《在用含缺陷压力容器安全评定GBT 19624-2019》详细解读

《在用含缺陷压力容器安全评定GB/T19624-2019》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义和符号4总论5断裂与塑性失效评定6疲劳失效评定附录A(资料性附录)应力腐蚀、高温蠕变和腐蚀疲劳环境对安全评定的影响contents目录附录B(规范性附录)材料性能数据的测定和选取方法附录C(规范性附录)载荷比Lr参量的计算附录D(规范性附录)应力强度因子KI的计算附录E(规范性附录)缺陷间的干涉效应系数附录F(资料性附录)平面缺陷的分析评定方法附录G(规范性附录)压力管道直管段平面缺陷安全评定方法附录H(规范性附录)压力管道直管段体积缺陷安全评定方法contents目录附录I(资料性附录)压力管道弯头和三通体积缺陷安全评定方法附录J(资料性附录)材料断裂韧度替代取值经验公式参考文献011范围本标准规定了含缺陷压力容器在安全评定中的术语和定义、评定方法、验收准则及安全评定报告。适用于在用含超标缺陷（如裂纹、未焊透、未熔合、表面及埋藏缺陷等）的压力容器（包括固定式压力容器、移动式压力容器及气瓶等）的安全评定。适用范围适用于金属制压力容器，其他材质（如非金属、复合材料等）制造的压力容器可参照使用。原始资料（如设计、制造、安装等）严重缺失，无法进行安全评定的压力容器。非法制造或违规使用的压力容器。本标准不适用于下列压力容器的安全评定已发生严重事故或遭受严重破坏，无法恢复原状的压力容器。对于特殊类型或特定用途的压力容器（如核能、航空航天、深海等），其安全评定应参照相应的专用标准或规范进行。0102030405不适用范围022规范性引用文件确保评定的准确性和可靠性通过引用相关规范性文件，确保在用含缺陷压力容器的安全评定过程遵循行业标准和最佳实践，从而提高评定结果的准确性和可靠性。提供评定依据和方法规范性文件为评定人员提供了明确的评定依据和方法，包括缺陷的识别、分类、评定准则等，使评定过程更加规范化和标准化。引用文件的目的GB/TXXXX-XXXX《压力容器安全技术监察规程》该规程是压力容器安全评定的基础文件，规定了压力容器的设计、制造、安装、使用、检验和维修等方面的基本要求。XXXX/TXXXX-XXXX《在用含缺陷压力容器安全评定导则》该导则提供了在用含缺陷压力容器安全评定的具体指导，包括评定程序、评定方法、缺陷处理建议等。主要引用的规范性文件在引用文件的基础上，结合实际情况制定详细的评定方案，确保评定的全面性和针对性。在安全评定过程中，评定人员应首先了解和熟悉所引用的规范性文件，确保评定工作符合相关标准和要求。引用文件应作为评定的参考依据，但并非所有内容都直接适用于特定情况。评定人员需根据实际情况和具体需求，对引用文件的内容进行筛选和适用性分析。引用文件的应用010203033术语、定义和符号术语和定义缺陷指压力容器在材料、制造、使用等环节中产生的各种不符合现行标准、规范、设计文件或预期使用要求的问题。安全评定评定方法指对含缺陷压力容器的安全性进行科学的分析和评估，确定其能否在规定的操作条件下安全使用的过程。包括断裂力学评定、常规评定和塑性极限载荷评定等，根据具体情况选择适用的方法进行安全评定。符号系统本标准采用一系列符号来表示相关的物理量、参数和状态等，以确保表述的准确性和简洁性。常用符号如P表示压力，V表示体积，T表示温度，σ表示应力，ε表示应变等，这些符号在标准中具有特定的含义和用法。符号使用规则符号的使用需遵循相应的规则，包括符号的书写、下标和上标的使用、单位符号的标注等，以确保符号的正确性和易读性。符号说明044总论随着工业领域快速发展，含缺陷压力容器在实际应用中越来越广泛，为保障设备安全运行，需对其进行科学的安全评定。制定背景通过实施本标准，可及时发现并处理潜在的安全隐患，确保压力容器在规定的使用条件下安全、稳定地运行。评定意义4.1制定背景与意义本标准适用于在用含缺陷压力容器的安全评定，包括金属压力容器及非金属压力容器等。适用范围主要针对压力容器中存在的各类缺陷，如裂纹、腐蚀、变形等，以及可能对安全性能产生影响的因素。