邵珊珊-承压设备合于使用评价-2015618教材

1、邵珊珊邵珊珊 压力容器事业部压力容器事业部20152015年年6 6月月 北京北京承压设备合于使用评价一、背景概述二、法规标准和合于使用评价三、合于使用评价技术发展历程四、在用含缺陷压力容器安全评定五、承压设备合于使用评价承压设备合于使用评价大型化复杂化高参数化 基于塑性（极限载荷、安定性理论）与疲劳设计理论。基于塑性（极限载荷、安定性理论）与疲劳设计理论。基本假设：材料均匀、连续、各向同性。基本假设：材料均匀、连续、各向同性。概述概述承压设备合于使用评价 不满足标准要求：修理或更换。修理或更换。 存在的问题：l 返修带来的安全不确定因素；l 没有办法修；l 经济性与安全性等。质量控制质量控制

2、不足不足： 建立在一定经验的基础上或建立在一定假设条件的建立在一定经验的基础上或建立在一定假设条件的 前提下；前提下； 设计时没有考虑承压设备存在缺陷的可能性。设计时没有考虑承压设备存在缺陷的可能性。概述概述承压设备合于使用评价概述概述高温高温压力容器压力容器高温高温温度温度: 900催化裂化催化裂化再生器再生器高温高温+腐蚀腐蚀+疲劳疲劳温度温度: 720加氢加氢反应器反应器高温高温+高压高压+大壁厚大壁厚温度温度: 454压力压力: 21.6MPa壁厚壁厚: 358+6.5焦炭塔焦炭塔大直径大直径+高温高温+疲劳疲劳温度温度: 50495直径直径8600冷高压冷高压分离器分离器高压高压+腐

3、蚀腐蚀+大壁厚大壁厚压力压力: 19.4MPa介质介质: 油气油气, H2S, H2壁厚壁厚: 200管式管式反应器反应器超高压超高压+疲劳疲劳压力压力: 0294MPa深海深海探测器探测器高高(外外)压压压力压力: -70MPa低温低温乙烷球罐乙烷球罐低温低温温度温度: -100液态液态乙烯球罐乙烯球罐低温低温温度温度: -120LNG储罐储罐低温低温+大直径大直径温度温度: -162直径直径: 40000液氧液氧储罐储罐低温低温+高压高压+疲劳疲劳压力压力: 026MPa温度温度: -196, -50液氢液氢容器容器低温低温+高压高压压力压力: 10MPa温度温度: -253液氦液氦容器容

4、器低温低温温度温度: -269醋酸醋酸反应器反应器强腐蚀强腐蚀介质介质:醋酸、甲醇等醋酸、甲醇等氧化氧化反应器反应器强腐蚀强腐蚀+大直径大直径介质介质:对二甲苯对二甲苯 醋酸醋酸,四溴乙烷四溴乙烷直径直径: 10000费托费托反应器反应器大直径大直径+重型重型直径直径: 9600重量重量: 2033吨吨EO反应器反应器大直径大直径+厚管板厚管板直径直径: 7000管板厚度管板厚度: 390循环气循环气冷却器冷却器大直径大直径+大长度大长度直径：直径：4000换热管长：换热管长：20000C3分离塔分离塔大直径大直径+大高度大高度直径直径: 8000高度高度: 101000汽油汽油分馏塔分馏塔大

5、直径大直径直径直径: 承压设备合于使用评价基本假设：材料均匀、连续、各向同性基本假设：材料均匀、连续、各向同性l 高强度材料的采用高强度材料的采用l 设备或部件在低温和腐蚀设备或部件在低温和腐蚀环境中服役，环境中服役， 不可避免的产不可避免的产生一些缺陷或损伤生一些缺陷或损伤l 根据承压设备的结构、材料特性操作条件、缺陷性质和大小，根据断裂力学理论进行分析。概述概述承压设备合于使用评价 在对缺陷或损伤进行定量检测的基础上，通过严格的理论分析与计算，确定缺陷或损伤是否危害结构的安全可靠性，并基于缺陷或损伤的动力学发展规律研究，确定结构的安全服役寿命。 Fitness For Service概述概

