1、邵珊珊邵珊珊 壓力容器事業(yè)部壓力容器事業(yè)部20152015年年6 6月月 北京北京承壓設(shè)備合于使用評價一、背景概述二、法規(guī)標準和合于使用評價三、合于使用評價技術(shù)發(fā)展歷程四、在用含缺陷壓力容器安全評定五、承壓設(shè)備合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價大型化復雜化高參數(shù)化 基于塑性（極限載荷、安定性理論）與疲勞設(shè)計理論。基于塑性（極限載荷、安定性理論）與疲勞設(shè)計理論。基本假設(shè)：材料均勻、連續(xù)、各向同性。基本假設(shè)：材料均勻、連續(xù)、各向同性。概述概述承壓設(shè)備合于使用評價 不滿足標準要求：修理或更換。修理或更換。 存在的問題：l 返修帶來的安全不確定因素；l 沒有辦法修；l 經(jīng)濟性與安全性等。質(zhì)量控制質(zhì)量控制

2、不足不足： 建立在一定經(jīng)驗的基礎(chǔ)上或建立在一定假設(shè)條件的建立在一定經(jīng)驗的基礎(chǔ)上或建立在一定假設(shè)條件的 前提下；前提下； 設(shè)計時沒有考慮承壓設(shè)備存在缺陷的可能性。設(shè)計時沒有考慮承壓設(shè)備存在缺陷的可能性。概述概述承壓設(shè)備合于使用評價概述概述高溫高溫壓力容器壓力容器高溫高溫溫度溫度: 900催化裂化催化裂化再生器再生器高溫高溫+腐蝕腐蝕+疲勞疲勞溫度溫度: 720加氫加氫反應器反應器高溫高溫+高壓高壓+大壁厚大壁厚溫度溫度: 454壓力壓力: 21.6MPa壁厚壁厚: 358+6.5焦炭塔焦炭塔大直徑大直徑+高溫高溫+疲勞疲勞溫度溫度: 50495直徑直徑8600冷高壓冷高壓分離器分離器高壓高壓+腐

3、蝕腐蝕+大壁厚大壁厚壓力壓力: 19.4MPa介質(zhì)介質(zhì): 油氣油氣, H2S, H2壁厚壁厚: 200管式管式反應器反應器超高壓超高壓+疲勞疲勞壓力壓力: 0294MPa深海深海探測器探測器高高(外外)壓壓壓力壓力: -70MPa低溫低溫乙烷球罐乙烷球罐低溫低溫溫度溫度: -100液態(tài)液態(tài)乙烯球罐乙烯球罐低溫低溫溫度溫度: -120LNG儲罐儲罐低溫低溫+大直徑大直徑溫度溫度: -162直徑直徑: 40000液氧液氧儲罐儲罐低溫低溫+高壓高壓+疲勞疲勞壓力壓力: 026MPa溫度溫度: -196, -50液氫液氫容器容器低溫低溫+高壓高壓壓力壓力: 10MPa溫度溫度: -253液氦液氦容器容

4、器低溫低溫溫度溫度: -269醋酸醋酸反應器反應器強腐蝕強腐蝕介質(zhì)介質(zhì):醋酸、甲醇等醋酸、甲醇等氧化氧化反應器反應器強腐蝕強腐蝕+大直徑大直徑介質(zhì)介質(zhì):對二甲苯對二甲苯 醋酸醋酸,四溴乙烷四溴乙烷直徑直徑: 10000費托費托反應器反應器大直徑大直徑+重型重型直徑直徑: 9600重量重量: 2033噸噸EO反應器反應器大直徑大直徑+厚管板厚管板直徑直徑: 7000管板厚度管板厚度: 390循環(huán)氣循環(huán)氣冷卻器冷卻器大直徑大直徑+大長度大長度直徑：直徑：4000換熱管長：換熱管長：20000C3分離塔分離塔大直徑大直徑+大高度大高度直徑直徑: 8000高度高度: 101000汽油汽油分餾塔分餾塔大

5、直徑大直徑直徑直徑: 承壓設(shè)備合于使用評價基本假設(shè)：材料均勻、連續(xù)、各向同性基本假設(shè)：材料均勻、連續(xù)、各向同性l 高強度材料的采用高強度材料的采用l 設(shè)備或部件在低溫和腐蝕設(shè)備或部件在低溫和腐蝕環(huán)境中服役，環(huán)境中服役， 不可避免的產(chǎn)不可避免的產(chǎn)生一些缺陷或損傷生一些缺陷或損傷l 根據(jù)承壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材料特性操作條件、缺陷性質(zhì)和大小，根據(jù)斷裂力學理論進行分析。概述概述承壓設(shè)備合于使用評價 在對缺陷或損傷進行定量檢測的基礎(chǔ)上，通過嚴格的理論分析與計算，確定缺陷或損傷是否危害結(jié)構(gòu)的安全可靠性，并基于缺陷或損傷的動力學發(fā)展規(guī)律研究，確定結(jié)構(gòu)的安全服役壽命。 Fitness For Service概述概

