特种设备定期检验与应急预案

压力容器广泛应用于各工厂企业，一旦损坏爆炸，会造成经济损失和人员伤亡。加强对压力容器的检验是防止爆炸、保证安全运行的重要措施之一。压力容器的检验包括年度检查和定期检验，如图3-22所示。

1.开展定期检验的原因

1）压力容器使用温度和压力波动变化大，同时，频繁加载使压力容器器壁受到较大的交变应力，导致压力容器应力集中处产生疲劳裂纹，通过定期检验可以及时发现这些裂纹。

2）压力容器内的工作介质有许多是具有腐蚀性的，腐蚀可以使压力容器器壁减薄或使压力容器的材料组织遭到破坏，降低原有的力学性能，以致压力容器不能承受规定的工作压力，进行定期检验可以及时发现这些腐蚀现象。

图3-22 压力容器检验要求示意图

3）压力容器停用时，封存维护保养不当，同时制造中的一些加工缺陷和残余应力都会产生隐患，进行定期检验可以及时发现并消除这些隐患。

4）由于种种因素，制造质量符合规范的压力容器使用一段时间后，都会产生缺陷，这些缺陷如不及时消除将有可能酿成事故，只有通过对压力容器进行定期检验，才能及早发现并消除缺陷。

5）通过定期检验判断压力容器是否能安全可靠地使用到下一个检验周期，如果发现存在某些潜在危险的缺陷和问题，则应设法消除，或采取一定措施改善压力容器的安全状况。

总之，压力容器定期检验的实质就是掌握每台压力容器存在的缺陷，了解压力容器的安全技术状况，保证安全可靠运行。

2.定期检验

（1）报检 使用单位应当于压力容器定期检验有效期届满前1个月向特种设备检验机构提出定期检验要求。检验机构接到定期检验要求后，应当及时进行检验。

（2）检验机构与人员 检验机构应当严格按照核准的检验范围从事压力容器的定期检验工作，检验检测人员应当取得相应的特种设备检验检测人员证书。检验机构应当接受质监部门的监督，并且对压力容器定期检验结论的正确性负责。

（3）定期检验周期 定期检验是指在压力容器停机时进行的检验和安全状况等级评定。压力容器一般应当于投用后3年内进行首次定期检验。下次的检验周期由检验机构根据压力容器的安全状况等级，按照以下要求确定：

1）安全状况等级为1、2级的，一般每6年一次。

2）安全状况等级为3级的，一般3～6年一次。

3）安全状况等级为4级的，应当监控使用，其检验周期由检验机构确定，累计监控使用时间不得超过3年。

4）安全状况等级为5级的，应当对缺陷进行处理，否则不得继续使用。

5）压力容器安全状况等级的评定按照《压力容器定期检验规则》进行，符合其规定条件的，可以适当缩短或者延长检验周期。

6）应用基于风险的检验（RBI）技术的压力容器，按照相关要求确定检验周期。

（4）定期检验的内容 检验人员应当根据压力容器的使用情况、失效模式制订检验方案。定期检验的方法以宏观检查、壁厚测定、表面无损检测为主，必要时可以采用超声检测、射线检测、硬度测定、金相检验、材质分析、涡流检测、强度校核或者应力测定、耐压试验、声发射检测、气密性试验等。

（5）定期检验中的耐压试验 有以下情况之一的压力容器，定期检验时应当进行耐压试验：

1）用焊接方法更换主要受压元件的。

2）主要受压元件补焊深度大于二分之一厚度的。

3）改变使用条件，超过原设计参数并且经过强度校核合格的。

4）需要更换衬里的（耐压试验在更换衬里前进行）。

5）停止使用2年后重新复用的。

6）从外单位移装或者本单位移装的。

7）使用单位或者检验机构对压力容器的安全状况有怀疑，认为应当进行耐压试验的。

（6）特殊检验情况的处理

1）设计图样已经注明无法进行定期检验的压力容器，由使用单位提出书面说明，报使用登记机关备案。

2）因情况特殊不能按期进行定期检验的压力容器，由使用单位提出申请并且经过使用单位主要负责人批准，征得原检验机构同意，向使用登记机关备案后，可延期检验，或者由使用单位提出申请。

3）对无法进行定期检验或者不能按期进行定期检验的压力容器，均应当制订可靠的安全保障措施。

（7）合于使用评价 安全状况等级定为4级并且监控期满的压力容器，或者定期检验发现严重缺陷可能导致停止使用的压力容器，应当对缺陷进行处理，缺陷处理的方式包括采用修理的方法消除缺陷或者进行合于使用评价。合于使用评价工作应当符合以下要求：

1）承担压力容器合于使用评价的检验机构必须经过国家质检总局批准。

2）压力容器使用单位向批准的检验机构提出进行合于使用评价的申请，同时将需评定的压力容器基本情况书面告知使用登记机关。

3）压力容器的合于使用评价参照GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》的要求进行，承担压力容器合于使用评价的检验机构，根据缺陷的性质、缺陷产生的原因，以及缺陷的发展预测在评价报告中给出明确的评定结论，说明缺陷对压力容器安全使用的影响。

4）压力容器合于使用评价报告由具有相应经验的评价人员出具，并且经过检验机构法定代表人或者技术负责人批准，承担压力容器合于使用评价的检验机构对缺陷评定结论的正确性负责。

5）负责压力容器定期检验的检验机构根据合于使用评价报告的结论和其他检验项目的检验结果确定压力容器的安全状况等级、允许运行参数和下次检验日期，并且出具检验报告。

6）使用单位将压力容器合于使用评价的结论报使用登记机关备案，并且严格按照检验报告的要求控制压力容器的运行参数，加强年度检查。

（8）基于风险的检验（RBI）

1）应用条件：使用满足以下条件的大型成套装置的使用单位，可以向国家质检总局提出应用基于风险的检验（以下简称RBI）技术申请：①具有完善的管理体系和较高的管理水平。②建立健全应对各种突发情况的应急预案，并且定期进行演练。③压力容器、压力管道等设备运行良好，能够按照有关规定进行检验和维护。④生产装置及其重要设备资料齐全、完整。⑤工艺操作稳定。⑥生产装置采用数字集散控制系统，并且有可靠的安全联锁保护系统。