6、述承压设备合于使用评价 7.7 7.7 合于使用评价合于使用评价 安全状况等级定为4级并且监控期满的压力容器，或者定期检验发现严重缺陷可能导致停止使用的压力容器，应当对缺陷进行处理，缺陷处理的缺陷处理的方式包括采用修理的方法消除缺陷或者进行合于使用评价方式包括采用修理的方法消除缺陷或者进行合于使用评价。 第一百二十二条第一百二十二条 全面检验所发现的管道严重缺陷，使用单位应当制定修复方案。修复后，应当对修复部位进行检查确认；对不易修复的严重对不易修复的严重缺陷，也可采用安全评定的方法缺陷，也可采用安全评定的方法，确认缺陷是否影响管道安全运行到下一全面检验周期。二、法规标准和合于使用评价二、法规

7、标准和合于使用评价承压设备合于使用评价第四十条第四十条 可以采用如下方法对在检验中发现的超标缺陷进行处理： (一)修复处理消除缺陷；( (二二) )采用安全评定的方法，确认缺陷是否影响管道安全运行到下一检验周期。采用安全评定的方法，确认缺陷是否影响管道安全运行到下一检验周期。第五十条第五十条 安全状况等级定为4级并且监控期满的压力容器，或者定期检验发现严重缺陷可能导致停止使用的压力容器，应当对缺陷进行处理，缺陷处理缺陷处理的方式包括采用修理的方法消除缺陷或者进行合于使用评价的方式包括采用修理的方法消除缺陷或者进行合于使用评价。负责压力容器定期检验的检验机构应当根据合于使用评价报告的结论和其他定

8、期检验项目的结果综合确定压力容器的安全状况等级、许用参数和下次检验日期。二、法规标准和合于使用评价二、法规标准和合于使用评价承压设备合于使用评价 6.10 6.10 超设计年限使用的压力容器超设计年限使用的压力容器 对于已经达到设计使用年限的压力容器，或者未规定设计使用年限，但是使用超过20年的压力容器，如果要继续使用，使用单位应当委托有资格的特种设备检验检测机构对其进行检验（必要时按照本规程7.7的要求进行合于使用评价），经过使用单位主要负责人批准后，方可继续使用。 二、法规标准和合于使用评价二、法规标准和合于使用评价承压设备合于使用评价第四十四条第四十四条 管道位置不当或不合理结构，安全状

9、况等级划分如下： ( (二二) )不合理结构不合理结构 管道有不符合安全技术规范或者设计、安装标准的不合理结构时，应进行调整或修复，调整或修复完好后，不影响定级；如一时无法进行调整或修复，对于不承受明显交变载荷并且经全面检验未发现新生缺陷(不包括正常的均匀腐蚀)的，可定为2级或3级；否则，应对管道进行安全评定，经安全评定确认不影响安全使用的，则可定为2级，反之则可定为3级或4级。 二、法规标准和合于使用评价二、法规标准和合于使用评价承压设备合于使用评价第四十八条第四十八条 若管道组成件的内外表面或管壁中存在裂纹裂纹，则应打磨消除或更换，打磨凹坑按第四十七条的规定进行定级。在特殊情况下，一时无法

10、进行打磨消除或更换的，需通过安全评定确定管道的安全状况。 第五十一条第五十一条 管道支吊架异常管道支吊架异常时，应进行修复或更换，修复或更换完好后，不影响定级；如一时无法进行修复或更换的，则应对管道进行应力分析或安全评定，应力分析或安全评定结果如不影响安全使用的，则可定为2级，反之则可定为3级或4级。 二、法规标准和合于使用评价二、法规标准和合于使用评价承压设备合于使用评价7.7 7.7 合于使用评价合于使用评价 合于使用评价工作应当符合以下要求： (1)承担合于使用评价的检验机构须经过国家质检总局批准；(2)压力容器使用单位向批准的检验机构提出进行合于使用评价的申 请，同时将需评定的压力容器