6、述承壓設(shè)備合于使用評價 7.7 7.7 合于使用評價合于使用評價 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，缺陷處理的缺陷處理的方式包括采用修理的方法消除缺陷或者進行合于使用評價方式包括采用修理的方法消除缺陷或者進行合于使用評價。 第一百二十二條第一百二十二條 全面檢驗所發(fā)現(xiàn)的管道嚴重缺陷，使用單位應當制定修復方案。修復后，應當對修復部位進行檢查確認；對不易修復的嚴重對不易修復的嚴重缺陷，也可采用安全評定的方法缺陷，也可采用安全評定的方法，確認缺陷是否影響管道安全運行到下一全面檢驗周期。二、法規(guī)標準和合于使用評價二、法規(guī)

7、標準和合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價第四十條第四十條 可以采用如下方法對在檢驗中發(fā)現(xiàn)的超標缺陷進行處理： (一)修復處理消除缺陷；( (二二) )采用安全評定的方法，確認缺陷是否影響管道安全運行到下一檢驗周期。采用安全評定的方法，確認缺陷是否影響管道安全運行到下一檢驗周期。第五十條第五十條 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，缺陷缺陷處理的方式包括采用修理的方法消除缺陷或者進行合于使用評價處理的方式包括采用修理的方法消除缺陷或者進行合于使用評價。負責壓力容器定期檢驗的檢驗機構(gòu)應當根據(jù)合于使用評價報告的結(jié)論和其他定

8、期檢驗項目的結(jié)果綜合確定壓力容器的安全狀況等級、許用參數(shù)和下次檢驗日期。二、法規(guī)標準和合于使用評價二、法規(guī)標準和合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價 6.10 6.10 超設(shè)計年限使用的壓力容器超設(shè)計年限使用的壓力容器 對于已經(jīng)達到設(shè)計使用年限的壓力容器，或者未規(guī)定設(shè)計使用年限，但是使用超過20年的壓力容器，如果要繼續(xù)使用，使用單位應當委托有資格的特種設(shè)備檢驗檢測機構(gòu)對其進行檢驗（必要時按照本規(guī)程7.7的要求進行合于使用評價），經(jīng)過使用單位主要負責人批準后，方可繼續(xù)使用。 二、法規(guī)標準和合于使用評價二、法規(guī)標準和合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價第四十四條第四十四條 管道位置不當或不合理結(jié)構(gòu)，安全狀

9、況等級劃分如下： ( (二二) )不合理結(jié)構(gòu)不合理結(jié)構(gòu) 管道有不符合安全技術(shù)規(guī)范或者設(shè)計、安裝標準的不合理結(jié)構(gòu)時，應進行調(diào)整或修復，調(diào)整或修復完好后，不影響定級；如一時無法進行調(diào)整或修復，對于不承受明顯交變載荷并且經(jīng)全面檢驗未發(fā)現(xiàn)新生缺陷(不包括正常的均勻腐蝕)的，可定為2級或3級；否則，應對管道進行安全評定，經(jīng)安全評定確認不影響安全使用的，則可定為2級，反之則可定為3級或4級。 二、法規(guī)標準和合于使用評價二、法規(guī)標準和合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價第四十八條第四十八條 若管道組成件的內(nèi)外表面或管壁中存在裂紋裂紋，則應打磨消除或更換，打磨凹坑按第四十七條的規(guī)定進行定級。在特殊情況下，一時無法

10、進行打磨消除或更換的，需通過安全評定確定管道的安全狀況。 第五十一條第五十一條 管道支吊架異常管道支吊架異常時，應進行修復或更換，修復或更換完好后，不影響定級；如一時無法進行修復或更換的，則應對管道進行應力分析或安全評定，應力分析或安全評定結(jié)果如不影響安全使用的，則可定為2級，反之則可定為3級或4級。 二、法規(guī)標準和合于使用評價二、法規(guī)標準和合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價7.7 7.7 合于使用評價合于使用評價 合于使用評價工作應當符合以下要求： (1)承擔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