2）RBI的实施：①承担RBI的检验机构必须经过国家质检总局核准。②经过国家质检总局同意进行RBI应用的压力容器使用单位，可以向核准的RBI检验机构提出申请，同时将该情况书面告知使用登记机关。③承担RBI的检验机构，应当根据设备状况、失效模式、失效后果、管理情况等评估装置和压力容器的风险水平。④检验机构应当根据风险分析结果，以压力容器的风险处于可接受水平为前提制订检验方案，包括检验时间、检验内容和检验方法。⑤使用单位应当根据检验方案，制订压力容器的检验计划，由检验机构实施检验。⑥对于装置运行期间风险位于可接受水平之上的压力容器，应当采用在线检验等方法降低其风险。⑦应用RBI的压力容器使用单位应当将RBI结论报使用登记机关备案，使用单位应当落实保证压力容器安全运行的各项措施，承担安全主体责任。

3）实施RBI的压力容器可以采用以下方法确定其检验周期：①参照《压力容器定期检验规则》的规定，确定压力容器的安全状况等级和检验周期，可以根据压力容器风险水平延长或者缩短检验周期，但最长不得超过9年。②以压力容器的剩余使用年限为依据，检验周期最长不超过压力容器剩余使用年限的一半，并且不得超过9年。

（9）做好压力容器定期检验记录 压力容器定期检验记录如图3-23所示。

图3-23 压力容器定期检验记录

3.压力容器的年度检查

压力容器的年度检查包括使用单位压力容器安全管理情况检查、压力容器本体及运行状况检查和压力容器安全附件检查等。检查方法以宏观检查为主，必要时进行测厚、壁温检查和腐蚀介质含量测定、真空度测试等。

1）年度检查前，使用单位应当做好以下各项准备工作：①压力容器外表面和环境的清理。②根据现场检查的需要，做好现场照明、登高防护、局部拆除保温层等配合工作，必要时配备合格的防噪声、防尘、防有毒有害气体等防护用品。③准备好压力容器技术档案资料、运行记录、使用介质中有害杂质记录。④准备好压力容器安全管理规章制度和安全操作规范，操作人员的资格证。⑤检查时，使用单位压力容器管理人员和相关人员到场配合，协助检查工作，及时提供检查人员需要的其他资料。

2）检查前，检查人员应当首先全面了解被检压力容器的使用情况、管理情况，认真查阅压力容器技术档案资料和管理资料，做好有关记录。

压力容器安全管理情况检查的主要内容如下：①压力容器的安全管理规章制度和安全操作规程，运行记录是否齐全、真实，查阅压力容器台账（或者账册）与实际是否相符。②压力容器图样、使用登记证、产品质量证明书、使用说明书、监督检验证书、历年检验报告以及维修、改造资料等建档资料是否齐全并且符合要求。③压力容器作业人员是否持证上岗。④上次检验、检查报告中所提出的问题是否解决。⑤进行压力容器本体及运行状况检查时，除非检查人员认为必要，一般可以不拆保温层。

3）压力容器本体及运行状况的检查主要包括以下内容：①压力容器的铭牌、漆色、标志及喷涂的使用证号码是否符合有关规定。②压力容器的本体、接口（阀门、管路）部位、焊接接头等是否有裂纹、过热、变形、泄漏、损伤等。③外表面有无腐蚀，有无异常结霜、结露等。④保温层有无破损、脱落、潮湿、跑冷。⑤检漏孔、信号孔有无漏液、漏气，检漏孔是否畅通。⑥压力容器与相邻管道或者构件有无异常振动、响声或者相互摩擦。⑦支撑或者支座有无损坏，基础有无下沉、倾斜、开裂，紧固螺栓是否齐全、完好。⑧排放（疏水、排污）装置是否完好。⑨运行期间是否有超压、超温、超量等现象。⑩罐体有接地装置的，检查接地装置是否符合要求。⑪⑪⑪安全状况等级为4级的压力容器的监控措施执行情况和有无异常情况。⑪⑪⑫快开门式压力容器安全联锁装置是否符合要求。

4）爆破片装置年度检查的具体内容如下：①检查爆破片是否超过产品说明书规定的使用期限。②检查爆破片的安装方向是否正确，核实铭牌上的爆破压力和温度是否符合运行要求。③爆破片单独使用时，如图3-24所示，检查爆破片和压力容器间的截止阀是否处于全开状态，铅封是否完好。④爆破片和安全阀串联使用时，如果爆破片装在安全阀的进口侧，如图3-25所示，应当检查爆破片和安全阀之间装设的压力表有无压力显示，打开截止阀检查有无气体排出。⑤爆破片和安全阀串联使用时，如果爆破片装在安全阀的出口侧，如图3-26所示，应当检查爆破片和安全阀之间装设的压力表有无压力显示，如果有压力显示应当打开截止阀，检查能否顺利疏水、排气。⑥爆破片和安全阀并联使用时，如图3-27所示，检查爆破片与压力容器间装设的截止阀是否处于全开状态，铅封是否完好。⑦年度检查时，凡发现以下情况之一的，要求使用单位限期更换爆破片装置并且采取有效措施确保更换期的安全，如果逾期仍未更换则该压力容器暂停使用。具体情况如：爆破片超过规定使用期限的，爆破片安装方向错误的，爆破片装置标定的爆破压力、温度和运行要求不符合的，使用中超过标定爆破压力而未爆破的，爆破片装在安全阀进口侧与安全阀串联使用时，爆破片和安全阀之间的压力表有压力显示或者截止阀打开后有气体漏出的，爆破片装置泄漏的。⑧爆破片单独做泄压装置或者爆破片与安全阀并联使用的压力容器进行年度检查时，如果发现爆破片和容器间的截止阀未处于全开状态或者铅封损坏时，要求使用单位限期改正并且采取有效措施确保改正期间的安全，如果逾期仍未改正则该压力容器暂停使用。

