壓力容器合于使用評價演示文稿

壓力容器合于使用評價演示文稿當前1頁，總共21頁。

合于使用評價當前2頁，總共21頁。背景介紹

壓力容器不可避免地存在不同程度的缺陷，而且壓力容器在使用過程中，還會因載荷、介質(zhì)等各種因素的影響，萌生出新的缺陷。如果堅持不允許任何缺陷存在那是不經(jīng)濟的，如果不加分析任其存在，那也是危險的。實踐證明，并非所有超標缺陷都導致壓力容器失效，重要問題是對缺陷加以區(qū)別，進行必要的分析評定，消除那些帶有潛在危險的缺陷，而對安全沒有威脅的缺陷則予以保留。加之實踐也證明，返修過程中電弧氣刨、焊接等過程不可避免地對材料性能產(chǎn)生影響，有可能加速材料的劣化，從而使結(jié)構(gòu)失效。另外，不必要的返修和報廢壓力容器會造成巨大的經(jīng)濟損失。為此，工程界提出了基于“合于使用”（fitness-for-service）原則的壓力容器安全評定方法。當前3頁，總共21頁。背景介紹“合于使用”原則是針對“完美無缺”原則而言的?！昂嫌谑褂谩痹u定技術(shù)是以斷裂力學、材料力學、彈塑性力學及可靠性系統(tǒng)工程為基礎，承認結(jié)構(gòu)存在構(gòu)件形狀、材料性能偏差和缺陷的可能性，但在考慮經(jīng)濟性的基礎上，科學分析已存在缺陷對結(jié)構(gòu)完整性的影響，保證結(jié)構(gòu)不發(fā)生任何已知機制的失效，因而被廣泛應用于工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量評估中。當前4頁，總共21頁。合于使用評價的發(fā)展

自上個世紀70年代起，在國際上較早提出的評定方法中，如IIW于1975年提出的IIS/IIW—471—74，英國PD6493—80，日本的WES2805K一83和我國壓力容器缺陷評定規(guī)范CVDA一84等都是采用COD（CrackOpeningDisplacement）準則，即以COD設計曲線方法作為評定缺陷的準則。雖然方法簡潔直觀，但作為一種半經(jīng)驗方法，在應用過程中也存在不符合實際的情況，要進行精確的缺陷評定，尚存有一定的局限性。因此，近年來國際上提出了考慮彈塑性變形的三級評定方法。目前得到工程很好驗證并普遍采用的主要有API579、R6、SINTAP以及BS7910等。當前5頁，總共21頁。API579API579的工業(yè)背景是石油化工承壓設備，其特點是更多反映了石油化工在役設備的安全評估。API579與其它標準不同之處是不僅包括在役設備缺陷安全評估，還在很廣范圍內(nèi)給出在役設備及其材料的退化損傷的安全評估方法，如：均勻腐蝕的評定、局部減薄及槽狀缺陷的評定、點蝕的評定、鼓泡及分層的評定、高溫蠕變操作元件的評定、火災對設備造成損傷的評定。當前6頁，總共21頁。R6