11、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/T 19624GB/T 19624在用含缺陷壓力容器安全評在用含缺陷壓力容器安全評 定定的要求進行，承擔壓力容器合于使用評價的檢驗機構(gòu)，應當根據(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；二、法規(guī)標準和合于使用評價二、法規(guī)標準和合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價7.7 7.7 合于使用評價合于使用評價 (4)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)應當對缺陷評定結(jié)論的正確性負責。 (5)負責壓力容器定期檢驗的檢驗機

12、構(gòu)根據(jù)合于使用評價報告的結(jié)論和其他 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)論報使用登記機構(gòu)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。 二、法規(guī)標準和合于使用評價二、法規(guī)標準和合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價起始時間：起始時間：20世紀60年代后期理論基礎(chǔ)：理論基礎(chǔ)：斷裂力學原則：原則：合于使用含義：含義：在對缺陷進行定量檢測的基礎(chǔ)上，通過嚴格的理論分析與計算，確定缺陷是否危害結(jié)構(gòu)的安全可靠性，并基于缺陷的動力學發(fā)展規(guī)律研究，確定結(jié)構(gòu)的安全服役壽命。規(guī)范規(guī)范: : AS

13、ME鍋爐及壓力容器規(guī)范第卷“核動力裝置部件”附錄G“防止非延性破壞”和第卷“核電站部件使用中的監(jiān)察規(guī)程”附錄A“缺陷顯示的分析”(1971年) 三、合于使用評價技術(shù)發(fā)展歷程三、合于使用評價技術(shù)發(fā)展歷程承壓設(shè)備合于使用評價l 1975年年 國際焊接學會（國際焊接學會（IIW） IIS/IIW-471-74“按脆斷破壞觀點建議的缺陷評定方法按脆斷破壞觀點建議的缺陷評定方法”l 1976年年 日本焊接協(xié)會日本焊接協(xié)會WSD WES 2805“按脆斷評定的焊接缺陷驗收標準按脆斷評定的焊接缺陷驗收標準”l 1977年年 英國中央電力研究所英國中央電力研究所GEGB R/R/R6“含缺陷結(jié)構(gòu)完整性評定含缺

14、陷結(jié)構(gòu)完整性評定”l 1980年年 英國標準協(xié)會英國標準協(xié)會BSI PD6493“焊接缺陷驗收標準若干方法指南焊接缺陷驗收標準若干方法指南”l 1982年年 美國電力研究院（美國電力研究院（EPRI） “含缺陷核容器及管道完整性評定方法含缺陷核容器及管道完整性評定方法”l 1984年年 德國焊接協(xié)會（德國焊接協(xié)會（DVS） “焊接接頭缺陷的斷裂力學評定焊接接頭缺陷的斷裂力學評定”l 1984年年 中國機械工程學會壓力容器分會、中國化工學會機械與自動化分會中國機械工程學會壓力容器分會、中國化工學會機械與自動化分會 CVAD-84“壓力容器缺陷評定規(guī)范壓力容器缺陷評定規(guī)范”承壓設(shè)備合于使用評價按照

15、理論基礎(chǔ)，合于使用評價方法大體可以分為四類：按照理論基礎(chǔ)，合于使用評價方法大體可以分為四類：以美國ASME的標準為代表，以為基礎(chǔ)的評定方法；以英國BSI PD6493-80為代表，按裂紋張開位移COD彈塑性斷裂準則，采用為基礎(chǔ)的評定方法；以英國CEGB1986年發(fā)布的R6為代表，采用技術(shù)為基礎(chǔ)的評定方法；以美國電力研究院EPRI工程方法為代表，以為基礎(chǔ)的評定方法。 三、合于使用評價技術(shù)發(fā)展歷程三、合于使用評價技術(shù)發(fā)展歷程承壓設(shè)備合于使用評價國際上得到較好的工程驗證并普遍采用的國際上得到較好的工程驗證并普遍采用的FFSFFS標準標準/ /規(guī)范：規(guī)范：合于使用評價(2007年)含缺陷結(jié)構(gòu)完整性評定

16、(2001年，第四版)/高溫下結(jié)構(gòu)相應的評定規(guī)程（2003年，第三版）金屬結(jié)構(gòu)中缺陷驗收評定方法導則（2005年）歐洲工業(yè)結(jié)構(gòu)完整性評定方法（1999年，目前已被FITNET代替） RCC-MR 快中子反應堆設(shè)計標準（2002年，） 含缺陷平板蠕變疲勞裂紋擴展的簡化算法（2003年，日本核燃料再循環(huán)開發(fā)機構(gòu)（）承壓設(shè)備合于使用評價三、合于使用評價技術(shù)發(fā)展歷程三、合于使用評價技術(shù)發(fā)展歷程承壓設(shè)備合于使用評價u 規(guī)范性附錄：缺陷干涉、材料性能數(shù)據(jù)、載荷比、應力強度因子、壓力管道平面缺陷和體積缺陷的評定方法u 資料性附錄：應力腐蝕和高溫蠕變環(huán)境對安全評定的影響、平面缺陷的分析評定方法四、在用含缺陷壓

