10 液化石油气储罐的定期检验
技术要求
1.钢板应符合GB713—2014《承压设备用钢板》标准,制造前应逐张进行超声检测,符合
NB/T47013.3-2015超声检测的Ⅱ级为合格。所用锻件应符合NB/T47008-2010
规定的Ⅲ级要求,管子应符合GB /T8163-2008标准。
2.设备所有焊接接头采用全焊透结构,容器焊后应进行整体消除应力热处理,热处理后严禁施焊。 3.设备制造完毕,以0.5MPa的压缩空气检测补强圈的焊接接头质量,合格后以2.66MPa的压力进行水压试验,最后以2.13MPa的压力对容器进行气密性试验。
4.试验合格后,表面除锈,外表面涂红丹、银粉各两遍,罐体水平中心线四周涂一条宽度不小于150mm的红色带,壳体中心线(此红色带不涂)喷印中心标志,标志的左侧喷印止施焊”字样字高不小于200mm。
5.本容器安装时应候斜0.003坡度,使排渣口处于最低位置,本容器首次充装(包括检修后)应充氮气置换装置,严禁直接充装。
6.管口方位按本图,所有未注明接管伸出长度为150mm,束节伸出长度为60mm。液面计上要标有最高液位警戒线。
7.本设备管口法兰须与管路连接的应配套法兰。
8.安全阀型号:A42Y一25C,DN100。并应在安全阀排出口装设导管,将排放介质引至安全地点,并进行妥善处理,不得直接排入大气。
9.设计使用年限(预期):10年。(指在正常平稳操作及正常维护下根据介质对容器不大于腐蚀余量的均匀腐蚀情况下的年限)
10.异种钢焊接接头应表面进行100%磁粉检测,按NB/147013.4-2015标准MT-Ⅰ级合格。 11.吊耳与吊耳、吊耳与壳体连接的所有焊缝应进行外观检查,不得存在裂纹与未熔合缺陷,且须按JNB/T47013.4—2015进行MT检测Ⅰ级合格。吊耳仅作吊空罐用。
“严禁烟火”,右侧喷印“禁
验周期时适当缩短下次检验周期。
1.定期检验方案的主要内容 1)概述(检验性质、基本情况) 2)检验与评定的依据 3)检验人员职责及资格要求 4)检验所需的仪器设备 5)检验前的准备工作 6)检验项目和内容 (方法、部位、比例) 7)缺陷评定及返修 8)检验结论及检验报告 9)附图 方案的封面:
要点: A.编号
E.其他损伤:无
根据损伤机理选择方法,
检验的部位应当选择在损伤机理最严重的区域,
首次检验时,还应当补充对制造、安装质量的检验抽查, 比例要满足法规的要求,并有代表性。 A.腐蚀减薄:大气腐蚀(对于碳钢材料)
损伤形态:碳钢和低合金钢遭受腐蚀时主要表现为均匀减薄或局部减薄; 主要影响因素
a)大气成分:含有氯离子的海洋大气和含有强烈污染的潮湿工业大气是最严重的大气腐蚀环境; b)湿度:干燥的大气腐蚀能力很弱,而湿度较大的环境,尤其是容易凝结水滴的大气环境腐蚀能力较强。以碳钢为例,当空气中相对湿度超过60%以上时,碳钢腐蚀速率呈指数曲线上升,而空气相对湿度低于50%,腐蚀速率则较低;
c)温度:材料表面温度宜高出环境露点温度至少3℃以上,否则易在材料表面形成冷凝水,造成腐蚀。 检测方法一般为宏观检查+腐蚀部位壁厚测定;
自动超声波扫查/导波法可对架空管道或无支撑部位容器壁进行检测。 B.环境开裂:湿硫化氢破坏、氢脆 湿硫化氢破坏
定义:在含水和硫化氢环境中碳钢和低合金钢所发生的损伤过程,包括氢鼓泡、氢致开裂、应力导向氢致开裂和硫化物应力腐蚀开裂四种形式。 开裂机理
a)氢鼓泡(HB):金属表面硫化物腐蚀产生的氢原子扩散进入钢中,并在钢中的不连续处(如夹杂物、裂隙等)聚集并结合生成氢分子,造成氢分压升高并引起局部受压,发生变形而形成鼓泡; 不需要外加应力(载荷应力)、其分布平行于钢板表面。(氢鼓泡发生残余应力)
b)氢致开裂(HIC):氢鼓泡在材料内部不同深度形成时,相临的鼓泡会连接在一起,形成台阶状裂纹为氢致开裂;
在钢的内部发生氢鼓泡区域,当氢的压力继续增高时,小的鼓泡裂纹趋向于相互连接,形成有阶梯特征的氢致开裂。
