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压力容器常见缺陷和处理方法

1 腐蚀

腐蚀是压力容器在使用过程中容易产生的一种缺陷，特别是在化工容器中。它是由于金属与所接触的介质产生化学或电化学变化作用而引起的。

腐蚀种类

容器的腐蚀可以是均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀。不管是哪一种腐蚀，严重时都会导致容器的失效或破坏。

压力容器的内外表面都可以产生腐蚀。容器的外壁一般是大气的腐蚀，大气的腐蚀作用与地区与季节等有密切的关系，在干燥的地区或季节，大气的腐蚀比潮湿地区或多雨季节轻微得多。

压力容器外壁的腐蚀多产生于经常处于潮湿状态和易于积存水分或湿气的部位。在容器与支架的接触面、容器与地面接触的部分容易产生腐蚀。容器内壁的腐蚀主要是由于工作介质或它所含有的杂质作用而产生的。一般来说，工作介质具有明显腐蚀作用的容器，设计时都采取防腐蚀措施，如选用耐腐蚀材料、进行表面处理或表面涂层、在内壁加衬里等。因此，这些容器内壁的腐蚀常常是因为防腐蚀措施遭到破坏而引起的。

容器内壁的腐蚀也可能是由于正常的工艺条件被破坏而引起，例如干燥的氯对钢制容器不产生腐蚀作用，而如果中含有水分或充装的容器因进行水压试验后没有干燥，或由于其它原因进入水分，则与水作用生成盐酸或次氯酸，对容器内壁产生强烈的腐蚀作用。

由于结构原因也可引起或加剧腐蚀作用，例如，带有腐蚀性沉积物的容器，排出管高于容器的底平面，使容器底部长期积聚有腐蚀性的沉积物，因而产生腐蚀。

此外，焊缝及热影响区、铆接容器的铆钉周围及接缝区都是比较容易产生腐蚀的地方。

由于容器外壁的腐蚀一般是均匀腐蚀或局部腐蚀，用直观检查的方法即可发现。外壁涂刷有油漆防护层的容器，如果防护层完好无损，而且又没有发现其它可疑迹象，一般不需要清除防护层来检查金属壁的腐蚀情况。

外面有保温层或其它覆盖层的容器，如果保温材料对器壁材料无腐蚀作用，或容器壳体有防腐层，在保温层完好无损的情况下，也可以不拆除保温层，但如果发现泄漏或其它有可能引起腐蚀的迹象，则至少在可疑之处拆除部分保温层进行检查。

容器内壁可能有各种形式的腐蚀。对均匀腐蚀和局部腐蚀也可以通过直观检查的方法。对晶间腐蚀和断裂腐蚀（应力腐蚀和疲劳腐蚀），除了严重的晶间腐蚀可以用锤击检查有所发现外，一般用直观检查是难以判断的，常用金相检验、化学成分分析和硬度测定。一般衬里要作气密性检验，检验时有妨碍检验的构件应予以拆除。

经直观检查发现容器内壁或外壁有均匀腐蚀或局部腐蚀时应测量被腐蚀处的剩余厚度，从而确定器壁的腐蚀厚度和腐蚀速率。

处理方法

对腐蚀缺陷的处理要根据容器的具体使用情况而定，一般原则是：

（1）内壁发现晶间腐蚀、断裂腐蚀等缺陷时，不易继续使用。如果腐蚀是轻微的，允许根据具体情况，在改变原有工作条件下使用。

（2）当发现分散点腐蚀，但不妨碍工艺操作时（不存在裂纹、腐蚀深度小于计算壁厚的一半），可对缺陷不作处理继续使用。

（3）均匀腐蚀和局部腐蚀按剩余厚度不小于计算厚度的原则，确定其继续使用、缩小检验间隔期限、降压使用或判废。

2 裂纹

裂纹是压力容器中危险的一种缺陷，它是导致容器发生脆性破坏的因素，同时又会促进疲劳破裂和腐蚀破裂的产生。

裂纹种类

压力容器中的裂纹，按其生成过程，大致可分为两大类，即原材料或容器制造中产生的裂纹和容器使用过程中产生的裂纹或扩展的裂纹。前者包括钢板的轧制裂纹、容器的拔制裂纹、焊接裂纹和消除应力热处理裂纹；后者包括疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹。