图3-24 爆破片单独使用

1—爆破片 2—截止阀

图3-25 安全阀和爆破片串联使用（爆破片装在安全阀进口侧）

1—爆破片 2—截止阀 3—压力表 4—安全阀

图3-26 安全阀和爆破片串联使用（爆破片装在安全阀出口侧）

1—爆破片 2—截止阀 3—压力表 4—安全阀

图3-27 安全阀和爆破片并联使用

1—截止阀 2—爆破片 3—安全阀

5）年度检查工作完成后，检查人员应根据实际检查情况出具检查报告，做出下述结论：①允许运行，指未发现或者只有轻度不影响安全的缺陷。②监督运行，指发现一般缺陷，经过使用单位采取措施后能保证安全运行，结论中应当注明监督运行需解决的问题及完成期限。③暂停运行，仅指安全附件的问题逾期仍未解决的情况。问题解决并且经过确认后，允许恢复运行。④停止运行，指发现严重缺陷，不能保证压力容器安全运行的情况，应当停止运行或者由检验机构持证的压力容器检验人员做进一步检验。

6）年度检查一般不对压力容器安全状况等级进行评定，但如果发现严重问题，应当由检验机构持证的压力容器检验人员按规定进行评定，适当降低压力容器安全状况等级。压力容器年度检查报告见表3-29～表3-31。

表3-29 压力容器年度检验报告

表3-30 压力容器年度检查结论报告

表3-31 压力容器年度检查报告附页

注：没有或未进行的检查项目在检查结果栏打“—”；无问题或合格的检查项目在检查结果栏打“√”；有问题或不合格的检查项目在检查结果栏打“×”，并在备注中说明。

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4.压力容器的全面检验

全面检验是指压力容器停机时的检验，全面检验应当由检验机构进行，具体内容如下所示。

1）检验前应当审查相关资料。

2）全面检验前，使用单位应做好以下准备工作：①需要进行检验的表面，特别是腐蚀部位和可能产生裂纹性缺陷的部位，必须彻底清理干净，母材表面应当露出金属本体，进行磁粉、渗透检测的表面应当露出金属光泽。②被检压力容器内部介质必须排放、清理干净，用盲板从被检压力容器的第一道法兰处隔断所有液体、气体或者蒸汽的来源，同时设置明显的隔离标志。禁止用关闭阀门代替盲板隔断。③切断与压力容器有关的电源，设备明显的安全标志。检验照明用电不超过24V，引入压力容器内的电缆应当绝缘良好，接地可靠。④检验时，使用单位压力容器管理人员和相关人员到场配合，协助检验工作，负责安全监护。

3）检验人员认真执行使用单位有关动火、用电、高处作业、罐内作业、安全防护、安全监护等规定，确保检验工作安全。

4）检验用的设备和器具应当在有效的检定或者校准期内。在易燃、易爆场所进行检验时，应当采用防爆、防火花型设备、器具。

5）检验的一般程序包括检验前准备、全面检验、缺陷及问题的处理、检验结果汇总、结论和出具检验报告等常规要求，如图3-28所示，检验人员可以根据实际情况，确定检验项目，进行检验工作。

6）压力容器全面检验工作中的表面无损检测的具体内容如下所示：①有以下情况之一的，对压力容器内表面对接焊缝进行磁粉或者渗透检测，检测长度不少于每条对接焊缝长度的20％，即首次进行全面检验的第三类压力容器、盛装介质有明显应力腐蚀倾向的压力容器、Cr-Mo钢制压力容器、标准抗拉强度下限σ_b≥540MPa钢制压力容器。在检测中发现裂纹，检验人员应当根据可能存在的潜在缺陷，确定扩大表面无损检测的比例；如果扩检中仍发现裂纹，则应当进行全部焊接接头的表面无损检测。内表面的焊接接头已有裂纹的部位，对其相应外表面的焊接接头应当进行抽查。如果内表面无法进行检测，可以在外表面采用其他方法进行检测。②对应力集中部位、变形部位，异种钢焊接部位、奥氏体不锈钢堆焊层、T形焊接接头，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，应当重点检查。对焊接裂纹敏感的材料，注意检查可能发生的焊趾裂纹。③有晶间腐蚀倾向的，可以采用金相检验检查。④绕带式压力容器的钢带始、末端焊接接头，应当进行表面无损检测，不得有裂纹。⑤铁磁性材料的表面无损检测优先选用磁粉检测。⑥标准抗拉强度下限σ_b≥540MPa的钢制压力容器，耐压试验后应当进行表面无损检测抽查。

7）全面检验工作完成后，检验人员根据实际检验情况，结合耐压试验结果，按规定评定压力容器的安全状况等级，出具检验报告，给出允许运行的参数及下次全面检验的日期。

压力容器全面检验报告见表3-32，一式两份，由检验机构和使用单位分别保存。受检单位对压力容器全面检验报告的结论如有异议，请在收到报告之日起15d内，向检验机构提出书面意见。

图3-28 全面检验的一般程序

表3-32 压力容器全面检验报告

压力容器全面检验报告具体内容见表3-33～表3-49。

表3-33 压力容器全面检验结论报告

表3-34 压力容器资料审查报告

表3-35 压力容器宏观检查报告（1）

注：没有或未进行的检查项目在检查结果栏打“—”；无问题或合格的检查项目在检查结果栏打“√”；有问题或不合格的检查项目在检查结果栏打“×”，并在备注中说明。

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表3-36 压力容器宏观检查报告（2）

注：没有或未进行的检查项目在检查结果栏打“—”；无问题或合格的检查项目在检查结果栏打“√”；有问题或不合格的检查项目在检查结果栏打“×”，并在备注中说明。

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表3-37 壁厚测定报告

注：测厚记录表格不够时，可按测厚记录格式增加续页。

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表3-38 壁厚校核报告

表3-39 射线检测报告

注：射线底片评定表不够时，可按评定表的格式增加续页。

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表3-40 超声检测报告

注：超声检测结果评定表不够时，可按评定表的格式增加续表。

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表3-41 磁粉检测报告

注：磁粉检测结果评定表不够时，可按评定表的格式增加续页。

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表3-42 渗透检测报告

注：渗透检测结果评定表不够时，可按评定表的格式增加续页。

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表3-43 声发射检测报告

注：表格空间不够时，可另加附页。

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表3-44 材料成分分析报告

注：材料分析结果表不够时，可按分析结果表的格式增加续页。

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表3-45 硬度检测报告

注：硬度测试结果表不够时，可按测试结果表的格式增加续页。

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表3-46 金相分析报告

表3-47 安全附件检验报告(www.chuimin.cn)

