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            安全管理網

            鐵路液氯罐車的綜合分析和技術評定

              來源:安全管理網 
            評論: 更新日期:2020年11月16日

            摘 要:對超期服役的鐵路罐車技術評定應在常規檢測的基礎上,側重于焊縫質量檢查(

            無損探傷)、罐體材質檢查(主要通過硬度測試)、壁厚測定及強度校核。從經濟角度考慮,不優選采用應力測試手段。檢驗結果表明,該罐體的安全狀況等級評定為3級,仍可繼續使用。但考慮到其已使用的年限,其大修周期定為2年。關鍵詞:鐵路罐車;檢驗;技術評定

            液化氣體鐵路罐車安全管理規程(以下簡稱規程)第五十條規定,對使用期限超過15a(年)的液氯罐車,在按大修規定的全部檢查項目進行檢查后,應對罐體進行綜合分析和技術評定,并提出罐體報廢、返修、改為它用或繼續使用(包括下一次大修時間)的報告?! ∥宜?002年對某廠一臺到期鐵路液氯罐車進行了大修檢驗及綜合技術評定。

            1

            罐車簡況  該罐車由錦西化工機械廠設計并制造,1986年出廠,1987年投入運行。罐車自投用以來,已按規定分別作了11次中修檢驗和3次大修檢驗。在前14次檢驗中,罐體未發現重大缺陷,安全狀況等級1級。罐車原始技術資料、運行記錄及歷次檢驗、檢修報告齊全。罐車主要技術參數見表1。

            2

            確定檢驗要點和方案  由于“規程”對此類超期服役鐵路罐車技術評定的內容及評定原則未作出具體規定,如何在大修檢驗的同時,適當增加檢驗項目,以盡可能全面掌握罐車目前的安全狀態,是本次檢驗應予考慮的主要問題,并在此基礎上進行綜合分析,對罐車繼續運行的可靠性作出評定?! 臍v次檢驗和檢修的結果來看,上述項目的情況是清楚的。但就超期服役罐體的整體性能來講,似乎不夠全面。①

            從焊接質量來講,每次大修時雖對焊縫內表面做過磁粉探傷,且從未發現缺陷顯示,焊縫內部情況也不盡掌握。罐體制造時是否存在漏檢的隱藏缺陷以及使用過程中是否產生新的缺陷等,均需作進一步確認。②從罐體材質來講,在介質和環境的條件下使用15年后是否劣化,能否滿足繼續使用的要求,也應有基本的判斷。③

            每次大修檢驗雖然都進行壁厚測定,但通過強度校核更精確地了解罐體壁厚減薄對強度的影響是必要的?! 「鶕陨戏治?,確定在大修檢驗內容的基礎上適當增加以下內容的檢查。

            2.1 焊縫質量檢查 ?。?)按大修檢驗要求,對筒體縱、環焊縫及封頭拼接焊縫內表面作100%磁粉探傷,對焊縫外表面重點部位(

            如丁字縫等)及懷疑部位也應作磁粉探傷檢查;對接管、人孔和開孔補強板等部位角焊縫作100%著色探傷檢查?! 。?)

            對筒體縱、環焊縫及封頭拼接焊縫作100%超聲波探傷?! 。?)對筒體縱、環焊縫及封頭拼接焊縫進行不少于20%的射線探傷抽查。抽查部位應包括丁字焊縫、制造返修部位及內外觀檢查、表面探傷和超聲波探傷時有懷疑的部位。探傷發現超標缺陷應增加抽查比例,仍發現缺陷,則應進行100%復驗?! o損探傷評定以JB4730-1994《壓力容器無損檢測》為依據。

            2.2

            罐體材質檢查  從罐車出廠資料(質量證明書)來看,主體材質清楚,化學成分、力學性能數據均有可靠證明。液氯罐車的工作條件為常溫環境,一般不會產生嚴重的金屬組織相變情況,因此只考慮時間、環境和介質因素對材質的影響,故決定采用硬度測定法來考察材質的強度。

            2.3

            壁厚測定及強度校核  對罐體每塊鋼板不少于5點進行測定。對氣、液波動部位及腐蝕嚴重部位應重點測定?! ∫源笮迿z驗內容及上述考慮,編制本次檢驗方案(略)并予實施。

