張毅 施展(克拉瑪依市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)所, 新疆 克拉瑪依 834000)

解析影響壓力容器檢驗(yàn)誤差的因素

張毅 施展(克拉瑪依市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)所, 新疆 克拉瑪依 834000)

壓力容器作為石化產(chǎn)業(yè)的重要裝備，其制造質(zhì)量事關(guān)其運(yùn)行安全及企業(yè)安全生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。對(duì)此，應(yīng)重視對(duì)壓力容器的檢驗(yàn)研究，其中尤其要明確壓力容器檢驗(yàn)誤差的影響因素，并據(jù)此提出針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施。

壓力容器檢驗(yàn)；誤差；影響因素

在鋼制壓力容器的檢驗(yàn)中，誤差的存在會(huì)對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、有效性產(chǎn)生直接影響，并對(duì)判定產(chǎn)品質(zhì)量造成干擾。因此，對(duì)于壓力容器的檢驗(yàn)誤差影響因素的研究非常重要，并應(yīng)通過(guò)研究提出切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)方案，具體如下。

1 檢測(cè)工具不精準(zhǔn)

壓力容器的制造工藝包括冷作、焊接和機(jī)加工，其中機(jī)加工的精度要求精確很高，常用千分尺、游標(biāo)卡尺等檢測(cè)工具。而焊接加工受人為因素的影響比較大，焊縫的外觀質(zhì)量是焊接質(zhì)量的一部分，同樣影響壓力容器安全性和耐久性，所以必須嚴(yán)加控制，焊縫的外觀質(zhì)量包括焊縫表面缺陷、成形形狀和尺寸。通常用角尺、直(卷)尺等來(lái)檢測(cè)工件的幾何成型尺寸，用焊縫檢測(cè)尺、樣板尺等自制非標(biāo)工具來(lái)檢測(cè)焊縫成型的外觀質(zhì)量和尺寸。圖1所示為焊縫檢測(cè)尺的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 焊縫檢驗(yàn)尺的結(jié)構(gòu)圖

焊縫檢測(cè)尺是一種自制焊縫檢測(cè)工具，目前在壓力容器制造中的應(yīng)用非常廣泛。由圖1可知，焊縫檢測(cè)尺的咬邊深度尺、高度尺和主體尺的零位處于同一直線上。但在筒體縱向焊縫咬邊和余高檢測(cè)時(shí)，由于筒體基本面為一圓弧形，焊縫檢驗(yàn)尺的基準(zhǔn)面又是一個(gè)平面，這就造成了檢測(cè)時(shí)的不準(zhǔn)確，且這一誤差隨圓弧半徑的減小而增大。因此，焊縫檢測(cè)尺的測(cè)量精度很難完全滿足實(shí)際使用要求。

2 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)謹(jǐn)

依據(jù)GB150.4-2011，壓力容器焊接接頭環(huán)向棱角用弦長(zhǎng)為1/6Di且不小于300mm的內(nèi)樣板(或外樣板)來(lái)檢測(cè)，而軸向形成的棱角則用直尺來(lái)檢查。其中，棱角是縱(環(huán))焊接接頭與實(shí)際直線或圓弧構(gòu)成的棱角程度。在實(shí)際檢驗(yàn)中，樣板都選為設(shè)計(jì)內(nèi)(外)徑尺寸，即以焊縫處棱角與圖樣尺寸圓弧的差值為棱角，如此僅在壓力容器的圖示圓弧與實(shí)際圓弧相等(除焊縫處棱角)時(shí)，才能保證測(cè)量數(shù)據(jù)的有效性。但事實(shí)上，壓力容器的圖示圓弧與實(shí)際圓弧根本不可能相等，表明樣板檢驗(yàn)法不夠準(zhǔn)確。壓力容器在殼體組裝好后，需檢測(cè)其長(zhǎng)度，但GB151-1999僅規(guī)定了外蓋長(zhǎng)度±9mm及管箱長(zhǎng)度±3mm的允差，而未規(guī)定殼體長(zhǎng)度的允差。如若按GB150.4-2011和GB/T1804-2000進(jìn)行判定，則發(fā)現(xiàn)這一標(biāo)準(zhǔn)的尺寸范圍僅到4m，而在實(shí)際應(yīng)用中，殼體長(zhǎng)度大于4m的壓力容器普遍存在，這無(wú)法準(zhǔn)確判定殼體長(zhǎng)度測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