11、基本情况书面告知使用登记机关； (3)压力容器的合于使用评价参照GB/T 19624GB/T 19624在用含缺陷压力容器安全评在用含缺陷压力容器安全评 定定的要求进行，承担压力容器合于使用评价的检验机构，应当根据缺 陷的性质、缺陷产生的原因，以及缺陷的发展预测在评价报告中给出明 确的评定结论，说明缺陷对压力容器安全使用的影响；二、法规标准和合于使用评价二、法规标准和合于使用评价承压设备合于使用评价7.7 7.7 合于使用评价合于使用评价 (4)并且经过检验机构法定代表人或者技术负责人批准。承担压力容器合于 使用评价的检验机构应当对缺陷评定结论的正确性负责。 (5)负责压力容器定期检验的检验机

12、构根据合于使用评价报告的结论和其他 检验项目的检验结果确定压力容器的安全状况等级，允许运行参数和下 次检验日期，并且出具检验报告； (6)使用单位将压力容器合于使用评价的结论报使用登记机构备案，并且严 格按照检验报告的要求控制压力容器的运行参数，加强年度检查。 二、法规标准和合于使用评价二、法规标准和合于使用评价承压设备合于使用评价起始时间：起始时间：20世纪60年代后期理论基础：理论基础：断裂力学原则：原则：合于使用含义：含义：在对缺陷进行定量检测的基础上，通过严格的理论分析与计算，确定缺陷是否危害结构的安全可靠性，并基于缺陷的动力学发展规律研究，确定结构的安全服役寿命。规范规范: : AS

13、ME锅炉及压力容器规范第卷“核动力装置部件”附录G“防止非延性破坏”和第卷“核电站部件使用中的监察规程”附录A“缺陷显示的分析”(1971年) 三、合于使用评价技术发展历程三、合于使用评价技术发展历程承压设备合于使用评价l 1975年年 国际焊接学会（国际焊接学会（IIW） IIS/IIW-471-74“按脆断破坏观点建议的缺陷评定方法按脆断破坏观点建议的缺陷评定方法”l 1976年年 日本焊接协会日本焊接协会WSD WES 2805“按脆断评定的焊接缺陷验收标准按脆断评定的焊接缺陷验收标准”l 1977年年 英国中央电力研究所英国中央电力研究所GEGB R/R/R6“含缺陷结构完整性评定含缺

14、陷结构完整性评定”l 1980年年 英国标准协会英国标准协会BSI PD6493“焊接缺陷验收标准若干方法指南焊接缺陷验收标准若干方法指南”l 1982年年 美国电力研究院（美国电力研究院（EPRI） “含缺陷核容器及管道完整性评定方法含缺陷核容器及管道完整性评定方法”l 1984年年 德国焊接协会（德国焊接协会（DVS） “焊接接头缺陷的断裂力学评定焊接接头缺陷的断裂力学评定”l 1984年年 中国机械工程学会压力容器分会、中国化工学会机械与自动化分会中国机械工程学会压力容器分会、中国化工学会机械与自动化分会 CVAD-84“压力容器缺陷评定规范压力容器缺陷评定规范”承压设备合于使用评价按照

15、理论基础，合于使用评价方法大体可以分为四类：按照理论基础，合于使用评价方法大体可以分为四类：1. 以美国ASME的标准为代表，以为基础的评定方法；2. 以英国BSI PD6493-80为代表，按裂纹张开位移COD弹塑性断裂准则，采用为基础的评定方法；3. 以英国CEGB1986年发布的R6为代表，采用技术为基础的评定方法；4. 以美国电力研究院EPRI工程方法为代表，以为基础的评定方法。 三、合于使用评价技术发展历程三、合于使用评价技术发展历程承压设备合于使用评价国际上得到较好的工程验证并普遍采用的国际上得到较好的工程验证并普遍采用的FFSFFS标准标准/ /规范：规范：合于使用评价(2007