英國中央電力局（CEGB）提出的R6評定準則是一個雙判據(jù)準則，該準則經(jīng)歷了4次修訂。1976年英國CEGB發(fā)表了題為“帶缺陷結(jié)構(gòu)完整性評價”R/H/R6報告，給出了一條失效評定曲線，1977年作了第一次修訂，1980年又進行了第二次修訂，1986年第三次修訂是—次極為重要的修訂，對老R6曲線作了徹底地修改，以J積分取代窄條區(qū)屈服模型，給出了3條失效評定曲線。關(guān)于塑性失穩(wěn)載荷的計算，將1986年以前的以材料的流變應力為基礎改為以材料的屈服強度為基礎。而最近的一次修訂是在2001年，是由英國BritishEnergy（英國核電公司）、BNFL（英國核燃料公司）及AEA（英國原子能管理局）組成的結(jié)構(gòu)完整性評定規(guī)程聯(lián)合體下的R6研究組編制的。當前7頁，總共21頁。SINTAPSINTAP（StructuralIntegrityAssessmentProceduresforEuropeanIndustry）是由歐洲多個國家、企業(yè)資助，于2000年發(fā)布試行的最新歐洲統(tǒng)一工業(yè)結(jié)構(gòu)完整性評定標準。該標準對脆性斷裂、延性撕裂和塑性失穩(wěn)等都有表述。它結(jié)合歐洲及其它國家現(xiàn)有的部分評定標準，并在其基礎上做出了適當?shù)馗倪M和發(fā)展。該標準共分7個評定水平，當只知屈服應力時使用缺省0水平，該水平從夏比沖擊數(shù)據(jù)估計斷裂韌性；當屈服應力、最大拉伸應力及接頭強度不匹配程度小于10％時，可進行水平1基本評定；水平2失配評定與水平1數(shù)據(jù)基本相同，在母材和焊材參數(shù)已知情況下，接頭不匹配程度可以稍高于10％；水平3應力—應變評定要求全部應力—應變曲線已知；水平4拘束評定需要額外的數(shù)據(jù)進行與裂尖拘束狀況相關(guān)的斷裂韌性估計；水平5J積分評定采用應力—應變數(shù)據(jù)進行數(shù)值分析以確定J值，與低水平相比降低了保守度；水平6裂前泄露（LBB）評定，可對部分穿透及穿透裂紋的穩(wěn)定與擴展進行考察。當前8頁，總共21頁。BS7910