17、力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定承壓設(shè)備合于使用評價超過制造或驗收標準及法規(guī)、規(guī)章所規(guī)定的容許尺寸的缺陷。平面缺陷：平面缺陷：裂紋、未熔合、未焊透、深度大于等于1mm的咬邊等。體積缺陷：體積缺陷：凹坑、氣孔、夾渣、深度小于1mm的咬邊等。四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定承壓設(shè)備合于使用評價評價對象的狀況調(diào)查（歷史、工況、環(huán)境等）缺陷檢測、缺陷成因分析失效模式判斷材料檢驗（性能、損傷與退化等）應力分析必要的實驗與計算綜合分析和評價四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定承壓設(shè)備合于使用評價級別級別評定目的評定目的評定技術(shù)路線評定技術(shù)路線

18、簡化評定 防止裂紋起裂和塑性失效COD設(shè)計曲線，采用Sr- 的矩形失效評定圖常規(guī)評定 防止裂紋起裂和塑性失效采用Lr-Kr的通用失效評定圖分析評定防止裂紋體撕裂破壞和塑性失效基于EPRI工程估算J積分的裂紋失穩(wěn)擴展的評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定r平面缺陷斷裂評定（三級）：平面缺陷斷裂評定（三級）： 裂紋、未熔合、未焊透、深度大于等于1mm的咬邊等。承壓設(shè)備合于使用評價平面缺陷斷裂評定（三級）：平面缺陷斷裂評定（三級）：u簡化評定：COD設(shè)計曲線法u常規(guī)評定：通用失效評定圖u分析評定：J積分理論四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定承壓設(shè)

19、備合于使用評價平面缺陷斷裂評定步驟：平面缺陷斷裂評定步驟： 判斷失效模式判斷失效模式 缺陷表征缺陷表征 材料性能數(shù)據(jù)確定材料性能數(shù)據(jù)確定 應力分析應力分析 評定計算 安全性評價四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定（表面缺陷、埋藏缺陷、穿透缺陷）（表面缺陷、埋藏缺陷、穿透缺陷）承壓設(shè)備合于使用評價四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定失效模式判斷失效模式判斷斷裂失效斷裂失效塑性失效塑性失效疲勞失效疲勞失效 依據(jù)同類壓力容器或結(jié)構(gòu)的失效分析和安全評定案例與經(jīng)驗、對被評定的壓力容器或結(jié)構(gòu)的具體的制造和檢驗資料、使用工況以及對缺陷的理化檢驗和物理診斷結(jié)果，

20、且對可能存在的腐蝕可能存在的腐蝕、應力腐蝕應力腐蝕、高溫蠕變高溫蠕變環(huán)境等對失效模式和安全評定的影響也予以充分的考慮。承壓設(shè)備合于使用評價四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定 缺陷的規(guī)則化與尺寸表征缺陷的規(guī)則化與尺寸表征表面缺陷埋藏缺陷承壓設(shè)備合于使用評價四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定 缺陷的規(guī)則化與尺寸表征缺陷的規(guī)則化與尺寸表征承壓設(shè)備合于使用評價四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定材料性能數(shù)據(jù)確定材料性能數(shù)據(jù)確定 按有關(guān)標準和附錄有關(guān)標準和附錄B B的規(guī)定。應充分考慮材料性能數(shù)據(jù)的分散性，并按偏保守偏保守的原則確

21、定所需的材料性能數(shù)值。實測數(shù)據(jù)實測數(shù)據(jù)（有使用經(jīng)驗的壓力容器常用鋼材）標準或資料中的數(shù)據(jù)標準或資料中的數(shù)據(jù)；考慮溫度溫度和服役期間材料性能的退化效應材料性能的退化效應，表面缺陷表面缺陷應考慮環(huán)境介質(zhì)環(huán)境介質(zhì)的影響；應考慮被評定部位材料的化學成分、冶金和工藝狀態(tài)；非均質(zhì)焊接接頭部位應考慮局部顯微組織局部顯微組織對斷裂韌度等數(shù)據(jù)的影響。 承壓設(shè)備合于使用評價四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定應力分析應力分析應力分類：一次應力、二次應力應力分類：一次應力、二次應力 分類規(guī)則：分類規(guī)則：JB 4732鋼制壓力容器分析設(shè)計標準由于管系的熱膨脹在接管處引起的應力，按一次應力考慮；