评定对象4.2适用范围与对象评定原则遵循“安全第一、预防为主”的原则，确保评定结果的客观性和准确性。评定方法采用无损检测、理化分析、结构完整性评估等多种技术手段，对压力容器进行全面、系统的安全评定。4.3评定原则与方法4.4评定程序与实施实施要点强调评定人员的专业素质和技能要求，明确各环节的职责和权限，确保评定工作的有效实施。评定程序包括资料审查、现场勘查、检测分析、评定计算、编写报告等环节，确保评定工作的有序进行。055断裂与塑性失效评定基于线弹性断裂力学理论，通过计算裂纹尖端的应力强度因子来评估含缺陷压力容器的断裂安全性。该方法适用于脆性材料或高韧性材料的脆性断裂评定。线弹性断裂力学评定考虑材料的弹塑性行为，采用J积分或裂纹尖端张开位移等参数来评估裂纹的扩展趋势。该方法适用于韧性较好的材料，在断裂前有较大塑性变形的情况。弹塑性断裂力学评定断裂评定方法极限载荷准则通过确定含缺陷压力容器在特定载荷条件下的极限承载能力，判断其是否发生塑性失效。当实际载荷超过极限载荷时，认为容器将发生塑性失效。塑性功准则塑性失效评定准则基于能量平衡原理，通过计算压力容器在塑性变形过程中所吸收的能量来评估其塑性失效安全性。当塑性功达到某一临界值时，认为容器将发生塑性失效。0102缺陷容忍度确定依据断裂与塑性失效评定结果，可以确定含缺陷压力容器在何种程度下仍可安全使用，为制定合理的维修和更换策略提供依据。结构优化指导通过对不同结构形式的压力容器进行断裂与塑性失效评定，可以发现结构的薄弱环节，为结构优化设计提供指导，提高容器的整体安全性。断裂与塑性失效评定的应用VS在进行断裂与塑性失效评定时，需精确测量含缺陷压力容器的实际尺寸，包括裂纹长度、深度等关键参数，以确保评定结果的准确性。合理选择评定方法针对具体的压力容器材料和缺陷类型，应合理选择适用的断裂与塑性失效评定方法，以获得更为可靠的评定结果。精确测量缺陷尺寸评定过程中的注意事项066疲劳失效评定疲劳失效定义指压力容器在交变载荷作用下，经过一定循环次数后出现的断裂或泄漏现象。疲劳失效的特点具有明显的局部性、难以预测性和对缺陷的敏感性。疲劳失效的概念与特点疲劳失效评定的目的与意义评定意义有助于及时发现并处理潜在的疲劳失效风险，确保压力容器的安全稳定运行。评定目的确定含缺陷压力容器的疲劳寿命，为容器的安全使用与维修提供依据。包括基于断裂力学的评定方法、基于疲劳曲线的评定方法等。评定方法收集容器运行数据、确定交变载荷谱、进行疲劳分析、评定疲劳寿命等。评定步骤疲劳失效评定的方法与步骤预防措施优化容器结构设计、选用抗疲劳材料、加强制造工艺控制等。应对策略定期进行检测与评估、及时发现并处理疲劳裂纹、加强使用管理与维护等。疲劳失效的预防措施与应对策略07附录A(资料性附录)应力腐蚀、高温蠕变和腐蚀疲劳环境对安全评定的影响阐述应力与腐蚀介质共同作用导致材料破裂的过程。应力腐蚀机理探讨应力水平、介质浓度、温度等对应力腐蚀速率的影响。影响因素分析介绍在应力腐蚀环境下，如何对压力容器进行安全评定，包括检测、监测和预防措施。安全评定方法应力腐蚀环境对安全评定的影响010203解释材料在高温环境下，受应力作用逐渐产生塑性变形的现象。高温蠕变机理分析蠕变对容器结构强度、密封性和使用寿命的潜在威胁。蠕变对容器的影响提出在高温蠕变环境下，压力容器安全评定的关键步骤和注意事项。安全评定要点高温蠕变环境对安全评定的影响揭示在腐蚀介质和交变应力共同作用下，材料发生疲劳破坏的机理。腐蚀疲劳机理探讨腐蚀介质种类、应力水平、温度等对腐蚀疲劳速率和破坏形式的影响，以及腐蚀疲劳对压力容器安全的潜在危害。影响因素及危害针对腐蚀疲劳环境，提出有效的安全评定策略，包括定期检测、风险评估和维修保养措施。安全评定策略腐蚀疲劳环境对安全评定的影响08附录B(规范性附录)材料性能数据的测定和选取方法旨在确保安全评定过程中所使用的材料性能数据准确、可靠。适用于在役含缺陷压力容器的安全评定。本附录规定了含缺陷压力容器用材料性能数据的测定和选取方法。B.1概述B.2材料性能数据的测定应按照相关国家或行业标准进行材料性能数据的测定。01测定内容包括材料的力学性能、化学性能、物理性能等。