c)应力导向氢致开裂(SOHIC):在焊接残余应力或其他应力作用下,氢致开裂沿厚度方向不断连通并形成;
d)硫化物应力腐蚀开裂(SSCC):硫化氢在液相水中,由于电化学的作用,在阴极反应时生成氢原子渗透到钢的内部,溶解于晶格中,导致脆性增加(氢原子渗透到钢的内部晶格,在亲和力的作用下生成氢分子,钢材晶格发生变形,材料韧性下降,脆性增加),在外加拉应力或残余应力的作用下形成开裂。 特征:沿晶或穿晶,成树枝状。
损伤形态
a)氢鼓泡:在钢材表面形成独立的小泡,小泡与小泡之间一般不会发生合并;
b)氢致开裂:在钢材内部形成与表面平行的台阶状裂纹,裂纹一般沿轧制方向扩展,不会扩展至钢的表面;
c)应力导向氢致开裂:一般发生在焊接接头的热影响区部位,由该部位母材上不同深度的HIC沿厚度方向的连通而形成;
6.2.2 表面检测的方法:(铁磁性材料内表面采用荧光磁粉检测) 表面检测部位及比例:
1)碳钢低合金钢制压力容器、存在环境开裂倾向或者产生机械损伤现象的压力容器、首次定期检验的设计压力大于或者等于1.6MPa的第Ⅲ类压力容器,检测长度不少于对接焊缝长度的20%;(可以按照纵缝、环缝数量均布20%,更有代表性)
2)应力集中部位、变形部位、宏观检验发现裂纹的部位,接管角接接头、其他有怀疑的焊接接头,补焊区、工卡具焊迹、电弧损伤处和易产生裂纹部位应当重点检验;对焊接裂纹敏感的材料,注意检验可能出现的延迟裂纹;
3)检测中发现裂纹时,应当扩大表面无损检测的比例或者区域,以便发现可能存在的其他缺陷; 4)如果无法在内表面进行检测,可以在外表面采用其他方法对内表面进行检测。 6.2.3 埋藏缺陷检查的方法:RT或UT检测(脉冲反射、TOFD等) 埋藏缺陷检查的部位:
(1)使用过程中补焊过的部位;
(2)检验时发现焊缝表面裂纹,认为需要进行焊缝埋藏缺陷检测的部位; (3)错边量和棱角度超过产品标准要求的焊缝部位; (4)使用中出现焊接接头泄漏的部位及其两端延长部位; (5)承受交变载荷压力容器的焊接接头和其他应力集中部位; (6)使用单位要求或者检验人员认为有必要的部位。
已进行过埋藏缺陷检测的,使用过程中如果无异常情况,可以不再进行检测。
6.2.4 安全附件检验:该卧罐设有2只安全阀,型号图样上规定为A42F-25,检验是否在校验有效期内;
6.2.5 耐压试验/泄漏性试验
定期检验过程中,使用单位或者检验机构对压力容器的安全状况有怀疑时,应当进行耐压试验。(要求同检验技术)
对于介质毒性危害程度为极度、高度危害,或者设计上不允许有微量泄漏的压力容器,应当进行泄漏试验,本台储罐根据用户需求协商确定。 使用单位负责实施,检验机构负责检验。 6.3 检验项目及内容
本次检验的项目: 6.3.1宏观检查 6.3.2壁厚测定 6.3.3磁粉检测 6.3.1 宏观检验
(1) 宏观检査的重点部位是检查设备铭牌的完好性、应力集中部位、接管表面等易产生裂纹部位、外表面机械刻痕、凹坑及弧坑检查有无裂纹,对怀疑处用5到10倍放大镜进行检查,对发现的表面裂纹等缺陷应作打磨处理;
(2)检查容器外表面、开孔接管、应力集中处有无腐蚀、磨损、变形等情况; (3)咬边检査,焊缝表面有无咬边;
(4)基础或支座的检查,有无损坏,基础沉降、倾斜、开裂,紧固螺栓完好情况;
(5)几何尺寸和结构检査:纵、环焊缝对口错过量、棱角度尺寸、焊缝余高、角焊缝腰高、 封头表面凹凸量及皱折、不合理的焊缝布置、进行直径测量,是否存在变形。 (6)所有检查出的缺陷,均应作详细的测量和记录。 6.3.2 壁厚测定
对容器封头和筒体进行壁厚测定,原则上每块钢板测厚4-6点。同时测点位置还应包括下列部位: (1)制造成型时壁厚减薄的部位; (2)宏观检验时发现可疑的部位; (3)易受腐蚀、冲蚀的部位; (4)历次检验时测定的最薄的部位;
