以无损检测为主的长管拖车气瓶定期检验方法
中国特种设备检测研究中心
刘三江 李帮宪 王 勇 郑 晖 徐 春 刘德宇
长管拖车气瓶材料为低合金钢，主要盛装压缩天然气，其主要的破坏模式是腐蚀导致瓶壁减薄和湿H2S应力腐蚀产生裂纹。传统的水压试验测量容积残余变形率的方法只适用于薄壁小容积气瓶壁厚普遍减薄的情况，对长管拖车气瓶瓶壁局部减薄和裂纹缺陷，即使情况相当严重，水压试验时也不会出现明显的容积残余变形，水压试验方法不能有效评价长管拖车气瓶的安全性，对定期检验意义不大。因此，对长管拖车气瓶定期检验应采用以AE、LIT、MT或PI。等无损检测为主的方法，配合外观检查、厚度和硬度测试，以发现使用过程中产生的局部减薄和裂纹等危险性缺陷为主要目的。
1．内外部宏观检查
长管拖车气瓶检验周期一般为5年，宏观检查是定期检验的重点，分为外部和内部宏观检查。外部宏观检查必须逐只进行，检查外表面是否存在腐蚀、割伤、凹陷、电弧损伤、鼓疱、火焰损害、裂纹等缺陷。内部宏观检查以表面腐蚀和裂纹为主，由于瓶深口小，最好借助内窥镜进行，在进行整体声发射检测或100％超声波检测时，可不进行内部宏观检查。内外部宏观检查应同时辅以壁厚测定或无损检测。对腐蚀减薄，应测定瓶壁剩余壁厚，根据试验压力下允许的最大瓶壁应力极限值对气瓶进行安全评定，壁厚与瓶壁应力关系如下：
t=D/2·[1- √(S-1.3P)/(S+0.4P)]
D 气瓶外径，mm；
P 水压试验压力，为公称工作压力的5/3倍，MPa；
S 水压试验压力下的瓶壁应力，MPa；
t 气瓶壁厚，mm；
因为长管拖车气瓶造价昂贵，对于表面裂纹，应尽量予以消除，测量缺陷处剩余壁厚，按上述方法进行评定，而国外标准则允许裂纹存在，如CGAG-18-1995和相关免除令规定气瓶最大允许裂纹尺寸为2.5mm。其它表面缺陷的处理和评定参照CBl3004—1999钢质无缝气瓶定期检验与评定和CGAC--6---2001进行。国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心正在开展科技部科技基础性项目“长管拖车定期检验技术与评价方法研究”，定期检验标准可望近期出台。
2．超声波检测方法
美国运输部(DOT)以发布免除令的方式规定该免除令的申请者在对长管拖车气瓶进行检验时可采用100％超声波检测(UT)替代内部宏观检查和水压试验，如颁发给美国CPI公司的DOT—E11916和颁发给美国FIBA公司的DOT-E10922。超声波检测为自动超声系统，探头为直探头和多个斜探头组成的探头束，保证在径向和周向对气瓶进行100％检测，系统用带有人工缺陷的与待检气瓶同直径、同表面处理和材质状况的气瓶进行校准，人工缺陷为一定面积和深度的面积性缺陷和不同方向一定深度的线性缺陷，用以模拟气瓶的面积性腐蚀、线性腐蚀和裂纹等缺陷。与水压试验相比，100％15I'检测有如下优点：
1)100％对气瓶测厚、径向和周向检测，有针对性的发现气瓶腐蚀减薄、线性腐蚀和应力腐蚀裂纹等危险性缺陷，有效确保安全性；
2)检测技术成熟、可靠；
3)工艺过程简单，检测效率高；
4)无需水压试验，用泵、深井、夹套、干燥等工装，成本低，同时避免水压试验对气瓶内部造成污染。
其不足之处在于不能实现长管拖车气瓶的在线检验，仍然需要拆卸和重装气瓶，不仅可能破坏拖车结构的完整性，还因检验耗时长、工装没备和场地条件投入大等增加成本；影响经济效益；此外，由于气瓶头部结构不规则，壁厚变化大、不均匀，无法进行超声检测，造成检测盲区以至漏检，留下安全隐患；超声波检测对内外表面小缺陷不敏感，必要时应配合表面磁粉、渗，透检测(MT、P11)，这对防止应力腐蚀破坏有重要意义。