16、年)含缺陷结构完整性评定(2001年，第四版)/高温下结构相应的评定规程（2003年，第三版）金属结构中缺陷验收评定方法导则（2005年）欧洲工业结构完整性评定方法（1999年，目前已被FITNET代替） RCC-MR 快中子反应堆设计标准（2002年，） 含缺陷平板蠕变疲劳裂纹扩展的简化算法（2003年，日本核燃料再循环开发机构（）承压设备合于使用评价三、合于使用评价技术发展历程三、合于使用评价技术发展历程承压设备合于使用评价u 规范性附录：缺陷干涉、材料性能数据、载荷比、应力强度因子、压力管道平面缺陷和体积缺陷的评定方法u 资料性附录：应力腐蚀和高温蠕变环境对安全评定的影响、平面缺陷的分析

17、评定方法四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定承压设备合于使用评价超过制造或验收标准及法规、规章所规定的容许尺寸的缺陷。平面缺陷：平面缺陷：裂纹、未熔合、未焊透、深度大于等于1mm的咬边等。体积缺陷：体积缺陷：凹坑、气孔、夹渣、深度小于1mm的咬边等。四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定承压设备合于使用评价评价对象的状况调查（历史、工况、环境等）缺陷检测、缺陷成因分析失效模式判断材料检验（性能、损伤与退化等）应力分析必要的实验与计算综合分析和评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定承压设备合于使用评价级别级别评定目的评定目的

18、评定技术路线评定技术路线简化评定 防止裂纹起裂和塑性失效COD设计曲线，采用Sr- 的矩形失效评定图常规评定 防止裂纹起裂和塑性失效采用Lr-Kr的通用失效评定图分析评定防止裂纹体撕裂破坏和塑性失效基于EPRI工程估算J积分的裂纹失稳扩展的评定四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定r平面缺陷断裂评定（三级）：平面缺陷断裂评定（三级）： 裂纹、未熔合、未焊透、深度大于等于1mm的咬边等。承压设备合于使用评价平面缺陷断裂评定（三级）：平面缺陷断裂评定（三级）：u简化评定：COD设计曲线法u常规评定：通用失效评定图u分析评定：J积分理论四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺

19、陷压力容器安全评定承压设备合于使用评价平面缺陷断裂评定步骤：平面缺陷断裂评定步骤：1.1. 判断失效模式判断失效模式2.2. 缺陷表征缺陷表征3.3. 材料性能数据确定材料性能数据确定4.4. 应力分析应力分析5. 评定计算6. 安全性评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定（表面缺陷、埋藏缺陷、穿透缺陷）（表面缺陷、埋藏缺陷、穿透缺陷）承压设备合于使用评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定1.1. 失效模式判断失效模式判断 断裂失效断裂失效 塑性失效塑性失效 疲劳失效疲劳失效 依据同类压力容器或结构的失效分析和安全评定案例与经验、对被评定的压

20、力容器或结构的具体的制造和检验资料、使用工况以及对缺陷的理化检验和物理诊断结果，且对可能存在的腐蚀可能存在的腐蚀、应力腐蚀应力腐蚀、高温蠕变高温蠕变环境等对失效模式和安全评定的影响也予以充分的考虑。承压设备合于使用评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定2.2. 缺陷的规则化与尺寸表征缺陷的规则化与尺寸表征表面缺陷埋藏缺陷承压设备合于使用评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定2.2. 缺陷的规则化与尺寸表征缺陷的规则化与尺寸表征承压设备合于使用评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定3.3. 材料性能数据确定材料性能数据

21、确定 按有关标准和附录有关标准和附录B B的规定。应充分考虑材料性能数据的分散性，并按偏保守偏保守的原则确定所需的材料性能数值。 实测数据实测数据（有使用经验的压力容器常用钢材）标准或资料中的数据；标准或资料中的数据； 考虑温度温度和服役期间材料性能的退化效应材料性能的退化效应，表面缺陷表面缺陷应考虑环境介质环境介质的影响； 应考虑被评定部位材料的化学成分、冶金和工艺状态； 非均质焊接接头部位应考虑局部显微组织局部显微组织对断裂韧度等数据的影响。 承压设备合于使用评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定4.4. 应力分析应力分析 应力分类：一次应力、二次应力应力分类：一