(5)所有的接管部位。每个接管检测壁厚4点,均匀分布。
超声波测厚时,如发现母材存在夹层缺陷时应增加测定点,或用超声波探伤仪检查夹层分布愔况。另有异常情况应增加测厚点。原则上每只接管测4点,若发现有异常减薄情况或保温层破损时增加测厚点。 6.3.3 磁粉检测
由于储罐内表面以进行内部无损检测,因此从内壁对对接焊缝以及容器与接管相连的所有角焊缝内表面进行100%磁粉检测,检测部位如附图所示。 超声检测
(1)检验时发现焊缝表面裂纹,认为需要进行焊缝埋藏缺陷检测的部位; (2)错边量和棱角度超过产品标准要求的焊缝部位; 检测方法:
①使用K2横波斜探头对焊缝进行单面双侧扫查。 ②如有必要,使用射线检测进行复查。 补充内容:
1.检验方案的实施及变更
根据TSG Z0003《特种设备检验检测机构质量管理体系要求》的规定: (1)检验方案应能被检验检测人员熟知并正确实施;
(2)如果变更检验项目或方法应该文件化,经过技术负责人审批,并且获得客户的同意;
(3)如果检验过程中需要使用一些非标准的检验方法,需要拟定作业指导书,并经过评审(比对等),还需要征得用户的同意。 2.检验工作的分包
通常情况下,检验检测机构应当独立完成检验检测任务。无损检测等专项检验检测项目可以分包。 (1)在检验检测前将分包安排书面通知客户,并且得到客户的同意; (2)评价并且确认分包方具备承担分包项目的必要资质和能力; (3)就其分包方的工作对客户负责,由客户指定的分包方除外; (4)对分包方的工作质量进行监督;
(5)保存分包方的名录、评价记录以及对分包方的监督记录等。
如果是检验机构分包,需要有委托书、明确职责、工作范围、验收指标、过程进行监督,收到分包的检测分项报告后,应对其是否满足委托书、标准进行审查,是否有效,内容是否齐全,并签字确认。 7)缺陷返修及评定
7.1 根据检验所发现的缺陷,分析缺陷性质、类型、尺寸、形状、部位,按照《容规》的有关规定作出评定,对不允许的缺陷应及时修复,并会同有关单位进行讨论是否返修。 7.2返修单位应按照《容规》第5章要求进行。
7.3返修单位在自检合格的基础上,通知检验单位进行返修复检。合格后,返修单位出具返修报告,交检验单位一份。 7.4返修检验
返修后应作表面宏观检查、焊缝尺寸检查、采用原无损检测方法进行复验,必要时采用其他方法验证。 举例:如果环焊缝表面检测,发现裂纹,经打磨消除,不满足G0的条件,需要补焊,补焊深度15mm,要点有:
(1)B类接头返修补焊属于重大修理改造; (2)返修单位应具有相应资质;
(3)应制定返修方案,经返修单位审批,(原)设计单位书面同意; (4)告知;
(5)约请监督检验机构进行监督检验;
(6)焊接过程中应用无损方法确认缺陷已经消除,用合格的焊工和焊接工艺评定施焊,完成后再次无损检测(时机);
(7)由于存在应力腐蚀,返修后应局部热处理; (8)返修深度超过1/2,需要耐压试验; (9)返修后,复验,重新评定安全状况等级。 7.5 常见缺陷的评定(举例)
7.5.1 宏观检查缺陷:(结构不合理、尺寸)
(1)封头参数不标准,不符合产品标准:对封头拼缝和封头与筒体的环焊缝进行100%MT+UT检测,检验未查出新生缺陷。
(不包括正常的均匀腐蚀),可以定为2级或者3级; 如果有缺陷,可以根据相应的条款进行安全状况等级评定。 (2)封头=22mm,筒体20mm,不等厚对接,是否需要削薄。 (GB150 规定:板厚差大于30%较薄厚度或超过5mm,才需要削薄)
(3)宏观检验发现仪表管内壁角焊缝未焊透:未查出新生缺陷2~3级,检验难度较大,建议补焊处理。
(4)咬边:如果发现咬边,内表面焊缝一侧,深度1.0mm,长度50mm,总长300mm,请判断: 产品标准不允许咬边,定检规则允许0.5mm,超标,属于特殊容器,需要修复(打磨圆滑,但需要保
证腐蚀裕量,或补焊);
长度50mm,不超标,允许