22、焊接產(chǎn)生的殘余應力，按二次應力考慮；由錯邊、角變形、局部厚度差所引起的局部應力，按二次應力考慮；由壁溫溫度差或材料熱膨脹系數(shù)不同引起的熱應力，按二次應力考慮應力確定：不含缺陷結(jié)構(gòu)，線彈性計算，主應力。應力確定：不含缺陷結(jié)構(gòu)，線彈性計算，主應力。承壓設(shè)備合于使用評價評定計算（常規(guī)評定）評定計算（常規(guī)評定）斷裂比斷裂比Kr： （附錄（附錄D D）載荷比載荷比Lr：附錄：附錄C C安全性評價安全性評價四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定承壓設(shè)備合于使用評價四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定體積缺陷的安全評定體積缺陷的安全評定承壓設(shè)備合于使用評價四、在

23、用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定體積缺陷的安全評定體積缺陷的安全評定承壓設(shè)備合于使用評價體積缺陷的評定步驟體積缺陷的評定步驟 缺陷表征、材料性能數(shù)據(jù)確定 G0的計算和免于評定的判別（G00.1） 塑性極限載荷和最高容許工作壓力的確定 帶凹坑缺陷容器最高容許工作壓力： 安全性評價四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定承壓設(shè)備合于使用評價體積缺陷的安全評定體積缺陷的安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定承壓設(shè)備合于使用評價體積缺陷的安全評定體積缺陷的安全評定u氣孔免評條件a）氣孔率不超過6%；b）單個氣孔的長徑小于0.5 ，

24、并且小于9mm。u夾渣免評條件四、在用含缺陷壓力容器安全評定四、在用含缺陷壓力容器安全評定u表征為平面缺陷進行評價，表面缺陷也可打磨成凹坑后進行評價。承壓設(shè)備合于使用評價含缺陷壓力容器安全評定案例分析含缺陷壓力容器安全評定案例分析承壓設(shè)備合于使用評價 壓力管道承受的載荷：壓力管道承受的載荷：l內(nèi)壓l管道自重l管系溫差引起脹縮產(chǎn)生的熱載荷 主要應力：軸向應力主要應力：軸向應力 主要缺陷：以焊接缺陷為主主要缺陷：以焊接缺陷為主（如未熔合、未焊透、氣孔、夾渣等） 失效形式：失效形式：l以延性失效為主（材料韌性好，管壁薄易變形），也可能產(chǎn)生脆斷。四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全

25、評定l管道內(nèi)介質(zhì)和管系附件等的重量l支撐和強制安裝所產(chǎn)生的附件彎矩承壓設(shè)備合于使用評價 U因子工程評定方法（僅適用于環(huán)向缺陷，軸向缺陷按照含缺陷壓力容器的安全評定方法進行）l免評條件極限載荷法（內(nèi)壓+彎矩）對于埋藏的氣孔、夾渣等，可以表征為埋藏平面缺陷，按照附錄G重新評價四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價借鑒美國ASME鍋爐與壓力容器規(guī)程第XI篇IWB3640及附錄C的管道評定思路，以裂紋起裂為失效判據(jù)以裂紋起裂為失效判據(jù)，同時可完成含環(huán)向平面缺陷壓力管道起裂和塑性失效。特點：特點：可用于任何應力-應變關(guān)系、任何斷裂韌度的材料，可自由選定安全系數(shù)，

26、通過查表和簡單的運算完成復雜載荷（拉壓、彎、扭和內(nèi)壓組合）下的含環(huán)向平面缺陷的壓力管道的安全評定。四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價 缺陷部位管道尺寸的確定； 缺陷的規(guī)則化與尺寸表征； 應力的計算；材料性能數(shù)據(jù)確定；四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定起裂時載荷比的確定；U因子的計算；許用流變應力比的確定；安全性評定。承壓設(shè)備合于使用評價 應力的計算應力的計算根據(jù)管系應力分析確定缺陷處管道橫截面的彎矩MB、拉力N和內(nèi)壓p，按下式計算評定所需的軸向膜應力m及彎曲應力BRi管道內(nèi)徑R 平均半徑B 壁厚四、在用含缺陷壓力管道安全評

