检验方法,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,第一节 概 述,一、检验的目的和意义二、检验的期限和内容三、检验中的安全问题四、缺陷的检查五、对缺陷的处理原则,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,一、检验的目的和意义 目的,锅炉、压力容器检验是指运行使用中锅炉、压力容器的检验，即依据蒸汽锅炉安全技术监察规程、压力容器安全监察规程等法规，由经过考核的兼职或专职检验人员对锅炉、压力容器的安全状况进行必要的检查和试验。此类检验包括外部检验、内外部检验及全面检验等种。一般锅炉、压力容

2、器检验是指对锅炉、压力容器设计、制造、安装、运行、维修等各个环节的检查、监督、试验，目的在于消除这些环节中出现的不利于锅炉、压力容器安全运行的因素，更可靠地保证锅炉、压力容器安全。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,一、检验的目的和意义 意义,由于锅炉、压力容器运行使用条件大都很恶劣，存在各种损害设备部件的因素，无论设备部件原先是否完好，都难以避免在使用中产生各式各样的缺陷，进而导致部件的破坏和事故的发生。因而及时发现和妥善处理锅炉、压力容器的缺陷就成为十分重要的问题。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,锅炉、压力容器运行中损害部件的因素,1.超压造成薄膜应力过高，

3、或承压后因结构不合理造成应力集中过于严重，局部应力过高，引起塑性变形或机械应力裂纹；频繁加压卸压或压力波动引起低周疲劳损害，造成低周疲劳裂纹；烟气、水汽、容器接触的各种介质及大气对设备的各种腐蚀，使设备壁厚减薄、产生裂纹或机械性能降低；因高温蠕变使部件产生塑性变形或裂纹；因缺水、水垢、水循环故障、热偏差等导致部件壁温过高，机械强度明显下降，形成裂纹或严重塑性变形；长期高温导致钢材组织恶化，包括珠光体球化、石墨化、热脆等，使钢材机械性能显著下降；部件膨胀受约束或温度严重不均，热应力过大导致裂纹，或交变的温度和热应力导致热疲劳裂纹；烟气对锅炉部件的磨损及风力、震动对容器的磨损，造成壁厚减薄。,中国

4、地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,二、检验的期限和内容,(一)外部检验：可以在锅炉、压力容器运行过程中进行。检验的目的是及时发现锅炉、压力容器在外部及操作工艺方面所存在的不安全因素，确定锅炉、压力容器能否在保证安全的情况下继续运行。压力容器的外部检验每年应不少于一次，锅炉的外部检验可不定期进行。检验项目主要有：1锅炉及容器外壁的防腐层、保温层是否完整无损，有无脱落、变质等不正常现象：2器壁上有无锈蚀、凹陷、鼓包以及其它外伤；,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(一)外部检验内容,3锅炉及容器上的可见焊缝、法兰、门孔及其它可拆联接处有无泄漏；外壁有保温层及其它覆盖层的部件

5、，有无显示出泄漏的迹象；4是否按规定装设了安全装置，安全装置的选用、装设是否符合要求，安全装置的维护是否良好，有无超过规定的使用期限；5锅炉、压力容器及其连接管道的支承是否适当，有无倾斜下沉、震动磨擦以及膨胀受限制等情况；锅炉炉墙、构架、平台楼梯是否完好；,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(一)外部检验内容,6锅炉、压力容器的操作压力、操作温度是否在设计规定的范围内，水质及其它工作介质是否符合设计的规定；锅炉燃烧是否正常稳定；7锅炉辅助设备(风机、水泵等)运转是否正常，自控设备、讯号系统及各种仪表是否灵敏可靠；8运行管理制度是否齐全，管理情况是否良好。,中国地质大学（武汉）工程

6、学院 安全工程 倪晓阳,(二)内外部检验,锅炉、压力容器的内外部检验，是定期在停运条件下进行的检验，通常称为定期检验。检验的目的是尽早发现锅炉、容器内外部的缺陷，确定锅炉、压力容器能否继续运行以及继续运行需要哪些安全技术措施。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,锅炉内外部检验的期限和内容,运行的锅炉每两年应进行一次停炉内外部检验。新锅炉远行的头两年及实际运行时期超过10年的锅炉，汽改水的卧式锅壳式锅炉，每年应进行一次内外部检验。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,锅炉内外部检验的内容,()上次检验有缺陷的部位；(2)锅炉承压部件的内、外表面，特别是开孔、焊缝、板边等