100mm;
咬边总长300mm(双侧计算),该环焊缝周长2600*3.14=8164mm,占周长比例3.7%,允许15%,不超标。
(5)机械接触损伤、工卡具焊迹、电弧灼伤:
这些缺陷多数属于制造过程中遗留的,一般打磨消除,用表面无损检测方法确认消除,测量减薄量,按照G0计算或补焊。 (6)错边量和棱角度:
只有超出GB150产品标准规定的,才影响定级
如:某纵缝错边量4.5mm,A类接头GB150允许3mm,超标; 按定检规则要求:≤1/3T且不大于5mm,不超标;
但错边超标部位需要确认是否有裂纹、未焊透未熔合的缺陷,需要射线或超声补充检测,才能定级2~3级。
(7)有腐蚀的压力容器,按照以下要求评定安全状况等级:
1)分散的点腐蚀,如果腐蚀深度不超过名义壁厚扣除腐蚀裕量后的1/3,不影响定级;如果在任意200mm直径的范围内,点腐蚀的面积之和不超过4500mm2,或者沿任一直线的点腐蚀长度之和不超过50mm,不影响定级;
假如腐蚀深度5mm,(名义20-裕量2)/3=6mm,允许存在。
2)均匀腐蚀,如果按照剩余壁厚(实测壁厚最小值减去至下次检验期的腐蚀量)强度校核合格的,不影响定级;经过补焊合格的,可以定为2级或者3级;
实测筒体17mm,均匀腐蚀3mm,已经超过腐蚀裕量,3年使用,每年减薄1mm,
强度校核(不考虑裕量)=11.3mm,如果下次检验周期6年,则需要17.3mm不够,缩短检验周期。 3)局部腐蚀,腐蚀深度超过壁厚余量的,应当确定腐蚀坑形状和尺寸,并且充分考虑检验周期内腐蚀坑尺寸的变化,可以按照本规程凹坑计算规定定级。 (8)鼓包
使用过程中产生的鼓包,应当查明原因,判断其稳定状况,如果能查清鼓包的起因并且确定其不再扩展,不影响压力容器安全使用的,可以定为3级;无法查清起因时,或者虽查明原因但是仍然会继续扩展的,定为4级或者5级。(本储罐如果鼓包,如无腐蚀减薄,过载,都是氢鼓包)使用中产生的鼓包,一般是由于金属局部过热、局部腐蚀、局部磨损或局部冲刷使材料强度降低,厚度变薄所引起的,或由于氢原子的作用所引起的(氢鼓包或氢鼓泡),对压力容器有较大的危害性,必须查明起因,并判断其稳定状况,如果能查明鼓包起因并确定其不再扩展的,可定为3级,无法查明起因或虽查明起因但仍会继续扩展的,定为4级或5级。
7.5.2 测厚发现的缺陷
(1)测厚发现整体减薄,超过腐蚀裕量:进行强度校核; (2)测厚发现局部减薄,查明分布大小,定位,按照凹坑计算; (3)测厚发现分层:
1)与自由表面平行的分层,不影响定级;
2)与自由表面夹角小于10°的分层,可以定为2级或者3级;
3)与自由表面夹角大于或者等于10°的分层,检验人员可以采用其他检测或者分析方法进行综合判定,确认分层不影响压力容器安全使用的,可以定为3级,否则定为4级或者5级。
母材中的分层如果与自由表面平行,对容器的承载能力基本没有影响,不影响定级;如果与自由表面的夹角小于10°,即近似与自由表面平行,其危害性不大,可以认为满足使用要求,定为2级或3级;如果与自由表面的夹角大于或等于10°,则对压力容器有较大危害,检验人员可采用超声波检测并采用合于使用方法进行综合评价,确认分层不影响容器安全使用的,可定为3级,否则定为4级或5级。 7.5.3 表面检测发现缺陷
内、外表面不允许有裂纹。如果有裂纹,应当打磨消除,打磨后形成的凹坑在允许范围内的(计算G0),不影响定级;否则,应当补焊或者进行应力分析,经过补焊合格或者应力分析结果表明不影响安全使用的,可以定为2级或者3级。
由于储罐存在环境开裂倾向,需要判断其在规定的操作条件下和检验周期内能否安全使用要求的,可以安全使用的定为3级,否则定为4级或者5级。
如果通过控制其使用条件(如控制介质中H2S成分含量),降低环境开裂的敏感性,是可以保证其在规定的操作条件下和检验周期内安全使用的,在这种情况下,其安全等级定为3级。
