电站压力容器技术发展及研究现状论文_王健

(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150090)

摘要:随着社会经济的飞速发展,我国的压力容器的制造技术也在不断的进步发展。本文从电站压力容器用钢的发展、电站压力容器焊接工艺、安全附件、安全评定技术等方面,分析了电站压力容器技术发展的现状以及存在的问题,同时也分析了正在应用推广的新技术发展趋势,这些新技术新方法,有效的提高了电站电压力容器的工作效率,为电站压力容器的安全运行做出了重要贡献。

关键词:电站压力容器;发展;现状

一 压力容器概况

压力容器基本都是在承压状态下工作,并且所处理的介质多为高温或易燃易爆,危险性及其高。因此,世界各国均将压力容器作为特种设备予以强制性管理。压力容器的类型和功能也随应用场合的不同而随之变化,其整个设计,制造和使用过程涉及冶金、结构设计、机加工、焊接、热处理、无损检测、自动化等专业技术门类。因此,压力容器的技术发展是在建立在各专业技术综合发展的基础之上。

二 电站压力容器的发展现状和常见问题

电站压力容器属特种设备,有专门的法规进行管理,从设计制造以及安装方面都有规可循。同时,对在役电站压力容器实行定期检验,这主要是由在役电站压力容器的工作特点决定的。电站压力容器常在高温和高压的状态中,如果发生爆炸事故,其后果是非常严重的。目前对电站压力容器的制造质量和安装质量检验基本是由施工单位完成,一部分制造质量检验由锅检中心完成在役电站压力容器的定期检验。在役压力容器检验分为:外部检验、内部检验、超水压试验。外部检验每年至少检查一次,主要由各电厂完成。内外部检验结合机组大修进行,其检修间隔为:安全等级为一至二级的,每两个大修间隔进行一次;安全等级为三至四级的,结合每次大修进行一次,主要由锅检中心完成。超水压试验每三个大修间隔进行一次,并且每隔十年至少进行一次,由各电厂完成。每次内外部检验完成后,都将给每台压力容器评定一个安全等级并有下次检验周期。

2.1压力容器用钢的发展

由于压力容器的大型化以及生产过程中的工艺条件越来越苛刻,使得对压力容器用钢的要求非常严格,因而促使材料技术不断发展,在要求钢材强度越来越搞得同时,还要求改善钢材的抗裂性和韧性指标。通过降低含碳量和增加微量合金元素来保证强度,同时通过提高冶炼技术以降低杂质来保证抗裂性和韧性。随着冶炼技术的不断发展,出现了大线能量下焊接性良好的钢板,且复合钢板的使用也越来越普遍。随着加氢工艺技术,特别是煤加氢液化工艺的发展,钢的抗氧能力,抗蠕变性能,最高使用温度限制及抗强度已不能满足要求。

2.2电站压力容器焊接工艺常见问题

2.2.1电站压力容器运行期间受高温和高压以及高低温疲劳载荷作用,安全性能要求极高,一般说来,裂纹是造成压力容器失效的重要因素之一,是设备失效的重要隐患。对于不锈钢材料与低合金高强钢材料异种金属焊接,主要会产生如下缺点:(1)焊缝材料受到母材低合金钢高强钢的稀释,成分和组织会有很大差异;(2)脆性过渡层产生;(3)焊接应力大;(4)残余应力。

因此在压力容器焊接过程中必须要对结构、焊材、焊接过程、检验工艺等方面进行严格控制,用有效的方法缓解和解决以上问题。

2.2.1压力容器焊接技术的意义

从现阶段我国压力容器的焊接技术水平来看,受传统因素影响较为严重,压力容器焊接技术仍不成熟,无法适应行业的发展需求,与国外技术不能相比。因此,要求相关技术人员,加大对于压力容器焊接技术的重视程度,找出现有的焊接方法的不足之处,不断增强自身研发水平,积极引进科学的研发理念,研究出更成熟的焊接技术,为后续压力容器焊接技术奠定夯实基础。