表3-48 耐压试验报告

表3-49 气密性试验报告

5.移动式压力容器检验的附加要求

移动式压力容器是指汽车罐车、铁路罐车和罐式集装箱架（以下统一简称罐车）。由于罐车的特殊性，对其检验提出如下所示的附加要求。

1）附加要求适用于运输最高工作压力大于等于0.1MPa、设计温度不高于50℃的液化气体、低温液体的钢制罐体（罐体为裸式、保温层或绝热层形式）在用罐车的检验。

2）在用罐车的检验分为年度检验、全面检验和耐压试验。年度检验每年至少一次。全面检验的周期见表3-50。同时，有以下情况之一的罐车应该做全面检验：新罐车使用一年后的首次检验；罐体发生重大事故或停用一年后重新投用的；罐体经重大修理或改造的。耐压试验每六年至少进行一次。

表3-50 罐车全面检验的周期

3）常温型（裸式）罐车罐体年度检验的要求检验：①安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、液位计、压力表、温度计、导静电装置、装卸软管和其他附件。②罐体与底盘（车架或框架）、遮阳罩、操作台、连接紧固件、导静电装置等。③罐内防波板与罐体连接结构型式，以及防波板与罐体、气相管与罐体连接处的裂纹、脱落等。

4）低温、深冷型罐车罐体年度检验的要求检验：①常温型（裸式）罐车罐体年度检验的全部内容。②保温层的损坏、松脱、潮湿、跑冷等。

5）首次检验时应该对资料全面审查；非首次检验时，重点审查新增和变更的部分。

6）具有易燃、易爆、助燃、毒性或窒息性介质的罐车应该进行残液处理、抽残、中和消毒、蒸汽吹扫、通风置换、清洗。检验前应该取样分析，要求罐内气体分析测试结果达到有关标准规定、残液排放指标达到有关环保标准。

7）设有人孔的罐车必须开罐进行以下表面检查：①罐体的变形、泄漏、机械损伤，罐体接口部位焊缝的裂纹等。②罐内防波板与罐体的连接情况，连接焊缝处的裂纹、联接固定螺栓的松脱，防波板裂纹、裂开或脱落等。③罐内气相管、液位计固定导架与罐体固定连接处的裂纹、裂开或松脱等。④对深冷型罐车还要进行真空度测试（常温下），见表3-51。

表3-51 真空度测试（常温下）

8）罐体与底盘（底架或框架）连接紧固装置的检查是对罐体支座以上部分的检查（包括紧固联接螺栓）。即：①罐体与底盘是否连接牢固，紧固连接螺栓是否有腐蚀、松动、弯曲变形，螺母、垫片是否齐全、完好。②罐体支座与底盘之间连接缓冲胶垫是否错位、变形、老化等。③罐体支座（靠车头端）前端过渡区是否存在裂纹；支座与卡码是否连接牢固。④铁路罐车的拉紧带、鞍座、中间支座检查。

9）罐体管路、阀门和车辆底盘之间的导静电导线连接是否牢固可靠，罐体管路阀门与导静电带接地端的电阻不应当超过10Ω；连接罐体与地面设备的接地导线，截面面积应当不小于5.5mm²。导静电带必须安装并且接地可靠，严禁使用铁链。

10）盛装食用二氧化碳的罐车应当对罐体内表面进行洁净化处理；盛装氧气的罐车应当对各拆装接口及有油脂接触过的部位进行脱脂处理后，方可组装。组装完毕后应当进行整车的气密性试验。

11）全面检验的附加要求。全面检验包括罐车罐体年度检验的全部内容、外表面除锈喷漆、壁厚测定、无损检测和强度校核等。具体包括：①首次全面检验时，应该进行结构检查和几何尺寸检查，以后的检验仅对运行中可能发生变化的内容进行复查（绝热层式不设人孔的低温深冷型罐车除外）。②按罐体设计压力的1.5倍，对紧急切断阀受介质直接作用的部件进行耐压试验，保压时间应当不少于10min；耐压试验前后，分别以0.1MPa和罐体的设计压力进行气密性试验，保压时间应当不少于5min。③避厚的测定应该优先选择以下具有代表性的部位，并且有足够的测点数，测定后标图记录。④罐体角焊缝和内表面对接焊缝应该做100％表面探伤，凡罐车存在以下情况之一时，还应该对焊缝进行射线或超声抽查。⑤进行罐体外表面油漆检查。⑥经检查发现罐体存在大面积腐蚀、壁厚明显减薄或变更工作介质的，应该进行强度校核。⑦全面检验工作完成后，检验人员应该根据检验结果，按TSG R7001—2004《压力容器定期检验规则》的规定评定罐车的安全状况等级及下次全面检验的周期，并出具检验报告。

12）耐压试验的附加要求。

①罐体耐压试验一般应当采用液压试验，液压试验压力为罐体设计压力的1.5倍。液压试验时，罐体的薄膜应力不得超过试验压力温度下材料屈服强度的90％。低温深冷型罐车罐体的耐压试验可以按照设计图样的规定要求进行。

②由于结构或介质原因，不允许向罐内充灌液体或运行条件不允许残留试验液体的罐体，可以按照图样要求采用气压试验，气压试验压力为罐体设计压力的1.15倍。气压试验时，罐体的薄膜应力不得超过试验温度下材料屈服强度的80％。

6.压力容器检查检验时的安全措施

压力容器检查检验时应采取以下安全措施：

1）应将压力容器内外部介质排净，并用盲板切断压力容器与其他设备连接的管道。

2）不允许在压力容器带压情况下拆卸紧固件。

3）对盛装易燃、易爆、有毒或窒息性介质的压力容器，应进行置换、中和、消毒、清洗等措施。

4）拆除妨碍检查的内部（可拆）装置，并清除压力容器内壁上的油污等杂物。

5）专人负责切断有关电气设备的电源，并要挂牌标志；进入压力容器要用12V的低压安全灯，检验仪器和修理工具的电源电压超过36V时，必须保证导线的绝缘良好，接地可靠。