22、次应力、二次应力 分类规则：分类规则：JB 4732钢制压力容器分析设计标准由于管系的热膨胀在接管处引起的应力，按一次应力考虑；焊接产生的残余应力，按二次应力考虑；由错边、角变形、局部厚度差所引起的局部应力，按二次应力考虑；由壁温温度差或材料热膨胀系数不同引起的热应力，按二次应力考虑 应力确定：不含缺陷结构，线弹性计算，主应力。应力确定：不含缺陷结构，线弹性计算，主应力。承压设备合于使用评价5.5. 评定计算（常规评定）评定计算（常规评定） 断裂比断裂比Kr： （附录（附录D D） 载荷比载荷比Lr：附录：附录C C6.6. 安全性评价安全性评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力

23、容器安全评定承压设备合于使用评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定体积缺陷的安全评定体积缺陷的安全评定承压设备合于使用评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定体积缺陷的安全评定体积缺陷的安全评定承压设备合于使用评价体积缺陷的评定步骤体积缺陷的评定步骤1. 缺陷表征、材料性能数据确定2. G0的计算和免于评定的判别（G00.1）3. 塑性极限载荷和最高容许工作压力的确定 带凹坑缺陷容器最高容许工作压力：4. 安全性评价四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定承压设备合于使用评价体积缺陷的安全评定体积缺陷的安全评定四、在用含缺陷

24、压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定承压设备合于使用评价体积缺陷的安全评定体积缺陷的安全评定u气孔免评条件a）气孔率不超过6%；b）单个气孔的长径小于0.5 ，并且小于9mm。u夹渣免评条件四、在用含缺陷压力容器安全评定四、在用含缺陷压力容器安全评定u表征为平面缺陷进行评价，表面缺陷也可打磨成凹坑后进行评价。承压设备合于使用评价含缺陷压力容器安全评定案例分析含缺陷压力容器安全评定案例分析承压设备合于使用评价 压力管道承受的载荷：压力管道承受的载荷：l内压l管道自重l管系温差引起胀缩产生的热载荷 主要应力：轴向应力主要应力：轴向应力 主要缺陷：以焊接缺陷为主主要缺陷：以焊接缺陷为主（如

25、未熔合、未焊透、气孔、夹渣等） 失效形式：失效形式：l以延性失效为主（材料韧性好，管壁薄易变形），也可能产生脆断。四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定l管道内介质和管系附件等的重量l支撑和强制安装所产生的附件弯矩承压设备合于使用评价 U因子工程评定方法（仅适用于环向缺陷，轴向缺陷按照含缺陷压力容器的安全评定方法进行）l免评条件极限载荷法（内压+弯矩）对于埋藏的气孔、夹渣等，可以表征为埋藏平面缺陷，按照附录G重新评价四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价借鉴美国ASME锅炉与压力容器规程第XI篇IWB3640及附录C的管道评定思路

26、，以裂纹起裂为失效判据以裂纹起裂为失效判据，同时可完成含环向平面缺陷压力管道起裂和塑性失效。特点：特点：可用于任何应力-应变关系、任何断裂韧度的材料，可自由选定安全系数，通过查表和简单的运算完成复杂载荷（拉压、弯、扭和内压组合）下的含环向平面缺陷的压力管道的安全评定。四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 缺陷部位管道尺寸的确定； 缺陷的规则化与尺寸表征； 应力的计算； 材料性能数据确定；四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定 起裂时载荷比的确定； U因子的计算； 许用流变应力比的确定； 安全性评定。承压设备合于使用评价 应力的计