原材料轧制裂纹是由于金属材料本身存在的疏松、缩孔和非金属夹杂物等缺陷积聚在一起，经轧制而生成的线性缺陷。这种缺陷可以在材料的内部，也可以在表面，无一定的方向性和固定的部位。有些拔制的小型高压容器中，也常常发现类似的裂纹。

焊接裂纹主要是在容器制造过程中产生的，这是由于容器制造厂质量检验不严，或原有缺陷轻微未被发现而在使用过程中有所发展。

消除应力热处理裂纹是一种呈分枝状的晶间裂纹，是在焊后消除应力热处理时产生的，也可在使用中扩展。

疲劳裂纹是因为容器的结构不良或材料存在缺陷，造成局部应力过高，在容器经过反复多次的加压或卸压后产生的裂纹，在一些开停频繁的压力容器中可以发现这种裂纹。

腐蚀裂纹是腐蚀介质在一定的工作条件下，对材料进行腐蚀而逐渐形成的，这种裂纹往往与应力有关。因为应力和腐蚀两者相互促进，后者在材料表面形成缺口产生应力集中，或削弱金属的晶间结合力，而前者则加速腐蚀的进展，使表面缺口向深处发展。

压力容器的裂纹虽然在它的内外表面的各个部位都可能存在，但是一般容易产生裂纹的地方是焊缝与焊接热影响区以及局部应力过高的部位。

处理方法

裂纹的检查可以用直观检查和无损探伤。一般是通过直观检查发现或初步发现裂纹的迹象，再通过无损探伤进一步加以确认。无损探伤无论是液体的渗透探伤、荧光探伤和磁力探伤，对检查表面裂纹都有较高的效用，可以根据具体情况适当选用。

当发现压力容器有裂纹缺陷时，首先应根据裂纹所在部位、数量、大小、分布情况及容器的工作条件等分析裂纹产生的原因，必要时可以进行金相检验，以判断裂纹是原材料存在的缺陷，还是容器制造时留下的，或是使用过程中产生的。然后再根据缺陷的严重程度和容器的具体情况确定缺陷或对存在缺陷的容器处理方法。

由于材料轧制或拔制容器留下的微裂，一般都比较浅，可以用手锉或砂轮等磨去。焊接裂纹应在检查发现时予以铲除。

由于结构不良、局部应力过高而产生裂纹的部件一般不宜继续使用。存在腐蚀裂纹的容器，也不应将裂纹铲除或焊补后继续使用。

在特殊情况下，由于容器制造或原材料留下的裂纹确实难以消除，经过具有资格的压力容器缺陷评定单位检查鉴定，并根据断裂力学的分析和计算，确认裂纹不会扩展，且具有足够的安全裕度，容器可以采取可靠的监护措施，继续使用，但要缩短检验间隔期限，严密监视裂纹的发展情况。

3变形

变形是指容器在使用以后整体或局部地方发生几何形状的改变，这种缺陷一般在压力容器中是比较少见的。

变形种类

容器的变形一般可以表现为局部凹陷、鼓包、整体扁瘪、整体膨胀等几种形式。

局部凹陷是容器壳体或封头的局部区域受到外力的撞击或挤压因而发生的表面凹洼，这种变形一般只能在壳壁较薄的小容器上产生，它并不引起容器壁厚的改变，而只是使某一局部表面失去了原有的几何形状。

鼓包是容器的某一部分承压面因严重的腐蚀，壁厚显著减薄，因而在内压作用下发生的向外凸起变形。个别情况下也可因容器的局部温度过高，致使材料的机械性能降低而产生鼓包，这种变形将使容器这一区域的壁厚进一步减薄。

整体扁瘪是因为受外压作用的壳体壁厚太薄，以至在压力作用下失去稳定性，丧失原有的壳体形状，这种变形只发生在容器的受外压部件，如夹套容器的内筒。

整体膨胀变形是因为容器壁厚太薄或超压使用，致使整个容器或某些截面产生屈服变形而造成的。这种变形一般都是缓慢进行的，只有在特殊的监测下才能发现。处理方法

变形的检查一般可用直观检查，不太严重的变形可以通过量具检查来发现。

产生变形缺陷的容器，除了不太严重的局部凹陷以外，其它的一般不宜继续使用。因为经过塑性变形的容器，壁厚总有不同程度的减薄，而且变形材料也会因应变硬化而降低习韧性，耐腐蚀性能也较差。