2.3压力容器的安全附件常见问题

由于安全附件的某些性能只有在运行状态下才能判断,因此,对安全附件的检验是压力容器年度检查的重要检查部分。

2.3.1压力表常见问题有:无校验标志,或超过有效期;无铅封或铅封损坏;无最高工作压力红线;量程或精度不能够满足现需要求;表盘的直径太小,不利于观察;表盘玻璃破裂,刻度模糊不清,或太脏;进水;指针松动、扭曲或是断裂;外壳被腐蚀;读数和压力测量装置读数不一致等等。

2.3.2安全阀常见问题有:选型错误;没有进行校验,无校验标志,或超过有效期;校验时整定压力错误;铅封损坏或不全;泄漏;安装方向错误,没有铅直安装;没有手柄,没有定期进行放汽试验;无铭牌,或不清楚;排气管没有引到安全的地方。

2.4电站压力容器安全评定技术

针对电站压力容器,使用合理的评定技术对其进行缺陷安全性评定,主要步骤如下:

选择缺陷评定标准,掌握评定的方法根据相关试验标准测试钢材及焊缝拉伸性能,以及断裂韧性参数使用数值模拟的方法对含缺陷的电站压力容器进行应力参量分析,得出缺陷所在部位的应力分布状况,然后编制缺陷安全评定专家系统,对缺陷进行安全评定,得出相应的结论。开展电站含缺陷压力容器安全评定工作,确定压力容器能否安全使用,对电厂的安全运行具有重要意义。

三 压力容器的技术发展

3.1表面无损监测

压力容器在制造时,为确保焊接质量进行无损探伤时,均是采用射线探伤检查为主,而且压力容器上所有的字对接焊缝必须要做射线探伤。然而对在用压力容器而言,无损探伤只是怀疑抽查,针对较多的部位是字对接缝。在复查中应该采用超声波探伤,使得抽查体现在用压力容器的现状,以准确评价其安全可靠性。超声波探伤对危害性很大的裂纹、未焊透等缺陷的检出具有较高的灵敏度,而射线探伤有时对某些裂纹、未焊透会造成漏检。

3.2超声仿真技术

超声仿真研究可提高对最基本的超声波回波产生机理以及超声波成像的理解,并且更为经济。建立数学模型后,可以方便地改变各种参数进行研究,以设计或优化超声检查工艺。与实验相比,超声仿真技术可提高对最基本的超声波回波产生机理以及超声波成像的理解,数值模拟更为经济。建立数学模型后,可以方便地改变各种参数进行研究,以设计或优化超声检查工艺。

3.3信息化管理

电站锅炉压力容器安全管理工作是全方位的系统管理工程,其特点是管理面广、过程漫长、相关的资料数据繁多。随着计算机的广泛应用,电站锅炉压力容器安全监督管理系统也被广泛的运用。电站锅炉压力容器安全监督管理的信息可以提升电力锅炉压力容器安全监督水平,具有现实的普遍适用性和长效性,以及广阔的推广应用前景,有助于实现全过程规范化、科学化、现代化管理。

四 结束语

我国的电站压力容器技术水平受传统因素影响较为严重,其技术仍不成熟,无法适应现在行业的发展需求。因此要不断增强我国压力容器技术水平,积极引进科学的研发理念,提高电站压力容器的工作效率,同时,正在应用推广的新技术包括表面无损监测、超声仿真技术、信息化管理等新手段新方法都有效提高了电站压力容器的工作效率,保证了我国电站企业压力容器的长期安全运行和健康发展。

参考文献:

[1]谷峰.压力容器焊接自动化技术的现状与发展[J].化工管理,2014,08:127.

[2]张伟志,刚铁,王军,超声波检测计算机模拟和仿真的研究及应用现状[J].应用声学,2003,(3):39-44.

作者简介:

王健(1983-),男,黑龙江省哈尔滨市,工程师,工学学士,2006年参加工作至今,从事汽轮机辅机、压力容器设计工作。

论文作者:王健

论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期

论文发表时间:2017/9/5

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