6）进入压力容器检验时，外部必须有监护人员，并不得擅自离开。

7）介质对压力容器材料的腐蚀情况不明，材料焊接性能差或制造时曾产生过多次裂纹的，投产使用一年应立即进行内部检验。

8）对外部有保温层的压力容器进行全面检验时，应根据缺陷情况拆除保温层。

7.压力容器的无损检测

压力容器进行无损检测工作的具体内容如下所示。

1）无损检测人员应按照《锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则》进行考核，取得资格证书后方能承担与资格证书的种类和技术等级相应的无损检测工作。

2）压力容器的焊接接头应先进行形状尺寸和外观质量的检查，合格后才能进行无损检测。有延迟裂纹倾向的材料应在焊接完成24h后进行无损检测，有再热裂纹倾向的材料应在热处理后再增加一次无损检测。

3）压力容器的无损检测方法包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等。压力容器制造单位应根据设计图样和有关标准的规定选择检测方法和检测长度。

4）压力容器的对接接头的无损检测比例一般分为全部（100％）和局部（大于等于20％）两种。对铁素体钢制低温容器，局部无损检测的比例应大于等于50％。

5）符合下列情况之一时，压力容器的对接接头，必须进行全部射线或超声检测：①GB 150.1～GB 150.4—2011及GB 151—1999《管壳式换热器》等标准中规定进行全部射线或超声检测的压力容器。②第三类压力容器。③第二类压力容器中易燃介质的反应压力容器和储存压力容器。④设计压力大于5.0MPa的压力容器。⑤设计压力大于等于0.6MPa的管壳式余热锅炉。⑥设计选用焊缝系数为1.0的压力容器（无缝管制筒体除外）。⑦疲劳分析设计的压力容器。⑧采用电渣焊的压力容器。⑨使用后无法进行内外部检验或耐压试验的压力容器。

6）压力容器焊接接头检测方法的选择要求如下：①压力容器壁厚≤38mm时，其对接接头应采用射线检测；由于结构等原因不能采用射线检测时，允许采用可记录的超声检测。②压力容器壁厚＞38mm（或≤38mm，但＞20mm且使用材料抗拉强度规定值下限≥540MPa）时，其对接接头如采用射线检测，则每条焊缝还应附加局部超声检测；如采用超声检测，则每条焊缝还应附加局部射线检测。无法进行射线检测或超声检测时，应采用其他检测方法进行附加局部无损检测。附加局部检测应包括所有的焊缝交叉部位，附加局部检测的比例为原无损检测比例的20％。③对有无损检测要求的角接接头、T形接头，不能进行射线或超声检测时，应做100％表面检测。④铁磁性材料压力容器的表面检测应优先选用磁粉检测。⑤有色金属制压力容器对接接头应尽量采用射线检测。

7）除上述6）中第⑤条规定之外的其他压力容器，其对接接头应做局部无损检测。即：①局部无损检测的部位由制造单位检验部门根据实际情况指定。但对所有的焊缝交叉部位以及开孔区将被其他元件覆盖的焊缝部分必须进行射线检测，拼接封头（不含先成形后组焊的拼接封头）、拼接管板的对接接头必须进行100％无损检测。拼接补强圈的对接接头必须进行100％超声或射线检测，其合格级别与压力容器壳体相应的对接接头一致。②拼接封头应在成形后进行无损检测，若成形前进行无损检测，则成形后应在圆弧过渡区再做无损检测。③经过局部射线检测或超声检测的焊接接头，若在检测部位发现超标缺陷时，则应进行不少于该条焊接接头长度10％的补充局部检测；如仍不合格，则应对该条焊接接头全部检测。

8）现场组装焊接的压力容器，在耐压试验前，应按标准规定对现场焊接的焊接接头进行表面无损检测；在耐压试验后，应按有关标准规定进行局部表面无损检测，若发现裂纹等超标缺陷，则应按标准规定进行补充检测，若仍不合格，则应对该焊接接头做全部表面无损检测。

9）制造单位必须认真做好无损检测的原始记录，检测部位图应清晰、准确地反映实际检测的方位（如射线照相位置、编号、方向等），正确填发报告，妥善保管好无损检测档案和底片（包括原缺陷的底片）或超声自动记录资料，保存期限不应少于七年。七年后若用户需要可转交用户保管。

8.渗透检测在无损检测中的应用

渗透检测在压力容器无损检验中应用比较广泛，主要分为荧光渗透检测和着色渗透检测两种。渗透检测是用绿色的荧光渗透液或者红色的着色渗透液来显示放大了的缺陷图像的迹痕，从而能够用肉眼检查出试件表面上的开裂缺陷。使用荧光渗透液的称为荧光渗透检测法，使用红色着色渗透液的称为着色渗透检测法。渗透检测的基本使用程序如下：

1）渗透。将试件浸渍于渗透液中，或者用喷雾器或刷子把渗透液涂在试件表面上，如果试件有裂纹、孔隙和其他开裂处，渗透液就渗入其中，这个过程叫做渗透。荧光检测采用的渗透剂是荧光液，而检查时用紫外线照射。

2）清洗。待渗透液充分地渗透到缺陷内之后，用清洗剂或水把试件表面的渗透液洗掉，这个过程叫做清洗。由于清洗剂不能渗入到留有渗透液的裂纹和孔隙中，故裂纹和孔隙中的渗透液得以保留下来。

3）显像。把显像剂喷洒到试件表面上，残留在裂纹、孔隙中的渗透液就会被显像剂吸出到表面上，形成放大的黄绿色荧光或者红色的显示迹痕，这个过程叫做显像。

4）观察。用荧光渗透液的显示迹痕在紫外线照射下能发出强的荧光，用着色渗透液的显示迹痕在自然光线下呈红色，所以很容易识别，用肉眼观察就可以发现很微细的缺陷。迹痕有三种：连续线表示裂纹，点线表示狭窄的裂纹，分散的点痕表示孔隙。

实际上除了上述的基本过程外，有时为了使渗透容易进行，还要进行预处理。另外，为了进行显像，有时还要进行干燥处理；为了使渗透液容易洗掉，对某些渗透液有时还要做乳化处理。