27、定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價 材料性能數(shù)據(jù)確定材料性能數(shù)據(jù)確定特殊規(guī)定特殊規(guī)定a）材料拉伸性能：對焊縫取母材與焊縫材料二者的較低值。b）評定用材料斷裂韌度的下限值(JIC)下限可取1.1AKV(夏比V型缺口沖擊功)，對未焊透缺陷可取2.2AKV，也可根據(jù)評定者過去使用該種材料的歷史經(jīng)驗決定。c）在缺乏在役材料的AKV數(shù)據(jù)的情況下，如評定者能判斷該材料適用于壓力管道，在使用狀況下無脆化傾向，使用溫度不低于韌脆轉(zhuǎn)變溫度，則在評定計算時可取壓力管道材料容許的最低值A(chǔ)KV27J。 四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價 材料性能數(shù)據(jù)確定

28、材料性能數(shù)據(jù)確定特殊規(guī)定特殊規(guī)定d) 在使用上述斷裂韌度值進行評定不能獲得保證安全的結(jié)論時，可通過實物取樣實測AKV值或斷裂韌度值，重新評定。e）斷裂韌度JIC的測定：對大直徑的厚壁管，可按本標準的有關(guān)規(guī)定進行(附錄B CTOD+J積分）；對小直徑的薄壁管，在取樣不能滿足測試試件厚度要求時，可用該管材制備周向穿透裂紋的管段試件在四點彎曲加載下進行實測 。f）評定計算用KC值，可由JIC值按下式進行估算：以應力強度因子表示的斷裂韌度：四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定 起裂時載荷比的確定起裂

29、時載荷比的確定 計算 ，并根據(jù) 、缺陷無因次長度 和相對深度a/B值，由表G.1查得 值。 U U因子值的計算因子值的計算 U1時，取U=1 許可流變應力比許可流變應力比 的確定的確定 由缺陷尺寸 值及a/B值，由表G.2 查得 。csKB /csKB /FrL/承壓設(shè)備合于使用評價 安全性評價安全性評價 如果下式所表述的判據(jù)成立，則評定結(jié)論為安全或可以接受；否則為不能保證安全或不可接受。四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價僅受內(nèi)壓時，極限內(nèi)壓為：只有彎矩作用時，極限彎矩為：無量綱含缺陷管道在純內(nèi)壓下的塑性極限內(nèi)壓無量綱含缺陷管道在純彎矩下的塑性極限

30、內(nèi)壓四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價 四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價缺陷部位管道尺寸的確定；缺陷的規(guī)則化；材料性能數(shù)據(jù)的確定；無缺陷管道在純內(nèi)壓或純彎矩下的塑性極限載荷的確定；免于評定的判別；典型工況載荷組合的確定與缺陷處彎矩的計算；含缺陷管道在純內(nèi)壓和純彎矩下的塑性極限載荷的確定；安全性評價。四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價 缺陷的規(guī)則化缺陷的規(guī)則化（1）壁厚局部減薄缺陷的規(guī)則化 根據(jù)其實際位置、形狀和尺寸，按圖H.1所示，將其規(guī)則化為軸向半長A、

31、環(huán)向半長B、深度C的表面缺陷。其中，C取實測最大減薄深度與至下一檢驗周期末體積缺陷擴展量之和。（2）未焊透缺陷的規(guī)則化 根據(jù)其實際位置、形狀和尺寸，按圖H.2 所示，將其規(guī)則化為軸向半長A、環(huán)向半長B、深度C的表面缺陷。四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價 缺陷的規(guī)則化缺陷的規(guī)則化（3）氣孔、夾渣缺陷的規(guī)則化按：分別用氣孔率和夾渣長度進行表征。四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價 缺陷的規(guī)則化缺陷的規(guī)則化（3）氣孔、夾渣缺陷的規(guī)則化 如表征后的氣孔、夾渣缺陷不能通過附錄H的免于評定判斷，

32、則應根據(jù)其實際位置、形狀和尺寸，按圖H.3所示，將其規(guī)則化為軸向半長A、環(huán)向半長B、深度C的表面缺陷，若能夠獲得可靠的缺陷自身高度H值，則C=H，否則可近似取C=2A。四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定 缺陷規(guī)則化尺寸的無量綱處理缺陷規(guī)則化尺寸的無量綱處理承壓設(shè)備合于使用評價 材料性能數(shù)據(jù)的確定材料性能數(shù)據(jù)的確定屈服強度取下屈服點或0.2條件屈服強度。焊接熱影響區(qū)的拉伸性能取母材和焊縫金屬中的較低值。按下述規(guī)定確定材料的流動應力：其中，焊接接頭系數(shù)按管道實際設(shè)計制造要求選取，也可參照壓力管