02测定过程中应严格控制试验条件，确保数据的准确性和可重复性。03010203优先选取材料生产厂提供的原始性能数据。若无原始数据，可根据相同或相似材料的性能数据进行类比选取。对于关键性能数据，应进行必要的复验或验证，确保其准确性。B.3材料性能数据的选取B.4数据处理与记录对测定和选取的材料性能数据进行整理、分析和处理。01建立完善的数据库，实现数据的可追溯性和共享性。02保留完整的原始记录和数据处理过程，以备查证。0309附录C(规范性附录)载荷比Lr参量的计算载荷比Lr是指压力容器所承受的实际载荷与其极限载荷之比。它反映了压力容器在特定条件下的安全裕量，是评定容器安全性的重要参数。通过计算载荷比Lr，可以定量评估含缺陷压力容器的安全状况。载荷比Lr的定义010203确定实际载荷根据实际工况，计算压力容器所承受的内压、外压、轴向力等载荷。确定极限载荷通过材料力学性能测试和有限元分析等方法，确定压力容器在失效前的最大承载能力。计算载荷比Lr将实际载荷与极限载荷进行比值运算，得到载荷比Lr的值。030201载荷比Lr的计算方法123适用于各种类型的含缺陷压力容器，如储罐、反应釜、换热器等。可用于评估压力容器在静载、动载及组合载荷作用下的安全性。为压力容器的设计、制造、检验和使用提供重要依据。载荷比Lr的应用范围载荷比Lr的评定准则010203当载荷比Lr小于1时，认为压力容器处于安全状态，可继续使用。当载荷比Lr接近或等于1时，应密切关注压力容器的安全状况，必要时采取相应措施进行加固或维修。当载荷比Lr大于1时，认为压力容器已处于不安全状态，应立即停止使用并进行相应处理。10附录D(规范性附录)应力强度因子KI的计算应力强度因子的定义0302应力强度因子是描述裂纹尖端应力场强弱的物理量。01应力强度因子是断裂力学中进行裂纹扩展分析和安全评定的重要参数。它反映了裂纹在受力情况下，裂纹尖端附近应力分布的特征。KI的计算通常基于裂纹的几何形状、受力情况以及材料的力学性质。在实际工程中，常采用经验公式或数值方法进行KI的计算，以确保结果的准确性。对于不同形状的裂纹（如表面裂纹、深埋裂纹等），KI的计算公式也有所不同。KI的计算方法裂纹尺寸不同的受力状态（如拉伸、弯曲、扭转等）会导致裂纹尖端应力场的变化，从而影响KI值。受力状态材料性质材料的弹性模量、泊松比以及断裂韧性等性质也会影响KI的计算结果。裂纹的长度、宽度和深度等尺寸参数对KI值具有显著影响。KI计算的影响因素在压力容器安全评定中，通过计算KI值可以评估裂纹的扩展趋势和安全性。工程师可以根据KI值的大小制定相应的维修和加固措施，以确保压力容器的安全运行。此外，KI值还可以为压力容器的优化设计提供重要参考，提高结构的抗裂性能。KI在工程中的应用01020311附录E(规范性附录)缺陷间的干涉效应系数干涉效应系数是指两个或多个缺陷同时存在时，其对结构强度影响的综合效应与单一缺陷影响之比。干涉效应系数的定义该系数反映了多个缺陷之间相互作用的复杂性和对结构整体安全性的影响。通过合理确定干涉效应系数，可以更准确地评估含缺陷压力容器的安全性能。123干涉效应系数通常基于实验数据、数值模拟或工程经验进行确定。在计算过程中，需综合考虑缺陷的类型、尺寸、位置以及材料的力学性能等因素。常用的计算方法包括应力集中系数法、极限载荷分析法等，这些方法可以定量地描述缺陷间的干涉效应。干涉效应系数的计算方法干涉效应系数是《在用含缺陷压力容器安全评定》标准中的重要参数之一，其取值直接影响到安全评定的结果。干涉效应系数在安全评定中的应用在进行安全评定时，应根据具体缺陷情况选择合适的干涉效应系数，以确保评定结果的准确性和可靠性。同时，干涉效应系数也为压力容器的维修和加固提供了重要依据，帮助制定针对性的处理措施。12附录F(资料性附录)平面缺陷的分析评定方法平面缺陷是指存在于压力容器表面或内部，具有平面几何特征的缺陷。定义根据平面缺陷的形态和性质，可将其分为裂纹、未熔合、未焊透等类型。分类F.1平面缺陷的定义和分类F.2平面缺陷的评定原则评定过程中应综合考虑缺陷的形态、尺寸、位置等因素，以及容器的使用条件和材料性能，确保评定结果的合理性。