渗透检测能探测出的最小尺寸是由检测剂的性能、检测方法、检测操作的好坏和试件的表面粗糙度等因素决定的，一般约为深0.02mm，宽0.001mm。另外，在荧光渗透检测时，若使用荧光辉度高的渗透液，在检测的同时把交变应力加在试件上，则可进一步提高检测灵敏度。渗透检测报告见表3-52。

表3-52 渗透检测报告

9.磁粉检测在无损检测中的应用

磁粉检测是一种检测钢铁材料的裂纹等表面缺陷的重要方法，在压力容器无损检验中应用较广泛。

1）磁粉检测的原理：将磁场加到试件上后，钢铁等强磁性材料能被磁场强烈地磁化。如果试件上有裂纹，且裂纹方向与磁化方向呈直角，则在裂纹处呈现磁极，并产生漏磁磁场。当磁粉的细粒进入漏磁场时，它们被吸住而留下。由于漏磁场比裂纹宽，积聚的磁粉可由肉眼很容易地看出。当磁化强度足够高时，即使裂纹很微细，也能形成清晰可见的漏磁场。如果使用荧光磁化液，那么在紫外线照射下，试件上的微小裂纹、褶皱、孔隙、夹渣等表面缺陷，便以黄绿色的线条或点线显现出来。

2）磁粉检测操作包括预处理、磁化、施加磁粉、观察记录以及后处理（包括退磁）等。磁化试件时应该考虑所检测裂纹的方向，要把磁场加在同裂纹方向相垂直的方向。实际应用的磁化方法如图3-29所示，图上用磁力线（虚线）表示磁场方向。由于裂纹的方向往往难以预料，所以实践中常采用能取得互相垂直的磁场的复合磁化方法。

图3-29 磁化的方法

a）轴向通电法 b）直流通电法 c）电极刺入法

3）表面磁场强度可以由试件尺寸和电流值的计算求得。

4）磁粉检测的准确度很高，它能确定表面开口裂纹和表面下深度很浅的其他缺陷，但不能确定缺陷的深度，也不能用来探测内部缺陷。

5）磁化方法很多，有轴向通电法、直流通电法、电极刺入法、线圈法、极间法、磁通贯通法等，磁粉检测报告见表3-53。

10.超声检测在无损检测中的应用

把超声脉冲从探头射入被检物，如果其内部有缺陷，则一部分入射的超声在缺陷处被反射，利用探头能接受信号的声能，可以不必损坏被检物而检出缺陷的部位及其大小，这种检测方法叫做超声检测。超声检测在压力容器无损检验中应用较广泛，超声检测有阴影法、共振法、脉冲反射法等。

表3-53 磁粉检测报告

用于检测的超声的频率为400～25MHz，其中用得最多的是1～5MHz的超声。在金属检测中之所以使用高的频率是因为其：①指向性好，能形成窄的波束。②波长短，小的缺陷也能够很好地反射。③距离的分辨能力好，缺陷的分辨率高。

图3-30 脉冲反射法的原理

1）在超声检测法中，目前应用最多的是脉冲反射法。它是应用回声原理来检测的，脉冲反射法的原理如图3-30所示。把脉冲振荡器发生的电压加到探头的压电晶片上，晶片因在厚度方向产生伸缩而发生机械振动，发出超声脉冲；如果被检物是铁或铝的话，超声就以600m/s左右的固定速度在内部传播。如果被检件内部有裂纹等缺陷，超声脉冲的一部分就从缺陷处反射回到探头的晶片（叫做缺陷回波），不碰到缺陷的超声脉冲则在被检物底面反射回来（叫做底面回波）。因此，缺陷处反射的超声先回到晶片，后回到晶片的是底面反射回来的超声。回到晶片上的超声使晶片发生振动，在晶片的两电极间就会产生频率与超声相等，强度与超声成正比的高频电压，高频电压通过接收器进入示波管。通常在超声检测中，使用一个小探头，它既发射又接收。这样，进入接收器内的高频电压包括两部分：一部分是振荡器发生的高频电压，另一部分是回波转换的高频电压。因此，当在示波管横坐标上以脉冲振荡器的起振时间为基点，把辉点向右移动时，在示波管上可以得到如图3-31所示的波形图。在这个波形图上，就可以判断有无缺陷、缺陷的部位及其大小。缺陷的部位L_F可以根据比例求出，缺陷的大小可根据回波高度h_F来估计。当缺陷很大时，可以移动探头，按显示缺陷的延伸尺寸求出。

2）为了使超声很好地传入被检物，探头与被检物表面之间应涂上耦合剂，被检物表面光滑时，可使用全损耗系统用油、合成浆糊和水作为耦合剂；表面粗糙时，可使用甘油或者水玻璃作为耦合剂。

图3-31 超声检测图形的观察方法

3）超声波探伤仪的检测灵敏度要用标准试块进行调整，把标准试块人工缺陷的回波高度调整到适当的高度，或者把被检物无缺陷部位的底面回波高度调整到适当的高度。两种方法各有所长，一般探测钢板和焊缝时使用前者，探测铸锻件时则两者都用。

超声检测对于平面状的缺陷，不管其厚度如何薄，只要超声是垂直地射向它时，就可以取得很高的缺陷回波。但另一方面，对于球形缺陷，假如缺陷不是相当大，或者不是较密集的话，就不能得到足够的缺陷回波。因此，超声检测对钢板的层迭、分层和裂纹的检测分辨率是很高的，而对单个气孔的检测分辨率则很低。焊缝超声检测报告见表3-54，钢板，锻件超声检测报告见表3-55。

表3-54 焊缝超声检测报告

表3-55 钢板、锻件超声检测报告

4）超声检测适用于较于较原工件（6～100mm）的对接焊缝，与X射线检测相比有更高的灵敏度，同时检验时间短，速度快，并对人体无害，如超声检测在压力容器一侧进行，则作业人员不必进入压力容器的内部，但是直径性较差，因此一般与X射线检测共同配合使用。当用超声对焊缝进行检测时，要将焊缝表面的锈能、氧化层、油化及焊接时产生的飞溅物清除干净。