7、处有无裂纹、腐蚀；(3)管垫有无磨损和腐蚀；(4)锅炉的拉撑以及与被拉部件的结合处有无裂纹、断裂和腐蚀；(5)胀口是否严密，管端的受胀部分有无环形裂纹，胀口与铆缝处有无苛性脆化；,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,锅炉内外部检验的内容,(6)承压部件有无凹陷、弯曲、鼓包和过热；(7)锅筒和砖衬接触处有无腐蚀，承压部件或锅炉构架有无因砖墙或隔火墙损坏而发生过热；(8)承压部件水侧有无水垢、水渣；进水管与排污管与锅筒的接口处有无腐蚀、裂纹，排污阀和排污管连接部分是否牢靠；(9)安全附件是否齐全、灵敏、可靠，水位表、水表注、安全阀、压力表等与锅炉本体连接的通道有无堵塞；(10)自动控制

8、、讯导系统及仪表是否灵敏可靠。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,三、检验中的安全问题,(一)检验前的准备工作1锅炉检验前的准备工作(1)锅炉检验前，要让锅炉按正常停炉程序停炉，缓慢冷却，用锅水循环和炉内通风等方式，逐步把锅内和炉膛内的温度降低下来。当锅水温度降到80以下时，把被检验锅炉上的各种门孔统统打开。打开门孔时注意防止蒸汽、热水或烟气烫伤。(2)要把被检验锅炉上蒸汽、给水、排污等管道与其它运行中锅炉相应管道的通路隔断。隔断用的盲板要有足够的强度，以免被运行中的高压介质鼓破。隔断位置要明确指示出来。(3)被检验锅炉的燃烧室和烟道，要与总烟道或其它运行锅炉相通的烟道相隔断。烟

9、道闸门要关严密，并于隔断后进行通风。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(一)检验前的准备工作,2压力容器检验前的准备工作(1)容器检验前，必须彻底切断容器与其它还有压力或气体的设备的连接管道，特别是与可燃或有毒介质的设备的通路。不但要关闭阀门，还必须严密封闭，以免阀门漏气，致使可燃、有形的气体漏入容器内，引起着火爆炸或中毒事故。(2)容器内部的介质要全部排净，盛装可燃、有毒或窒息性介质的容器还应进行清洗、置换或消毒等技术处理，并经取样分析合格。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(二)检验中的安全注意事项,1注意通风和监护 在进入锅筒、容器前，必须将锅筒、容器上的

10、人孔和集箱上的手孔全部打开，使空气对流一定时间，充分通风。进入锅筒、容器进行检验时，器外必须有人监护。在进入烟道或燃烧室检查前，也必须进行通风。2注意用电安全 在锅筒和潮湿的烟道内检验而用电灯照明时，照明电压不得超过12V，在比较干燥的烟道内，而且有妥善的安全措施，可采用不高于36V的照明电压。进入容器检验时，应使用电压不超过12V或24V的低压防爆灯。检验仪器和修理工具的电源电压超过36时，必须采用绝缘良好的软线和可靠的接地线。锅炉、容器内都严禁采用明火照明。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(二)检验中的安全注意事项,3禁止带压拆装连接部件 检验锅炉、压力容器时，如需要卸下

11、或上紧承压部件的紧固件，必须将压力全部排放以后方能进行，不能在器内有压力的情况下卸下或上紧螺栓或其它紧固件，以防发生意外事故。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(二)检验中的安全注意事项,4禁止自行以气压试验代替水压试验 锅炉、压力容器的耐压试验一般都用水作加压介质，通常称作水压试验。不能用气体作加压介质，否则十分危险。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(二)检验中的安全注意事项,个别容器由于结构等方面的原因，不能用水作耐压试验，而且设计规定可以用气压代替水压时，则要在试验前经过全面检查，核算强度，并按设计的规定认真采取确实可靠的措施以后方能进行，并应事先取得有

12、关安全部门的同意。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,四、缺陷的检查,（一）腐蚀的检查 锅炉部件及容器内外壁腐蚀的检查一般是直观检查，当发现均匀腐蚀及局部腐蚀时，应进行被腐蚀部位的剩余壁厚测量。当设备外壁有防腐层而防腐层完好无损，又没有发现其它可疑迹象时，一般不需要清除防腐层来检查金属壁的腐蚀情况。设备外壁有保温层或其它覆盖层时，如果保温材料对器壁无腐蚀作用，或保温材料与器壁间有防腐层，在保温层完好无损的情况下，可以不拆除保温层检查腐蚀情况或者只拆除一小部分以检查外壁金属情况。但当发现渗漏或其它腐蚀迹象时，则至少应在可疑部位拆除部分保温层进行检查。,中国地质大学（武汉）工程学院