如果缺陷不能修复(如数量太多,密布在焊缝热影响区、母材等,无法修复)修复后不能避免检验周期内开裂的再次发生(介质条件无法改变),可以采用金相分析等方法分析开裂原因和严重程度,视情况定为4级或者5级。
7.5.4 埋藏缺陷检测发现的缺陷
凡是超过产品标准的埋藏缺陷才评级,对于该储罐,制造时RT,II级合格,如果是UT,I级合格。 如果该储罐采用超声波检测发现缺陷,需要注意的是按照《容规》评级需要确定缺陷的性质(未熔合、未焊透、条渣),如果采用常规脉冲反射法,很难判断,可以用TOFD(同样需要经验,但可以精确测定自身高度)或射线(性质判定容易,但很难判断自身高度)。 举例:
条渣10mm,NBT47013 II级允许1/3T 超标 条渣自身高度4mm
定检允许:H≤0.2t(实测厚度20,17?)且≤4mm l≤3t
7.5.5 安全附件检验
安全附件的检验不影响定级,但超过检验有效期的压力容器,应限期整改,否则不得投入使用。 8)检验结论及检验报告 8.1 检验结论
(1)安全状况等级根据压力容器检验结果综合评定,以其中项目等级最低者为评定等级; (2)需要改造或者修理的压力容器,按照改造或者修理结果进行安全状况等级评定; (3)安全附件检验不合格的压力容器不允许投入使用。
以液化石油气储罐问题评级举例 问题汇总:
(1)咬边1.0mm深,返修合格,不影响定级; (2)纵缝错边4.5mm,RT无异常,2~3级; (3)点蚀5mm,不影响定级;
(4)均匀腐蚀3mm,检验周期设为5年,不影响定级;
(5)MT发现1处内表面裂纹,打磨消除,G0计算合格。不影响定级; (6)条渣10mm,自身高度4mm,不允许返修合格,不影响定级。 综合:存在H2S超标问题,腐蚀速率较快,制造质量一般。 安全状况等级定位3级
符合要求(可以继续使用)1~3级 基本符合要求(有条件监控使用):4级 不符合要求(不得继续使用):5级 但前提都是:安全附件必须校验合格。 8.2 检验的原始记录
检验机构应当保证检验工作质量,检验时必须有记录,检验记录应当详尽、真实、准确,检验记录记载的信息量不得少于检验报告的信息量。 记录的格式由各个检验机构质量体系规定 8.3 检验报告
(1)报告的格式应当符合本规程的要求(只有结论页和结果汇总的附页)(单项检验报告的格式由检验机构在其质量管理体系文件中规定)。
结论报告中的“检验人员”一栏,应当填写所有参加本台容器的检验人员姓名,可以打印,不需要签
字形式。
(2)压力容器定期检验报告一般30个工作日出完
应当有编制、审核、批准三级签字,此处的检验报告指整体报告,在结论报告页中进行三级签字;整体报告中的各分项报告一般实行检验(检测等)、审核二级签字。报告编制人(或者分项报告中检验、检测的签字人)应当是具有相应检验资格并且参加现场检验工作、对该台容器检验下结论的检验人员(不是录入检验报告的文秘人员),报告编制人(或者分项报告中检验、检测的签字人)应当对报告的真实性、准确性、有效性负主要责任;报告审核人应当具有相应检验资格并且由质量体系进行规定;批准人为检验机构的负责人或者授权的技术负责人。
(3)因设备使用需要,检验人员可以在报告出具前,先出具《特种设备定期检验意见通知书(1)》(见附件K),将检验初步结论书面通知使用单位,检验人员对检验意见的正确性负责;
(4
)检验发现设备存在需要处理的缺陷,由使用单位负责进行处理,检验机构可以利用《特种设备定期检验意见通知书(2)》(见附件K)将缺陷情况通知使用单位,处理完成并且经过检验机构确认后,再出具检验报告;使用单位在约定的时间内未能完成缺陷处理工作的,检验机构可以按照实际检验情况先行出具检验报告,处理完成并且经过检验机构确认后再次出具报告(替换原检验报告)。经检验发现严重事故隐患,检验机构应当使用《特种设备检验意见通知书(2)》将情况及时告知使用登记机关。