合理性原则平面缺陷的评定应确保压力容器的安全运行，避免缺陷引发事故。安全性原则简化评定方法对于规则且简单的平面缺陷，可采用简化评定方法进行快速评定。该方法主要依据经验公式和图表，对缺陷进行初步筛选和分类。01F.3平面缺陷的评定方法详细评定方法对于复杂或关键的平面缺陷，应采用详细评定方法进行深入分析和计算。该方法包括有限元分析、断裂力学评估等，能够更准确地评估缺陷对容器安全性的影响。02修复处理对于评定结果超出允许范围的平面缺陷，应采取修复处理措施，如补焊、磨削等，以消除或减小缺陷的危害。监控使用对于暂时无法修复但又不至于立即引发事故的平面缺陷，可在采取适当安全措施的前提下，对容器进行监控使用，并定期进行检查和评定。F.4平面缺陷的处理措施13附录G(规范性附录)压力管道直管段平面缺陷安全评定方法平面缺陷的定义和分类定义平面缺陷是指沿压力管道直管段轴向或环向分布的缺陷，包括裂纹、未熔合、未焊透等。分类根据缺陷的形态和分布特点，平面缺陷可分为轴向平面缺陷和环向平面缺陷。评定目的确定平面缺陷对压力管道安全性能的影响，为管道的维修、更换或继续使用提供决策依据。平面缺陷安全评定方法概述评定流程包括资料收集、缺陷检测、缺陷评定、安全状况等级划分等步骤。评定方法依据相关标准和规范，采用断裂力学、有限元分析等理论和方法进行评定。进行缺陷检测采用无损检测技术对平面缺陷进行定量和定性检测，获取缺陷的详细参数。划分安全状况等级根据评定结果，将压力管道直管段的安全状况划分为不同的等级，为后续维修或更换提供决策支持。评定缺陷安全性能根据检测结果，结合管道的材料、工作条件等因素，采用相应的安全评定方法对平面缺陷进行评定。确定评定对象和范围明确需要评定的压力管道直管段以及存在的平面缺陷类型和数量。平面缺陷安全评定的具体步骤确保检测数据的准确性无损检测结果对评定结果的准确性具有重要影响，应确保检测数据的真实可靠。合理选择评定方法针对不同的平面缺陷类型和实际情况，应合理选择相应的安全评定方法。综合考虑多种因素在评定过程中，应综合考虑管道的材料、工作条件、使用历史等多种因素，以确保评定结果的全面性和准确性。平面缺陷安全评定的注意事项14附录H(规范性附录)压力管道直管段体积缺陷安全评定方法评定步骤通过检测手段确定管道直管段存在的体积缺陷类型（如腐蚀、裂纹等）以及其具体尺寸。确定缺陷类型和尺寸收集管道的设计、运行、材质等相关资料，了解管道的工作条件和安全要求。评定前准备运用所选的评定方法，结合管道的实际工作条件，对含缺陷管道进行安全评定，确定其是否满足安全要求。进行安全评定根据缺陷类型和管道特点，选择适合的评定方法，如基于断裂力学的评定方法或基于极限载荷的评定方法等。选择评定方法02040103评定准确性确保所收集的资料真实可靠，评定过程中应严格按照相关标准和规范进行，以保证评定结果的准确性。在安全评定时，应综合考虑管道的工作压力、温度、材质、腐蚀状况以及缺陷的形状、尺寸和位置等多种因素。安全评定只能针对已发现的缺陷进行，对于未检测到的缺陷或潜在缺陷，评定结果可能无法完全反映实际情况。根据安全评定结果，及时采取相应措施，如修复、更换或加强监控等，以确保管道的安全运行。评定注意事项评定局限性综合考虑因素评定结果处理15附录I(资料性附录)压力管道弯头和三通体积缺陷安全评定方法评定范围缺陷类型弯头体积缺陷安全评定在评定过程中，需考虑弯头部位的应力分布、材料性能以及缺陷对整体结构的影响。04本方法适用于压力管道中弯头部位存在体积缺陷时的安全评定。01首先确定缺陷的位置、尺寸和性质，然后依据相关标准和规范进行安全评定。03包括但不限于夹渣、未熔合、气孔等体积型缺陷。02评定流程注意事项评定范围本方法适用于压力管道中三通部位存在体积缺陷时的安全评定。三通体积缺陷安全评定01缺陷类型包括但不限于裂纹、夹渣、未焊透等体积型缺陷。02评定方法采用断裂力学分析、有限元模拟等手段，综合评估缺陷对三通结构安全性的影响。03处理措施根据评定结果，制定相应的修复或更换方案，确保三通部位的安全运行。04体积缺陷安全评定的重要性保障管道安全通过对弯头和三通部位体积缺陷的安全评定，可以及时发现并处理存在的安全隐患，从而保障整个压力管道系统的安全运行。指