采用超声检测必须正确选择仪器在工作时的灵敏度，灵敏度过高容易造成误判，过低则易造成缺陷漏检。

5）超声测厚技术是利用超声传播时在第一介质与第二介质的交界面产生的反射作用，使脉冲高频电振荡转变成脉冲声波，测量从发射到接收反射脉冲的间隔时间。由于间隔时间与材料厚度成正比，再加上一套放大转换系统，将传播的间隔时间变为材料厚度的数字显示出来，同时超声在固体介质中传播有较好的指向性，能量损失也较少。

11.射线检测在无损检测中的应用

射线检测方法是一种射线穿透检查，被检零部件、钢板材料等处于静止、被动状态，而射线按一定途径穿透试件，当有裂纹、间隙等情况会得到不同信号、然后进行确定有焊缝的钢板、焊接件有否裂纹。射线检测在压力容器无损检验中的应用是最广泛的，主要采用X射线检验、γ射线检验、高能射线检验等方法。一般用X射线较为普遍。

焊缝射线检测报告见表3-56，焊缝射线检测底片评定表见表3-57。

表3-56 焊缝射线检测报告

表3-57 焊缝射线检测底片评定表

由于X射线对缺陷和金属本体的穿透率不同，因此造成材料背面的照相胶片的感光程度不同，胶片显影后，呈现明暗不同的图像，能直观地反映焊缝的气孔，夹渣等体积性缺陷。但对裂缝或间隙很小的未焊透焊缝，即使深度较深，由于方向或宽度的影响，往往还不能客观地反映出来，需要采取其他检测方法进行。

常见焊缝缺陷在底片上的影像特征如下：①未焊透呈连续或间断的黑直线，但直线的黑度可能深浅不一致。②夹渣呈现形状不规则的黑（块）或条纹。③气孔一般呈圆形或椭圆形黑点。④裂纹呈现黑色较深的细曲线。

12.探漏在压力容器检验中的应用

探漏是指气体或液体从裂缝、孔眼或空隙逸出（或进入）且达到了可测量的程度。对于压力容器而言，从安全和经济这两个方面来说，检查和修理泄漏部位都是非常重要的。

目前已经有各种不同的泄漏检测方法，比较常用的有皂液检漏法、声学法、示踪气体法、红外分光仪检漏法等。

1）皂液检漏法是气体泄漏检测法中最常用、也是最廉价的一种方法。操作者只需将少量皂液抹到怀疑泄漏的部位上，然后观察有无皂泡即可识别有无泄漏。泄漏的程度可由皂泡的大小和皂泡的形成速度直接判定。如果很快生成很大的皂泡，即表明泄漏量很大，反之亦然。检测的灵敏度取决于流体的性质、环境的照明度和操作者的观察能力。这种方法的灵敏度约为10^－4cm³/s。

这种方法的缺点是：被怀疑的泄漏部位必须能很方便地接触到，而且压力容器或管道会被弄湿，从而有可能吸入皂液和生成污染物。此外，能否有效地使用皂液要受温度的制约，一般皂液适合于温度为－5～60℃的环境中使用。

2）声学法是靠捕捉（感受）气体和液体从压力容器、管道、阀或其他部件上的孔或裂缝逸出和扩散时所发出的声信号（或超声信号）来检查泄漏部位的。随检测装置性能的不同，可测信号的范围在10～100kHz之间。信号经转换、放大之后，可以用仪表显示，或者通过耳机或扬声器听出，这种手持式仪器由电池供电，灵敏度约为10^－3cm³/s。

①声学检测器使用的测头有接触式和扫描式两种，这两种测头都装有压电晶体拾波器，存在超声信号时它们会发生振荡。通常接触式测头用于查找凝汽压力容器、管道、阀的泄漏处，扫描式测头主要用来接收通过大气传输的信号，可用来监测和检查压力容器和安全装置以及压力系统和真空系统中的少量泄漏处。

②声学检测器装上专用的发声附件后，可检测非压力设备上的泄漏部位。它的作用原理如下：将由电池供电的超声波发生器直接放到所需测试的部件上，整个被测区域内即充满它所发出的高频声波。这种声信号的频率约为40kHz，它能进入到孔隙内，故可用测头检测出泄漏处。利用这种发生器，可检查空的管道、压力容器、热交换器、冷凝器、密封装置和焊缝。

③声学检测法的一个主要特点是在某些应用场合下不能滤除同泄漏声响混杂的在一起的环境噪声。这种特点不但限制了这类仪器的使用范围，而且还降低了灵敏度。采用排除噪声干扰技术，可以在一定程度上消除这一缺陷。

3）示踪气体法是将示踪气体充入待检测的系统，然后用测头检查有无这种气体的泄漏，从而确定泄漏部位和泄漏量。工业上应用的氦质谱仪就是其中的一种。它是将氦作为示踪气体，主要零部件有质谱仪管、真空系统、机械泵、阀、放大器、读数装置以及同待测部位连接用的快速可拆装附件。氦质谱仪是所有工业应用泄漏检测仪器中灵敏度最高的一种，可达10^－11mm³/s。

检测时可以采用压力式或抽真空式两种方式。采用压力方式时，在管道、压力容器或其他设备内充入一定压力的氦气，然后用吸气测头检查有无氦气泄漏。采用真空方式时，使被测设备内部形成真空，然后在怀疑有泄漏的部位外围喷上氦气，如果有泄漏处，氦气就会进入到系统内中仪表测出。

这种仪器的可靠性非常高，而且检测的时间不超过2s，但是这种装置只能通过它所适应并能定量测出的示踪气体（氦）来指示泄漏量。采用氦作示踪气体，是因为它比较便宜、无毒、渗透能力强，且在大气中的存在量只需够示踪用即呆。

小型便携式氦质谱仪的原理图如图3-32所示。这种仪器约重22.5kg，便于携带到各处使用。但这种泄漏检测器价格高，质谱仪管内的钨丝必须定期更换，真空系统冷凝阀中的液氦必须经常补充，才能确保正常使用。