33、道或壓力容器的有關(guān)標準偏保守地選取。用于焊縫區(qū)用于非焊縫區(qū)ss四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價 無缺陷管道塑性極限載荷的確定無缺陷管道塑性極限載荷的確定僅受內(nèi)壓時，極限內(nèi)壓為：只有彎矩作用時，極限彎矩為：四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價 免于評定的判別免于評定的判別四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價 典型工況載荷組合的確定與缺陷處彎矩的計算典型工況載荷組合的確定與缺陷處彎矩的計算純內(nèi)壓下的塑性極限內(nèi)壓 純彎矩下的塑性極限彎矩 四、在用含缺陷壓力管道安全評

34、定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價 安全性評價安全性評價根據(jù)管道實際操作情況，確定相應的內(nèi)壓P，通過管系內(nèi)力分析的有限元法或其他有效可靠的方法求得彎矩M。如果下式成立，則該缺陷是安全或可以接受的；否則，認為不能保證安全或不可接受。對于氣孔、夾渣等埋藏型體積缺陷，如未能通過附錄H所規(guī)定的安全評定計算，可將其表征為埋藏平面缺陷埋藏平面缺陷并按附錄G重新進行評定。四、在用含缺陷壓力管道安全評定四、在用含缺陷壓力管道安全評定承壓設(shè)備合于使用評價含缺陷壓力管道安全評定案例分析含缺陷壓力管道安全評定案例分析承壓設(shè)備合于使用評價五、承壓設(shè)備合于使用評價五、承壓設(shè)備合于使用評價合金合金800

35、H800H的表面蠕變裂紋的表面蠕變裂紋換熱器膨脹節(jié)在水壓試驗時發(fā)生低溫脆斷換熱器膨脹節(jié)在水壓試驗時發(fā)生低溫脆斷氫鼓包氫鼓包加氫裂化裝置加氫反應產(chǎn)物出料空加氫裂化裝置加氫反應產(chǎn)物出料空冷后管道發(fā)生內(nèi)壁鼓包，鼓包部位冷后管道發(fā)生內(nèi)壁鼓包，鼓包部位已出現(xiàn)裂紋已出現(xiàn)裂紋五、承壓設(shè)備合于使用評價五、承壓設(shè)備合于使用評價 焦炭塔裙座上的鼓脹焦炭塔裙座上的鼓脹原油儲罐充裝管線某彎原油儲罐充裝管線某彎頭焊縫上的疲勞裂紋頭焊縫上的疲勞裂紋焦炭塔裙座與筒體連接焦炭塔裙座與筒體連接部位發(fā)生了開裂部位發(fā)生了開裂脫乙烷塔的外壁隔熱層下腐蝕脫乙烷塔的外壁隔熱層下腐蝕碳鋼鍋爐管內(nèi)壁堿腐蝕碳鋼鍋爐管內(nèi)壁堿腐蝕形成的堿槽形成的

36、堿槽奧氏體不銹鋼換熱奧氏體不銹鋼換熱管束內(nèi)壁點蝕坑帶管束內(nèi)壁點蝕坑帶合成氨的汽化爐內(nèi)壁耐火磚脫落后導致熱流合成氨的汽化爐內(nèi)壁耐火磚脫落后導致熱流竄入急冷室，發(fā)生過熱鼓凸竄入急冷室，發(fā)生過熱鼓凸某減壓塔檢修期間發(fā)生某減壓塔檢修期間發(fā)生FeSFeS自自燃，筒體變形燃，筒體變形承壓設(shè)備合于使用評價焊接缺陷：未熔合、未焊透、氣孔（圓形缺陷）、夾渣等焊接缺陷：未熔合、未焊透、氣孔（圓形缺陷）、夾渣等腐蝕減薄：均勻腐蝕（腐蝕減薄：均勻腐蝕（強度校核強度校核）、局部腐蝕（凹坑評價）、）、局部腐蝕（凹坑評價）、 點蝕等點蝕等超過設(shè)計標準的錯邊、棱角度（應力分析）超過設(shè)計標準的錯邊、棱角度（應力分析）材質(zhì)劣化：

37、應力腐蝕、晶間腐蝕、表面脫碳、滲碳、石墨化、蠕材質(zhì)劣化：應力腐蝕、晶間腐蝕、表面脫碳、滲碳、石墨化、蠕變、回火脆化、高溫氫腐蝕等變、回火脆化、高溫氫腐蝕等機械損傷（打磨消除）機械損傷（打磨消除）裂紋裂紋疲勞疲勞變形（查明原因）變形（查明原因）鼓包（查明原因）鼓包（查明原因）夾層夾層五、承壓設(shè)備合于使用評價五、承壓設(shè)備合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價 主要內(nèi)容主要內(nèi)容（參考API 579并結(jié)合國內(nèi)已有科研成果）： 金屬損失的通用評價方法 局部減薄評價 點蝕評價 機械損傷評價 錯邊、棱角度和殼體變形評價 火災損傷評價 蠕變損傷評價 基本覆蓋基本覆蓋容檢規(guī)容檢