对于轻微的鼓包变形，如果变形面积不太大，而且又未影响到容器的其它部分，则在容器材料可焊性较好的情况下，可以考虑采用挖补处理。即将局部鼓包的部分挖去，再用相同形状和材料的板块进行补焊，焊后按容器原来的技术要求对焊缝进行技术检验。

大型螺杆转子突然抱死怎么办？

故障概述

GML95型双螺杆压缩机是30万吨/年聚烯烃装置的常用机型。K-8200风机，型号GML95，每天不定时启动，主要用于B线掺混，每次运行4-5小时，每天运行2-3次，故障发生前累计运行7900小时。输送能力为4722Nm3/h，转速为7351rpm,轴功率243kW，入口流量6529m3/h。

故障发生后，调阅当天的风机运行的电流，运行曲线如下：

05：48 启动风机，进行掺混倒仓操作。

10：36 掺混倒仓完成，风机空载运行。

12：05 进行掺混倒仓操作。

16：22 风机出口电流高报跳车。内操发现掺混风机电流突然上涨至高报，风机停机。班组随即通知装置管理人员，同时，将设备断电。装置管理人员按照检查程序脱开联轴器，进行设备盘车，无法盘动，初步判断为轴承或转子损坏，迅速联系维保人员拆检。

通过拆检，解体检查发现：

1.1驱动轴及轴承未见明显异常；

1.2轴承箱齿轮未见明显损伤；

1.3阴阳转子啮合密封线部位有磨损（见标注1）；阳转子非驱动端端面磨损严重（见标注2）；靠近转子两侧端部的阴阳转子密封线配合型线磨损严重（见标注3）

1.4 机壳（阳转子非驱端处）出现三处裂纹

1.5 阳转子非驱动端调心滚子轴承（起轴向定位作用）外圈与定位盘磨损（见标注5）轴承外圈安装定位环上的销钉已变形（见标注6）

1.6 阳转子驱动端径向轴承保持架损坏，轴承滚柱变形、磨损并混乱排列。

1.7 转子轴装密封处出现约1/6周长的烧痕，

1.8 转子端面有约2/3圆周与壳体端发生磨损。

1.9 主转子轴弯曲偏离中心2.7mm；副转子轴弯曲偏离中心2.0mm。

2.0 主、副转子外圆均直径磨小约2.9mm。

2故障原因分析

综合拆检情况，对故障可能产生的原因进行分析如下：

2.1 结合润滑油油质分析结果为合格，油品更换周期4000小时未到，油压3.2bar在要求范围内（1.8-5.5bar），且油压设有联锁停机，初步判断润滑情况良好；排除润滑不良引起的轴承损坏造成的抱轴。

2.2 根据巡检记录，风机入口压力-30kPa，大于厂家要求的-45kPa值，且现场检查入口滤网，未发现有破损情况，各项参数均显示正常，现场巡检时，未发生异响，排除压缩机内进入异物导致转子抱死。

2.3 根据风机的拆检情况：整体来看，阴阳转子俩端面处磨损严重，中心处磨损较轻；阳转子驱动端径向轴承保持架损坏，轴承滚柱变形、磨损并混乱排列；非驱动端轴承保持相对完好，内侧止推轴承与定位盘有受力磨损痕迹，轴承外圈安装定位环上的销钉已变形；转子端面有约2/3圆周与壳体端发生磨损；转子轴装密封处出现约1/6周长的烧痕；说明转子在高速运转过程中不是整体的轴向串动，而是转子啮合过程发生倾斜，转子径向方向发生位移变形。

2.3 从运行分析来看。由于压缩机运转中出口温度高，压力大，再加上转子转速高达7351rpm,对阴阳转子顶间隙，端面间隙，相互啮合间隙要求极高。转子在运转中，由于转子变形，发生转子啮合摩擦和端面与壳体端面瞬间摩擦，造成局部温度瞬间升高，使得阴阳转子啮合间隙和端面间隙更加变小，瞬间抱轴。