3 檢測(cè)基準(zhǔn)不規(guī)范

在焊縫對(duì)口錯(cuò)邊量測(cè)量中，可選用自制樣板或焊接檢驗(yàn)尺等工具。其中，如若選用樣板，則需分別測(cè)出樣板與焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)的間距，并將測(cè)量數(shù)據(jù)的差值視為錯(cuò)邊量。但事實(shí)上，對(duì)接焊縫的錯(cuò)邊量與棱角度或殼體局部變形同時(shí)存在，這將造成檢測(cè)基準(zhǔn)不確定。如若選用焊接檢驗(yàn)尺，多以直線為基準(zhǔn)，則難以在小直徑容器徑向曲面上找平，如此僅憑經(jīng)驗(yàn)的判定方法必定會(huì)影響到測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。在焊縫棱角測(cè)量中，如若選用樣板，應(yīng)將其中心刻度線與焊縫中心對(duì)準(zhǔn)，并測(cè)量樣板中心與焊縫表面中心的間距；如若選用焊縫檢驗(yàn)尺，則在測(cè)量縱縫時(shí)，應(yīng)保證檢測(cè)尺與壓力容器的環(huán)向切線平行及與軸向中線垂直，其中環(huán)縫測(cè)量與縱縫相反。在上述測(cè)量中，都由人來(lái)實(shí)現(xiàn)中線的垂直或?qū)R，則將造成測(cè)量數(shù)據(jù)存在誤差。如若選用弓形樣板，且壓力容器的直徑尺寸與樣板圓弧不相同，則樣板兩側(cè)緊貼任一側(cè)都會(huì)改變測(cè)量基準(zhǔn)，并影響到測(cè)量數(shù)據(jù)的精度。

4 壓力容器檢驗(yàn)誤差的控制

綜上，在壓力容器的檢驗(yàn)中，檢測(cè)工具不精準(zhǔn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)謹(jǐn)和檢測(cè)基準(zhǔn)不規(guī)范等因素都會(huì)造成檢驗(yàn)誤差，從而影響到壓力容器的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)此，筆者建議從以下幾個(gè)方面來(lái)控制壓力容器的檢驗(yàn)誤差：一是提高檢測(cè)工具的實(shí)用性和精準(zhǔn)度，所以在檢測(cè)工具的選擇中，應(yīng)將壓力容器的制造工藝考慮其中，并在操作規(guī)程中規(guī)定檢測(cè)工具的測(cè)量精度、計(jì)量鑒定和使用方法等的要求；二是深入完善有關(guān)的計(jì)算方式及其適用范圍等，以保證壓力容器的自身?xiàng)l件滿足實(shí)際使用要求；三是嚴(yán)控樣板法的使用條件，以免因壓力容器的實(shí)際尺寸和理論尺寸不符合殼體變形等引起的檢驗(yàn)不準(zhǔn)確；四是明確規(guī)定壓力容器的測(cè)量指標(biāo)，以控制人為因素對(duì)測(cè)量精度的影響，從而保證壓力容器檢驗(yàn)的合理性、科學(xué)性和統(tǒng)一性。

5 結(jié)語(yǔ)

為了提高壓力容器的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)分析、明確導(dǎo)致壓力容器檢驗(yàn)誤差的影響因素，根據(jù)影響因素提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。還應(yīng)考慮檢驗(yàn)人員的綜合素質(zhì)這一因素，即選用業(yè)務(wù)能力強(qiáng)及綜合素質(zhì)高的檢驗(yàn)人員，提高壓力容器檢驗(yàn)的精確度是保證壓力容器安全運(yùn)行及實(shí)現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)目標(biāo)的根本所在，因此應(yīng)在明確其影響因素的基礎(chǔ)上提出改進(jìn)意見(jiàn)。

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