38、規(guī)和和管檢規(guī)管檢規(guī)中出現(xiàn)的缺陷類型。中出現(xiàn)的缺陷類型。附錄A 蠕變數(shù)據(jù)附錄B 脆性斷裂評價附錄C 疲勞免評條件附錄D 斷裂韌性數(shù)據(jù)附錄E 腐蝕疲勞評價 承壓設(shè)備合于使用評價2015年6月12日，江蘇南京市化工園區(qū)德納化工廠環(huán)氧乙烷裝置發(fā)生爆炸起火，并引燃周邊三個醇類儲罐。2015年4月6日，漳州古雷的騰龍芳烴二甲苯裝置發(fā)生漏油著火事故，引發(fā)裝置附近中間罐區(qū)三個儲罐爆裂燃燒。五、承壓設(shè)備合于使用評價五、承壓設(shè)備合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價 火災損傷評價（三級）：火災損傷評價（三級）：a）1級評價：級評價：篩選評價方法。當部件在火災中所處的熱暴露區(qū)等級對部件材質(zhì)不會造成損傷時，可免予評價，繼續(xù)

39、服役。b）2級評價：級評價：通過對火災部件的金相組織、硬度及尺寸變化的檢測，來評價火災后部件的結(jié)構(gòu)完整性，包括對火災期間部件產(chǎn)生的其他缺陷和損傷的評價。2級評價一般用于位于級（425-730）和更高級熱暴露區(qū)內(nèi)（730以上），或目視發(fā)現(xiàn)明顯變形的部件的評價。c）3級評價：級評價：用于第2級評價法無法執(zhí)行或者通不過的情況。 3級評價主要采用直接火災部件取樣進行力學性能試驗，或依據(jù)火災熱暴露溫度、時間、滅火方式對火災損傷部件相同材料進行熱處理模擬試驗，并對熱處理試樣進行力學性能測試，以消除2級評價的保守性。五、承壓設(shè)備合于使用評價五、承壓設(shè)備合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價 火災基本信息收集：火災

40、基本信息收集：a）火源位置，火災發(fā)生時的風向；b）火災時間；c）燃燒物的性質(zhì)（包括但不限于閃點、著火點、自燃溫度、熔點、沸點、分子式、燃燒極限）；d）火災發(fā)生前或發(fā)生時設(shè)備的溫度、壓力和安全閥泄放數(shù)據(jù)；e）消防水炮和膠皮管用水的位置、流向以及類型；f）滅火方式；g）滅火時間。五、承壓設(shè)備合于使用評價五、承壓設(shè)備合于使用評價承壓設(shè)備合于使用評價 火災熱暴露區(qū)劃分火災熱暴露區(qū)劃分五、承壓設(shè)備合于使用評價五、承壓設(shè)備合于使用評價熱暴露區(qū)等級熱暴露區(qū)等級溫度范圍溫度范圍熱暴露區(qū)等級描述熱暴露區(qū)等級描述室溫無火災損傷室溫T65暴露于煙霧和水65T205輕度熱暴露205T425中度熱暴露425T730重度

41、熱暴露7301515強度降低480材料燃燒特性溫度（）熱暴露區(qū)等級不銹鋼回火黃色290-340回火紅色450回火藍色530-600敏化425-815，出現(xiàn)相538-816，出現(xiàn)氧化皮760-1040熔化1400沉淀硬化不銹鋼強度降低620鉛基巴氏合金熔化270光亮退火或冷拔銅軟化、下垂、晶粒變粗大280鉛熔化330鋅/鋁鑄件熔化390鋅熔化420氧化成白色粉末或蒸發(fā)905玻璃（燈泡）變形和熔化510玻璃（窗戶）熔化695玻璃（管道、觀察鏡）熔化710玻璃（泡沫玻璃）熔化980銅快速氧化-表面變黑705熔化1095銀焊接材料熔化730C-276合金熔化1305鈦合金熔化1685鋁合金強度降低（檢查硬度和電阻率）205熔化承壓設(shè)備合于使用評價鋼材類型成分氧化結(jié)垢溫度，碳鋼Fe-0.1C480低合金鋼1-1/4Cr-1/2Mo6202-1/4C