27、算应力的计算根据管系应力分析确定缺陷处管道横截面的弯矩MB、拉力N和内压p，按下式计算评定所需的轴向膜应力m及弯曲应力BRi管道内径R 平均半径B 壁厚四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 材料性能数据确定材料性能数据确定特殊规定特殊规定a）材料拉伸性能：对焊缝取母材与焊缝材料二者的较低值。b）评定用材料断裂韧度的下限值(JIC)下限可取1.1AKV(夏比V型缺口冲击功)，对未焊透缺陷可取2.2AKV，也可根据评定者过去使用该种材料的历史经验决定。c）在缺乏在役材料的AKV数据的情况下，如评定者能判断该材料适用于压力管道，在使用状况下无脆化倾向，使用

28、温度不低于韧脆转变温度，则在评定计算时可取压力管道材料容许的最低值AKV27J。 四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 材料性能数据确定材料性能数据确定特殊规定特殊规定d) 在使用上述断裂韧度值进行评定不能获得保证安全的结论时，可通过实物取样实测AKV值或断裂韧度值，重新评定。e）断裂韧度JIC的测定：对大直径的厚壁管，可按本标准的有关规定进行(附录B CTOD+J积分）；对小直径的薄壁管，在取样不能满足测试试件厚度要求时，可用该管材制备周向穿透裂纹的管段试件在四点弯曲加载下进行实测 。f）评定计算用KC值，可由JIC值按下式进行估算：以应力强度因子

29、表示的断裂韧度：四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定 起裂时载荷比的确定起裂时载荷比的确定 计算 ，并根据 、缺陷无因次长度 和相对深度a/B值，由表G.1查得 值。 U U因子值的计算因子值的计算 U1时，取U=1 许可流变应力比许可流变应力比 的确定的确定 由缺陷尺寸 值及a/B值，由表G.2 查得 。csKB /csKB /FrL/承压设备合于使用评价 安全性评价安全性评价 如果下式所表述的判据成立，则评定结论为安全或可以接受；否则为不能保证安全或不可接受。四、在用含缺陷压力管道安全评

30、定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价仅受内压时，极限内压为：只有弯矩作用时，极限弯矩为：无量纲含缺陷管道在纯内压下的塑性极限内压无量纲含缺陷管道在纯弯矩下的塑性极限内压四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 缺陷部位管道尺寸的确定； 缺陷的规则化； 材料性能数据的确定； 无缺陷管道在纯内压或纯弯矩下的塑性极限载荷的确定； 免于评定的判别； 典型工况载荷组合的确定与缺陷处弯矩的计算； 含缺陷管道在纯内压和纯弯矩下的塑性极限载荷的确定； 安全性评价。四、在用含

31、缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 缺陷的规则化缺陷的规则化（1）壁厚局部减薄缺陷的规则化 根据其实际位置、形状和尺寸，按图H.1所示，将其规则化为轴向半长A、环向半长B、深度C的表面缺陷。其中，C取实测最大减薄深度与至下一检验周期末体积缺陷扩展量之和。（2）未焊透缺陷的规则化 根据其实际位置、形状和尺寸，按图H.2 所示，将其规则化为轴向半长A、环向半长B、深度C的表面缺陷。四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 缺陷的规则化缺陷的规则化（3）气孔、夹渣缺陷的规则化按：分别用气孔率和夹渣长度进行表征。四、在用含缺陷

32、压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价承压设备合于使用评价 缺陷的规则化缺陷的规则化（3）气孔、夹渣缺陷的规则化 如表征后的气孔、夹渣缺陷不能通过附录H的免于评定判断，则应根据其实际位置、形状和尺寸，按图H.3所示，将其规则化为轴向半长A、环向半长B、深度C的表面缺陷，若能够获得可靠的缺陷自身高度H值，则C=H，否则可近似取C=2A。四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定 缺陷规则化尺寸的无量纲处理缺陷规则化尺寸的无量纲处理承压设备合于使用评价 材料性能数据的确定材