综上，联系到驱动端径向轴承保持架损坏，轴承滚柱变形、磨损并混乱排列，推断驱动端径向轴承在运行过程中失效是造成设备故障的主要原因。

2.4 驱动端径向轴承运行中的失效原因

考虑到类似的设备故障、故障部位以及使用的环境，失效的原因主要有以下几个方面：

2.4.1 阳转子驱动端轴承可能存在缺陷。

2.4.2 螺杆压缩机在力的计算或轴承选用上可能失当。

2.4.3 该螺杆压缩机没有外置润滑油泵，只是在轴的末端带有润滑油泵，压缩机在启动瞬间，该设备轴承没有油的注入，润滑上存在隐患，尤其是频繁启动，更加加速轴承的失效。

2.4.4 装置生产整体负荷较高，达到了120%，加速了轴承的失效。

2.4.5 润滑油故障。机器位于高寒环境地域，冬季寒冷时节温度达零下30余度，严重影响润滑油流动性。加之，该机器原装轴承润滑喷嘴喷油通径只有0.06mm，当遭遇极寒冷时段，在润滑油流动性变差条件下，机器初始启动的一个时段内，轴承少油甚至失油是，轴承受损亦成必然。随着轴承受损程度积累，机器高速运行，不确定诱因导致瞬间轴承崩溃的几率大增，亦会出现寒冷季节轴承少油、失油导致的轴承损伤，在非寒冷季节轴承崩溃。一般情况下，寒冷季节因润滑油流动性变差导致轴承少油、失油致使轴承损伤崩溃，常发生在寒冷季节。

3缺陷修复

3.1 转子轴修复，由于转子轴弯曲，转子外圆不规则磨损，转子失去参考中心，且没有完整的位置可做中心基准。我们采用冷焊工艺，补足转子轴尺寸，以原始未磨损的部分转子凹槽点为基准点，反复调整同圆周上四（六）个凹槽点，使之处在同一圆周上，再用不同位置的凹槽点进行校验，以此反复，直至确保转子中心找正；固定转子轴后，在转子轴两端车成基准位，以此为基准位，在转子轴两端完成打转子中心孔，然后，车、磨等，恢复转子轴原始尺寸参数。

3.2 转子叶外圆、叶面修复，转子叶外圆修复，采用压片滚焊修补工艺，根据外圆磨损轮廓，把不同厚度的压片，剪成与转子叶外圆磨损部位形状完全相同的压片，逐层滚焊，堆出与原始转子曲面一致的滚焊层，修磨抛光即可；转子叶面修补，先制作一个与两转子中心距完全一致工装，把磨损转子固定，以此测量转子叶面不同部位的磨损量，根据不同部位转子叶面磨损量，选取0.05~0.20mm不同标准压片，滚焊至合格尺寸，抛光即可。

3.3 外壳修复，采用冷焊工艺，补焊至设计厚度后，镗、珩磨之合格。

3.4 机身一体端盖裂纹修复，采用钻孔连续镶螺丝方法修补至合格。

3.5 其他部位修复，均采取冷焊、车、镗、磨常规方法修复至合格。

4效果

该机损坏程度，经寻找多个厂家试图修复，均被结论报废，后经我公司与陕西关中压缩机制造有限公司工程师刘安才联合攻关，采用上述方法修复后，该机运行各项参数合格。截止目前，已稳定运行3000余小时，未出现瑕疵。

5预防措施

为预防类似压缩机故障的产生，需要加强风机的日常操作维护。

5.1 对设备来讲，振动为故障之源，要坚持做好压缩机振动测量并记录，观察趋势。发现趋势状态变差，要及时停车进行维修维护；

5.2 各加强巡检，检查风机运行情况及各参数，是否有异响；

5.3 严格按照厂家要求的油品更换周期4000小时更换新油、油滤，确保润滑合格。

5.4 确保空滤等备件合格，并严格按照求4000小时更换空滤，若环境较差，应加大清理或更换频次，保证无异物吸入；

5.5 冬季及时投运隔音罩内暖气，保证压缩机本体的启动温度15度以上，防止润滑油低温流动性变差，导致轴承少油、失油。

5.6 加强与螺杆压缩机制造商的沟通，就压缩机在力的计算或轴承选用进行探讨。

5.7 在满足装置生产的条件下，尽量减少启动频次和增加送料掺混时间，以减小压缩机负荷量。

5.8 定期做好检修维护和保养。