13、安全工程 倪晓阳,（一）腐蚀的检查,内壁有防腐涂层、镀层或衬里的设备，对内壁腐蚀的检查原则与外壁相同，即当保护层完好无损，又无其它可疑迹象时，一般可不清理或拆除保护层进行检查，但衬里应作气密性试验。晶间腐蚀、应力腐蚀及疲劳腐蚀，一般难于通过直观检查发现。对于操作条件(介质、压力、温度)有可能引起这类腐蚀的设备，必要时可作金相检验、化学成分分析和硬度测定。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(二)裂纹的检验,检查裂纹的主要方法是直观检查和无损探伤。往往是先通过直观检查发现裂纹迹象或可疑线索时，再借助无损探伤手段加以确定。检查裂纹的重点部位是焊缝及热影响区，开孔边缘，结构形状或尺寸变

14、化部位等。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(三)变形的检查,变形一般也通过直观检查发现。严重的局部凹陷、鼓包、整体压瘪及管子塌陷，通过肉眼观察是不难发现的。严重的整体膨胀变形也可以通道直观检查发现，因为圆筒形容器产生这种变形时，往往形成腰鼓形。不太严重的变形可以通过平直尺、样板笔进行检查。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,四、缺陷的检查,(四)磨损的检查 磨损的检查基本与腐蚀检查相同。(五)组织缺陷的检查当怀疑操作条件有可能造成组织缺陷时，可以通过化学成分、金相分析及机械性能试验检查确定。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,五、对缺陷的处理原则,

15、发现锅炉、压力容器缺陷后，应根据锅炉、压力容器的参数、容量和重要程度，工作条件，设计性能和制造质量情况，缺陷性质、部位和严重程度，进行综合分析，采取正明的处理措施。一般地说，对在用锅炉、压力容器存在的缺陷，应以设备是否符合使用为基本标准，分析缺陷是否影响设备安全可靠地使用列下一个检验周期，以决定对缺陷如何处理。要从实际出发，考虑安全可靠与经济合理，对具体问题作具体分析处理。对中压以上锅炉，低温容器，高压容器，高强钢容器，剧毒介质容器，有气压试验要求的容器，以易燃介质作液压试验的容器，承受交变载荷或频繁间歇操作的容器，发现缺陷必须从严掌握，慎重对待。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓

16、阳,（一）继续使用,分散的坑点腐蚀，如腐蚀点周围无裂纹，深度不超过壁厚的1/2，可不作处理而继续使用；2均匀性腐蚀和磨损，如按剩余的平均厚度(扣除至下一次检验期的腐蚀量)校核强度合格，可不作处理而继续使用；非均匀性腐蚀和磨损，如按最小剩余厚度(扣除至下一次检验则腐蚀量)校核强度合格，也可不作处理继续使用。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,五、对缺陷的处理原则,(二)监护使用 对于在具有使用价值的锅炉或容器上发现的严重而又难于消除的裂纹，经省级安全检察部门同意，通过严格科学的安全评定，可对设备监护使用。(三)降压使用 对于腐蚀剩余厚度(扣除至下一次检验期的腐蚀量)小于设计计算壁厚

17、，轻微的晶间腐蚀或疲劳腐蚀及一部分打磨过的裂纹等情况，可考虑降压使用。降压幅度可通过强度核算确定。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(四)修理使用,1打磨。对部件表面的机械损伤及浅层裂纹，可进行打磨处理，将缺陷消除，并使打磨部分与相邻部分圆滑过渡。打磨后应作表面探伤和测厚检查。2修补。焊接裂纹、机械过载裂纹等不伴随组织变化的裂纹，如果尺寸较小，不是密集性的或大面积分布的，可以将裂纹铲除并进行焊补具体作法如下：先在裂纹两端50mm处各钻一个“止裂孔”，其深度与裂纹一致，以防止裂纹端部残留下来继续扩展，然后在两孔间用风铲等机具将裂纹铲除干净，并将铲槽修成圆滑的U形或V形坡口，再进行