英國標準委員會（BSI）在1999年底公布、2000年發(fā)表的修正版英國標準，稱為BS7910：1999。在使用了近20年的PD6493及其發(fā)展版本的基礎上，PD6493:1991已與PD6539:1994（高溫評定方法）合并，根據(jù)它們近十年來研究成果，包括SINTAP的歐洲統(tǒng)一安全評定方法的研究成果，仍然采用三級評定方法對金屬結(jié)構(gòu)種的缺陷進行安全評定，2005年又進行了一些修正和補充，更新為BS7910:2005。當前9頁，總共21頁。GB/T19624-2004GB/T19624-2004:在用含缺陷壓力容器安全評定適用范圍：平面缺陷：包括裂紋、未熔合、未焊透、深度≥1mm咬邊體積缺陷：包括凹坑、氣孔、夾渣、深度＜1mm咬邊等失效模式：斷裂失效塑性失效疲勞失效評定方法：簡化評定常規(guī)評定當前10頁，總共21頁。2023/3/511相關(guān)法規(guī)標準《固容規(guī)》7.7合于使用評價安全狀況等級定為4級并且監(jiān)控期滿的壓力容器，或者定期檢驗發(fā)現(xiàn)嚴重缺陷可能導致停止使用的壓力容器，應當對缺陷進行處理，缺陷處理的方法包括采用修理的方法消除缺陷或者進行合于使用評價。當前11頁，總共21頁。2023/3/512相關(guān)法規(guī)標準合于使用評價工作應當符合以下要求：（1）承擔壓力容器合于使用評價的檢驗機構(gòu)須經(jīng)過國家質(zhì)檢總局批準。（2）壓力容器使用單位向批準的檢驗機構(gòu)提出進行合于使用評價的申請，同時將需評定的壓力容器基本情況書面告知使用登記機關(guān)；（3）壓力容器的合于使用評價參照GB/T19624的要求進行，承擔壓力容器合于使用評價的檢驗機構(gòu)，根據(jù)缺陷的性質(zhì)、缺陷產(chǎn)生的原因，以及缺陷的發(fā)展預測在評價報告中給出明確的評定結(jié)論，說明缺陷對壓力容器安全使用的影響；（4）壓力容器合于使用評價報告，由具有相應經(jīng)驗的評價人員出具，并且經(jīng)過檢驗機構(gòu)法定代表人或者技術(shù)負責人批準，承擔壓力容器合于使用評價的檢驗機構(gòu)對缺陷評定結(jié)論的正確性負責；（5）負責壓力容器定期檢驗的檢驗機構(gòu)根據(jù)合于使用評價報告的結(jié)論和其它檢驗項目的檢驗結(jié)果確定壓力容器的安全狀況等級、允許運行參數(shù)和下次檢驗日期，并且出具檢驗報告（6）使用單位將壓力容器合于使用評價的結(jié)論報使用登記機關(guān)備案，并且嚴格按照檢驗報告的要求控制壓力容器的運行參數(shù)，加強年度檢查。當前12頁，總共21頁。合于使用評價方法STEP1：損傷類型及失效模式判別損傷類型判別腐蝕減薄環(huán)境開裂材質(zhì)劣化機械損傷STEP2：選擇適用規(guī)范：GB/T19624-2004附錄HSTEP3：判斷損傷評價前提條件在實際工況下，材料具有良好的延性，未發(fā)現(xiàn)劣化及劣化傾向；管道最低工作溫度不低于-20℃，或管道最低工作溫度低于-20℃奧氏體不銹鋼；管道徑比氣孔、夾渣、局部減薄等體積型缺陷（其周圍無裂紋、未熔合等面型缺陷）；在役工況下無脆化傾向的20#或奧氏體不銹鋼管道及壁厚不大于13mm的16Mn管道的未焊透缺陷；體積缺陷的深度小于壁厚的70%，且缺陷底部最小壁厚不小于2mm。當前13頁，總共21頁。合于使用評價方法STEP4：缺陷表征及規(guī)則化STEP5：材料性能數(shù)據(jù)當前14頁，總共21頁。合于使用評價方法STEP6：免評判定當前15頁，總共21頁。合于使用評價方法STEP7：評價計算無缺陷極限載荷含缺陷極限載荷典型工況組合及載荷確定STEP8：可接受準則當前16頁，總共21頁。承壓設備合于使用評價案例——加氫加熱爐項目特點：在因高溫無法實施在線檢驗的情況下，根據(jù)風險評估結(jié)果，確定加氫裂化加熱爐損傷機理，結(jié)合紅外測溫結(jié)果，進而確認基于不同損傷機理的腐蝕速率，然后考慮不同損傷機理的共同作用，確定最終計算腐蝕速率，并據(jù)此評價爐管安全運行時間及其限制條件。損傷機理分析：碳鋼爐管，進料為脫丁烷塔釜C5+物料，操作溫度245～310℃，2008年6月～7月4次取樣分析硫含量分別為489ppm、790ppm、840ppm、1181ppm。所以爐管損傷機理為高溫H2S/H2腐蝕＋高溫硫腐蝕。因溫度低于碳鋼蠕變門檻值380℃和高溫氧化門檻值480℃，所以不存在蠕變損傷和氧化損傷?，F(xiàn)場紅外測溫結(jié)果：當前17頁，總共21頁。溫度值保守處理：考慮因進料量少而在對流段水平管上部氣相空間硫化氫局部積聚可能產(chǎn)生的高濃度和因氣相導熱差所形成的高溫區(qū)域（背火側(cè)），以及向火側(cè)和背火側(cè)的溫差，分別+100℃和+50℃保守處理。計算腐蝕速率：綜合分析結(jié)論：F-601操作壓力2.0MPa、最高操作溫度：精制方案不大于270℃，裂化方案不大于300℃，脫丁烷塔釜油品硫化氫含量在1000ppm以下、有機硫含量在0.1wt%以下時，F(xiàn)-601爐管可以安全運行至2008年10月底（3個月，該時間點由企業(yè)指定）。承壓設備合于使用評價案例——加氫加熱爐當前18頁，總共21頁。承壓設備合于使用評價案例——加氫反應器接管缺陷當前19頁，總共21頁。停工/操作/水壓工況：按JB4732進行應力分類及評價，校