            3 檢測結果3.1

            罐體幾何尺寸測量及檢查  對罐體的不同部位進行了測量,測量結果:焊縫最大錯邊量為1.0mm,焊縫最大棱角度為1.5mm,焊縫最大余高為2.0mm,筒體與斷面徑差為8.0mm,封頭表面凹凸量為3.0mm?! ×硗?,罐體內表面均勻腐蝕,深約2mm,腐蝕面積約2000cm2;罐體內壁表面有十余處腐蝕坑,最大腐蝕坑尺寸為Φ3mm×4mm。未發現其它明顯缺陷。3.2

            壁厚測定及強度校核  封頭實測最小壁厚為18.2mm,筒體實測最小壁厚為19.8mm。以實際使用時間15a計算,可知年腐蝕速率為0.12mm/a?! ∫詨毫θ萜鳜F行標準GB150-1998[1]進行校核

            上式中,C按至下一次大修期(以3a計算)2倍腐蝕量選取,取0.8mm?! 挠嬎憬Y果可知,筒體、封頭強度滿足要求,校核合格。3.3

            硬度測定  采用便攜式布氏硬度計,在封頭、筒體各取6點進行硬度測試[2],測試結果見表2。

            由經驗公式σb=0.33HB推算出的材料抗拉強度值與16MnR鋼板的強度值基本相符,與罐體質量證明書提供的材質強度數據相比,略有硬化??傮w來說,材質無明顯劣化,滿足要求。3.4

            無損探傷3.4.1

            磁粉探傷  對筒體縱、環焊縫及封頭拼接焊縫內表面進行100%磁粉探傷;對縱、環焊縫及封頭拼接焊縫外表面進行20%的磁粉探傷(重點是丁字焊縫及制造返修部位),均未發現缺陷顯示。3.4.2

            滲透探傷  對人孔與筒體焊接角焊縫及人孔蓋上所有接管角焊縫進行100%的滲透探傷。在對人孔與筒體焊接角焊縫(內側)探傷時,發現有Φ2mm大小的氣孔3處,經打磨,在沿焊縫方向10mm×40mm區域內有深3~6mm的氣孔20處。3.4.3

            超聲波探傷

            對縱、環焊縫及熱影響區進行100%的超聲波探傷,未發現超標缺陷;對滲透探傷發現的氣孔缺陷處(打磨處理后)進行超聲波探傷,也未發現超標缺陷。3.4.4

            X射線探傷  對縱、環焊縫進行20%的射線探傷( 重點是丁字焊縫及制造返修部位),均未發現超標缺陷顯示。3.5

            安全附件檢查  根據用戶要求,對罐車的安全閥、氣相閥、液相閥、壓力表和溫度計等安全附件進行了更換。3.6

            耐壓試驗  以罐體設計壓力(1.6MPa)的1.5倍壓力(2.4MPa)為試驗壓力做耐壓試驗,罐體及焊縫無泄漏,耐壓試驗合格。3.7

            氣密性試驗??? 所有安全附件安裝后,以罐體設計壓力(1.6MPa)作氣密性試驗,罐體及各附件密封處均無泄漏,試驗合格。4

            評定結果

            根據以上檢驗結果,罐體無嚴重缺陷,依據《在用壓力容器檢驗規程》的規定[3],罐體安全狀況等級定為2級。該罐體仍可繼續使用,但考慮到罐體已使用過的年限,其大修周期定為3a。5

            幾點思考

            (1)關于應力分析與測試。應力分析與應力測試是強度檢驗的重要而有效的手段,但筆者認為在罐車檢驗時至少不應是首選項目。鐵路罐車罐體作為典型的臥式圓筒壓力容器,其采用的是常規設計方法,筒體自身能引起應力集中的部位(

            如焊縫及幾何不連續部位)均通過設計安全系數予以保證,筒體上唯一的開孔(

            人孔)也進行了補強。只有發現了變形、凹坑、嚴重腐蝕等改變原有應力分布的嚴重缺陷時,才應通過應力分析與應力測試來判斷強度安全,否則是無意義的,也是不經濟的。

            (2)關于大修檢驗周期?!兑巹t》規定液化氣體鐵路罐車的大修周期為每6a進行一次,而《壓力容器安全技術監察規程》[2]對固定式壓力容器內外部檢驗周期的規定上限也只有6a,且對盛裝具有應力腐蝕傾向介質的容器要求縮短檢驗周期。因此,筆者認為,作為移動式壓力容器的鐵路罐車,其大修檢驗周期也應相應縮短,結合鐵路部門對罐車走行裝置的大修周期為每4a進行一次的規定,罐體的大修周期定為4a為宜。參考文獻:[1]GB150-1998,鋼制壓力容器[S].[2]勞動部.壓力容器安全技術監察規程[M].北京.中國勞動保障出版社,1999.

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