18、焊补，并按制造技术要求进行必要的热处理和探伤检查。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,2修补,锅炉部件出现局部腐蚀，当剩余厚度1.6(为锅筒筒体或封头设计壁厚)，或1 0.5(为炉胆设计壁厚)，且腐蚀面积不超过2500mm时，可在腐蚀部位进行堆焊修复。锅壳、炉胆产生鼓包或凹陷变形，高度或深度小于35mm，变形呈圆形，金属组织未恶化，壁厚无明显减薄(80设计壁厚)，又无裂纹或其它缺陷时，可用冷顶或热顶方式进行修复，使之恢复原来的结构形状。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,3挖补,小型工业锅炉出现下列缺陷时，可进行挖补处理，即挖除部件上包括缺陷在内的部分钢板，然后用相

19、同材料和厚度、相同几何形状的钢板补焊在被挖之处：(1)裂纹伴随着严重的组织变化，如过热裂纹、苛性脆化裂纹；(2)裂纹尺寸过大，如出现于炉胆、管板扳边圆弧上的周向裂纹超过周长的1/4，(3)管板上管孔间封闭状、辐射状裂纹或靠近管板边缘的管孔带裂纹，(4)腐蚀严重，对筒壁、封头来说，剩余壁厚1 0.6；对炉胆来说，1 0.5(S为部件设计壁厚)；或局部腐蚀面积大于2500mm2；(5)变形(鼓包或凹陷)高度或深度大于35mm，或小于35mm但有裂纹。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(五)更换部件,1管子蠕变胀粗，水冷壁管管径胀粗10，对流管浓管径胀粗5，破钢地热器管管径胀粗3.5

20、，合金钢过热器管管径胀粗2.5，应整权更换管子。2管子严重磨损，剩余壁厚小于1.5mm或已穿孔，可割去严重磨损部分更换新管，去及更换管段的长度不应小于300mm。3管子胀口部位裂纹或磨损严重，无法靠补胀修复，可更换管子重胀。4管子因过热等原因组织严重恶化，可割除更换。5除管子外，管板、炉胆等部件如缺陷过于严重，挖补范图超过部件结构尺寸一半以上，也应将整个部件割除更换。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,(六)判废,对于缺陷严重，难于修复或确无修复价值或修后仍难于保证安全使用的锅炉、压力容器，经论证可判废或限期判废，并报当地锅炉、压力容器安全监察部门备案。判废后的锅炉、压力容器不得

21、再承压应用。对于强度不够、结构不合理、用材不当等带有先天缺陷的锅炉、压力容器，如无有效的处置措施，不能再继续使用,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,第二节 常用检验方法,一、直观检查二、量具检查三、无损探伤四、机械性能试验和金相试验,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,第二节 常用检验方法,对锅炉、压力容器进行内外部检验常用的检验方法有：1、直观检查；2、量具检查；3、无损探伤等。必要时还应进行机械性能试验和金相试验。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,一、直观检查1、肉眼检查,直观检查就是凭借检验人员的感觉器官对锅炉、压力容器的内外表面情况进行检查，以

22、判别其是否存在缺陷。常用的直观检查是肉眼检查，即用肉眼直接观察设备的表面情况，检查其是否有局部磨损的深沟或局部腐蚀的深坑、斑点，壳体有无凹陷、鼓包等局部变形，设备内外壁的防腐层或衬里是否完好金属表面有无明显的重皮、皱折或裂纹等缺陷。用肉眼检查有怀疑之处还可以用放大镜进一步检查。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,一、直观检查2、灯光检查法,对锅筒、容器的封闭部分或小型容器的内部检查，则常用灯光检查法。即借助于手电筒或吊入容器内的小灯泡照明以检查发现容器内表面的缺陷，如腐蚀的深坑、斑点或凹陷、鼓包等局部变形。长度较大的管式容器可以用内壁反光仪探入容器内部进行检查。装有手孔的锅炉集箱

23、、小型容器，可以用手从手孔中伸入触摸其内表面，检查金属壁是否光滑，有无凹坑、鼓包、积垢等缺陷。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,一、直观检查3、锤击检查法,锤击检查也是一种直观检查方法，是利用适当大小(一般重0.5kg左右)的手锤轻击锅炉、压力容器部件的金属表面，根据锤击时所发出的声响和小锤弹跳的程度来判断检查部位是否存在缺陷。如锤击时发出的声音清脆，且小锤的弹跳情况良好，表示被敲击部位没有重大缺陷；反之，若锤击发出闷浊的声音，则可能是被检查部位或其附近有重皮、皱折成裂纹等。对晶间腐蚀比较严重的金属器壁，用锤击捡查时，声音特别闷浊，小锤的弹跳也较差。锤击检查还可以用小锤尖端刨挖