33、料性能数据的确定屈服强度取下屈服点或0.2条件屈服强度。焊接热影响区的拉伸性能取母材和焊缝金属中的较低值。按下述规定确定材料的流动应力：其中，焊接接头系数按管道实际设计制造要求选取，也可参照压力管道或压力容器的有关标准偏保守地选取。用于焊缝区用于非焊缝区ss四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 无缺陷管道塑性极限载荷的确定无缺陷管道塑性极限载荷的确定仅受内压时，极限内压为：只有弯矩作用时，极限弯矩为：四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 免于评定的判别免于评定的判别四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺

34、陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 典型工况载荷组合的确定与缺陷处弯矩的计算典型工况载荷组合的确定与缺陷处弯矩的计算纯内压下的塑性极限内压 纯弯矩下的塑性极限弯矩 四、在用含缺陷压力管道安全评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价 安全性评价安全性评价根据管道实际操作情况，确定相应的内压P，通过管系内力分析的有限元法或其他有效可靠的方法求得弯矩M。如果下式成立，则该缺陷是安全或可以接受的；否则，认为不能保证安全或不可接受。对于气孔、夹渣等埋藏型体积缺陷，如未能通过附录H所规定的安全评定计算，可将其表征为埋藏平面缺陷埋藏平面缺陷并按附录G重新进行评定。四、在用含缺陷压力管道安全

35、评定四、在用含缺陷压力管道安全评定承压设备合于使用评价含缺陷压力管道安全评定案例分析含缺陷压力管道安全评定案例分析承压设备合于使用评价五、承压设备合于使用评价五、承压设备合于使用评价合金合金800H800H的表面蠕变裂纹的表面蠕变裂纹换热器膨胀节在水压试验时发生低温脆断换热器膨胀节在水压试验时发生低温脆断氢鼓包氢鼓包加氢裂化装置加氢反应产物出料空加氢裂化装置加氢反应产物出料空冷后管道发生内壁鼓包，鼓包部位冷后管道发生内壁鼓包，鼓包部位已出现裂纹已出现裂纹五、承压设备合于使用评价五、承压设备合于使用评价 焦炭塔裙座上的鼓胀焦炭塔裙座上的鼓胀原油储罐充装管线某弯原油储罐充装管线某弯头焊缝上的疲劳裂

36、纹头焊缝上的疲劳裂纹焦炭塔裙座与筒体连接焦炭塔裙座与筒体连接部位发生了开裂部位发生了开裂脱乙烷塔的外壁隔热层下腐蚀脱乙烷塔的外壁隔热层下腐蚀碳钢锅炉管内壁碱腐蚀碳钢锅炉管内壁碱腐蚀形成的碱槽形成的碱槽奥氏体不锈钢换热奥氏体不锈钢换热管束内壁点蚀坑带管束内壁点蚀坑带合成氨的汽化炉内壁耐火砖脱落后导致热流合成氨的汽化炉内壁耐火砖脱落后导致热流窜入急冷室，发生过热鼓凸窜入急冷室，发生过热鼓凸某减压塔检修期间发生某减压塔检修期间发生FeSFeS自自燃，筒体变形燃，筒体变形承压设备合于使用评价焊接缺陷：未熔合、未焊透、气孔（圆形缺陷）、夹渣等焊接缺陷：未熔合、未焊透、气孔（圆形缺陷）、夹渣等腐蚀减薄：均

37、匀腐蚀（腐蚀减薄：均匀腐蚀（强度校核强度校核）、局部腐蚀（凹坑评价）、）、局部腐蚀（凹坑评价）、 点蚀等点蚀等超过设计标准的错边、棱角度（应力分析）超过设计标准的错边、棱角度（应力分析）材质劣化：应力腐蚀、晶间腐蚀、表面脱碳、渗碳、石墨化、材质劣化：应力腐蚀、晶间腐蚀、表面脱碳、渗碳、石墨化、蠕变、回火脆化、高温氢腐蚀等蠕变、回火脆化、高温氢腐蚀等机械损伤（打磨消除）机械损伤（打磨消除）裂纹裂纹疲劳疲劳变形（查明原因）变形（查明原因）鼓包（查明原因）鼓包（查明原因）夹层夹层五、承压设备合于使用评价五、承压设备合于使用评价承压设备合于使用评价承压设备合于使用评价承压设备合于使用评价 主要内容主要