4）红外分光仪检漏器是一种较新的仪器，它以选定的红外线波长测定气体量。这种仪器主要包括一个单向的红外分光仪和一个气体取样室，如图3-33所示。

空气由泵抽到取样室内，由一些可拆换的过滤器对各种气体加以鉴别和测定。吸收的红外线量被换算成分数，并通过仪表读出。这种仪器能检测出300种以上的气体和蒸气，并可用相应的过滤器——标尺装置来测定数量。例如，三氯乙烯、聚氯乙烯、氯甲烷等一些常用的去油剂，都具有很强的吸收红外线能力，因此，能够很容易地将它们检测出来。

取样测头装有一根3m长的软管，故可达到较远的部位。仪器的作用时间约为15s，灵敏度为1×10^－6，总重约9kg，既可由蓄电池供电，也可由线路供电。

图3-32 小型便携式氦质谱仪的原理图

图3-33 红外分光仪泄漏检测器原理图

此外，还有一些适用于一定场合的泄漏检测器。例如：火焰电离器、光化电离检测器、触煤燃烧器、卤族气体泄漏检测器等，可根据使用目的加以选用。

13.【案例3-11】 强化检测检验，确保球罐安全运行

（1）具体情况 山东某化工公司400m³液氨球罐，具体见表3-58。当时现场组焊完成立即投入使用，未进行开罐检验。2007年对该罐进行了首次开罐检验，经磁粉检测共发现表面裂纹196处，其中球壳对接焊缝上有5处，其余191处裂纹均位于球壳板去除吊耳、工卡具后焊接痕迹及热影响区。裂纹呈细长状、树枝状，长度在20～60mm，深度在1～6mm之间。

表3-58 山东某化工公司液氨球罐的设计运行参数

（2）裂纹原因

1）通过检验该球罐为应力腐蚀裂纹，裂纹扩展主要是由于金属原子在裂纹尖端的快速阳极溶解，拉应力又促使裂纹深入发展，属于阳极型应力腐蚀破裂。16MnR应力腐蚀敏感程度较高，液氨环境，球罐金属又长期受到拉应力的作用，在这三者的共同作用下产生了裂纹。

2）制造时未严格按标准、规范的要求进行必要的检查。此次检验，在工卡具焊接打磨后部位共发现191处裂纹，占裂纹总数的97％。在实际施工中，工卡具在焊接和拆除的过程中，很容易伤及球壳板表面造成缺陷，影响球罐的表面质量，加上焊接工艺不当等原因引起裂余应力，以及长期处于液氨应力腐蚀环境下，就可能导致裂纹的产生并促使扩展。

3）使用过程中没有按规定进行检验，压力容器一般应当于投用满三年时，进行首次全面检验。下次的全面检验周期，应由检验机构根据本次全面检验结果确定。

（3）具体处理措施

1）首先对裂纹打磨消除，打磨后形成的凹坑在允许范围内不需补焊的，不影响定级，否则，进行补焊。

2）需补焊的凹坑进行补焊，每处修补面控制在50cm²之内，具体操作如下：①缺陷的消除，对打磨后的凹坑再次进行磁粉检测，确定裂纹已完全消除。②预热，以修补处为中心，在半径为150mm的范围内预热，预热温度为150～200℃。③补焊，用J507焊条施焊，每层焊后应将焊渣清除干净，清渣后保持层间温度不低于150℃。④焊后检查，对补焊处外观检查合格后进行磁粉检测，合格后再进行射线检测。⑤局部热处理，对补焊处加热，温度为625℃靠近加热区的部位采取保温措施。⑥按照GB 50094—2010《球形储罐施工规范》的规定，对球罐整体进行水压试验。

（4）做好重点检验工作 通过对球罐检验，在球壳的对接焊缝上发现的裂纹很少，大量的裂纹出现在球壳板去除吊耳、工卡具后焊接痕迹及热影响区，从中可以吸取教训，今后应该做到：在球罐现场组焊时，施工单位要加强管理，严格执行国家有关标准、规范及设计图样的要求，务必做到不漏检；监检人员也应增强责任心，认真审查无损检测报告，并根据现场检验情况，进行必要的抽查确认；球罐的使用单位应重视定期检验工作，以便能及早发现设备的缺陷并及时处理。

14.【案例3-12】 做好定期检验，确保医用氧舱安全运行

（1）事故情况 南方某医院发生一起医用氧舱火灾事故，造成1人死亡，2人重伤。

（2）调查

1）该医用氧舱为多人舱，2001年制造，2004年曾对医用氧舱部分进行改造。事故发生上午，医院按规定严格做了有关开舱前准备工作，并按常规开舱，10点左右关闭供氧阀门开始减压，当减压至表压为0.03MPa时，舱内突然着火。

2）调查发现，事故发生在多人舱的过渡舱内。该舱除钢制舱体外，舱内有一相对密封的装饰层，相当于夹套，绝大部分供、排氧管道等置于夹层之中。

（3）事故发生原因 经过调查发现，本次事故的发生是由于该氧舱空调室外机压缩机绕组对机壳绝缘失效，且机壳在移位时未接地，致使整个室外机外壳和整个制冷管路带电，该管路经绝缘穿舱件进入氧舱，与氧舱室内机构成一个循环制冷系统。该管路在连接室内机处有一段裸露未保温（由装饰层内引出），室内机铁框架与舱体一同可靠接地，该舱整个装饰层基本是密封的，形成了一个夹层空间，在该空间下部供氧管道的角焊缝有轻微泄漏，致使夹层内氧浓度逐渐增高。当带电制冷铜管与接地良好的机壳边缘接触时产生放电打火，并击穿薄壁铜管形成一小孔，管内的空调压缩机油和制冷剂喷射到夹层内。在较高浓度氧、火花、木条和空调压缩机油和制冷剂同时存在的环境下，导致在夹层内上部产生了剧烈燃烧，从而酿成重大事故。

（4）定期检验重点

1）严查可燃物质。氧舱改造、使用过程中应严格执行有关标准、规定要求，杜绝可燃物入舱。

2）严查测氧仪。氧舱内氧浓度控制在25％以下可以防止剧烈燃烧和爆炸。只要控制了引起氧舱爆燃的首要条件——高浓度氧，空气加压舱的安全就可以得到保障。

3）严查火源。空气加压舱的火源只有两种：人为带入和电器导入。