24、金属壁上被腐蚀的深坑，以便于测量腐蚀深度。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,二、量具检查,量具检查是根据需要利用各种不同的量具对锅炉、压力容器的内外表面进行直接测量，以检查存在的缺陷。常用的方法有：用平直尺或弧形样板紧靠锅炉、压力容器部件的表面测量部件的平直尺度或弧度，以检查发现变形缺陷；用测深卡尺直接测量被磨损的沟槽或腐蚀深坑的深度，以确定金属表面的磨损或腐蚀程度等。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,二、量具检查,在金属壁发生均匀腐蚀、片状腐蚀或密集斑点腐蚀而难以用测深卡尺来检查其腐蚀程度时，过去经常用钻孔检查法来测定剩余壁厚及确定腐蚀深度。这种方法一般是用手

25、钻或电钻在锅炉、压力容器表面腐蚀最严重的地方打一个直径约为610mm的穿透孔，清理干净孔边毛刺，然后用简易的量具测量出器壁的剩余厚度。检查完后即在小孔上绞制内螺纹，并用螺钉上紧，然后把钉头和多余部分铲去，两端用小锤捻铆，使之与锅炉、压力容器的内外壁表面齐平。对于可焊性良好的材料，也可以采用焊接的方法将检查孔堆焊补强；如果器壁较厚不能保证完全焊透时，应在器壁表面的一面或两面扩成锥形孔或阶梯形孔。钻孔捡查也对以用来检查已经发现的裂纹、金属重皮或皱折等缺陷的深度。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,三、无损探伤,在检验中常用的无损探伤手段：1、射线探伤；2、超声波探伤；3、磁粉探伤；4

26、、着色探伤等。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,射线探伤、超声波探伤,射线探伤、超声波探伤用于检查焊缝部位及部件上怀疑有内部缺陷的部位，以发现和确定内部缺陷，也可以用来确定表面缺陷的深度和定向。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,磁粉探伤、着色探伤,磁粉探伤、着色探伤等用于表面探伤，适于检查表面裂纹等表面缺陷。由于运行中产生的缺陷大部分是表面缺陷或者以表面缺陷为进一步检查的线索，所以在锅炉、压力容器定期检验中，经常使用磁粉探伤、着色探伤等表面探伤手段。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,磁粉探伤法,采用磁粉探伤时，只有在磁力线与线性缺陷(裂纹等)的方

27、向相垂直时才会产生最大的漏磁现象。如果磁力线与缺陷的方向平行，则在缺陷处将不会产生明显的磁粉积聚，缺陷也不会被发现。因此，为了能检查发现构件上各种不同方向的线性缺陷，至少要把构件在相互垂直的两个方向进行磁化。用作探伤的磁铁粉，一般选用经过充分氧化具有高导磁率低顽磁性的高价氧化铁粉，常用的是Fe 3O4。磁粉要经过筛选且最好着色，以便易于显示缺陷。磁粉可干态使用，也可调入油液使用。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,着色探伤法,进行着色探伤检查时，也应先将构件待查部分清理干净，左面有油垢、漆皮的、可以用汽油或丙酮等溶剂进行清洗。待表面干燥后，用毛刷或用喷涂法将渗透液涂刷在已经清理干

28、净的检查面上。为使渗透液能渗入微细的缺陷缝隙中去，应有充分的渗透时间，使渗透液与被查表面接触的时间不少于3分钟，然后把留存在构件表面上的渗透液清除干净，再在上面涂刷或喷上一层显示剂，干燥后仔细检查显示剂上有无渗透物渗出。如果被检查的表面存在缺陷，则在显示剂上显示出一个有颜色的缺陷形象。进行着色探伤检查时，构件的壁温及室温都不宜低于5或高于50，在显示剂干燥后应立即进行检查，以免渗透液在显示剂中扩散，使缺陷的形象模糊不清，缺陷的尺寸及部位难以鉴定。检查时要有足够的照明，以防细微缺陷的漏检，也可以借助放大镜来发现细微的缺陷。,中国地质大学（武汉）工程学院 安全工程 倪晓阳,四、机械性能试验和金相试验,在锅炉、压力容器检验中，一般不进行机械性能试验。当构件材质不明，无法确定材料的机械强度和其它机械性能时，可以取样进行机械性能试验。当怀疑或者已经确定构件的缺陷伴随有组织变化时，如因过热引起严重变形、苛性脆化或其它原因造成晶间腐蚀，长期高温造成金属石墨化或热脆，在检验时可作必要的机械性能试验和金相试验。,