38、内容（参考API 579并结合国内已有科研成果）： 金属损失的通用评价方法 局部减薄评价 点蚀评价 机械损伤评价 错边、棱角度和壳体变形评价 火灾损伤评价 蠕变损伤评价 基本覆盖基本覆盖容检规容检规和和管检规管检规中出现的缺陷类型。中出现的缺陷类型。附录A 蠕变数据附录B 脆性断裂评价附录C 疲劳免评条件附录D 断裂韧性数据附录E 腐蚀疲劳评价 承压设备合于使用评价2015年6月12日，江苏南京市化工园区德纳化工厂环氧乙烷装置发生爆炸起火，并引燃周边三个醇类储罐。2015年4月6日，漳州古雷的腾龙芳烃二甲苯装置发生漏油着火事故，引发装置附近中间罐区三个储罐爆裂燃烧。五、承压设备合于使用评价五、

39、承压设备合于使用评价承压设备合于使用评价 火灾损伤评价（三级）：火灾损伤评价（三级）：a）1级评价：级评价：筛选评价方法。当部件在火灾中所处的热暴露区等级对部件材质不会造成损伤时，可免予评价，继续服役。b）2级评价：级评价：通过对火灾部件的金相组织、硬度及尺寸变化的检测，来评价火灾后部件的结构完整性，包括对火灾期间部件产生的其他缺陷和损伤的评价。2级评价一般用于位于级（425-730）和更高级热暴露区内（730以上），或目视发现明显变形的部件的评价。c）3级评价：级评价：用于第2级评价法无法执行或者通不过的情况。 3级评价主要采用直接火灾部件取样进行力学性能试验，或依据火灾热暴露温度、时间、灭

40、火方式对火灾损伤部件相同材料进行热处理模拟试验，并对热处理试样进行力学性能测试，以消除2级评价的保守性。五、承压设备合于使用评价五、承压设备合于使用评价承压设备合于使用评价 火灾基本信息收集：火灾基本信息收集：a）火源位置，火灾发生时的风向；b）火灾时间；c）燃烧物的性质（包括但不限于闪点、着火点、自燃温度、熔点、沸点、分子式、燃烧极限）；d）火灾发生前或发生时设备的温度、压力和安全阀泄放数据；e）消防水炮和胶皮管用水的位置、流向以及类型；f）灭火方式；g）灭火时间。五、承压设备合于使用评价五、承压设备合于使用评价承压设备合于使用评价 火灾热暴露区划分火灾热暴露区划分五、承压设备合于使用评价五

41、、承压设备合于使用评价热暴露区等级热暴露区等级温度范围温度范围热暴露区等级描述热暴露区等级描述室温无火灾损伤室温T65暴露于烟雾和水65T205轻度热暴露205T425中度热暴露425T730重度热暴露7301515强度降低480材料燃烧特性温度（）热暴露区等级不锈钢回火黄色290-340回火红色450回火蓝色530-600敏化425-815，出现相538-816，出现氧化皮760-1040熔化1400沉淀硬化不锈钢强度降低620铅基巴氏合金熔化270光亮退火或冷拔铜软化、下垂、晶粒变粗大280铅熔化330锌/铝铸件熔化390锌熔化420氧化成白色粉末或蒸发905玻璃（灯泡）变形和熔化510玻璃（窗户）熔化695玻璃（管道、观察镜）熔化710玻璃（泡沫玻璃）熔化980铜快速氧化-表面变黑705熔化1095银焊接材料熔化730C-276合金熔化1305钛合金熔化1685铝合金强度降低（检查硬度和电阻率）205熔化承压设备合于使用评价钢材类型成分氧化结垢温度，碳钢Fe-0.1C480低合金钢1-1/4Cr-1/