压力容器安全评估与检测

压力容器安全评估与检测

摘 要：跟着科技和工业生产的不停发展，压力容器使用范围日趋宽泛，作为多个石化行业的重要设施，对压力容器的使用的安全评估与检测愈来愈遇到重视。本文针对压力容器安全评估与检测，介绍了国内外在该领域的研究现状，提出了压力容器无效的主要原由及检测方法。

关健词：压力容器；安全评估；无效；检测

压力容器是是指盛装气体或许液体且内部或外面承载必定压力的密闭设施，对公民经济的发展有侧重要的影响。增强压力容器的安全评估与查验检测拥有十分重要的意义，向来是从事特种设施安全工作人员研究的要点课题。

1.国内外研究现状

早在 20 世纪三四十年月的，国际上就开始了对概率安 全评（ PSA）的研究，在成立模型中考虑了参数的实质失散

性。 80 年月后期，我国也展开了一些这方面的研究工作，并

获得了优秀的成效。

骆红云【 1】等选用了 Q420、Q345、 Q235 和 Icr18Ni9

等资料进行了国产压力容器用钢的概率无效评定曲线研究。 1980 年从前， 裂纹尖端位移量 （ COD ）设计曲线在压力容器 缺点评定标准中据有统治地位，可是

COD 法自己有其固有

的弊端，定义不严格，无力学解说，各国在应变丈量时所取

的标距也不一致，同一断裂试验所得的

COD 设计曲线差异

CEGB ）研究人员提

很大。 1980 年后期，英国电力局（

出了利用 R6 无效评定曲线来计算构造无效概率的方法，美 国 EPRI 的新 R6 无效评定曲线是在英国老

R6 无效评定曲线

的基础上发展起来的，反过来又促使了老

R6 曲线的发展。 当前生界各国的曲线评定标准均向

R6 方法聚拢，接踵采纳

无效评定图技术。 1999 年，欧洲委员会达成了欧洲工业构造性完好评定方法（ FINTAP ）。2000 年，美国石油学会公布了

针对在役石油化工设施的符合使用评定标准（

API579 ）。

一般产品的检修周期是依据展望寿命确立的，可是压力 容器和管道这样的特种设施，其查验计划是依据法例拟订

的。在这种依据预先规定的查验周期进行检修的状况下，简

单的寿命展望已经没法保证压力容器的安全。关于石化行业

里面的关闭的且翻开和拆卸比较麻烦的构造部位，要求检修

周期尽可能长一些，检测手段能够复杂一些。傅惠民【

2】 等经过计算指定寿命下最大初始的裂纹尺寸，拟订相应的最

佳检测方案，防备超标裂纹出现和检的方案来容器安全。

我国石化公司里面压力容器存在超期服役的现象，平均腐化和局部腐化的比率偏高，凹坑与局部减薄好多，属于体积性缺点，主要无效模式是由塑性极限载荷控制的。一类是原始天生缺点，因为表面打磨缺点形成凹坑，在使用中没有

介质腐化的话，这种凹坑与局部减薄一般不会发生变化，是

列缺点， 并且地点固定， 简单发现与监控， 危害性相对较小；

另一类是使用过程中产生的凹坑与局部减薄缺点，如腐化

坑、冲洗、磨损、沟槽等缺点， 局部减薄尺寸会不停地加大，

可能存在于管道与设施的任何地点，难以发现且危害性较

大。

鉴于风险的查验 RBI 能够实现优化的查验策略，

可是费

用很高， RBI 的推行不单与公司有关，还与的与决 策有很大关系，需要争取的支持与宏观管理。软件编制

自己也有一些不足，如管线剖析不可以对整条管道进行分段，

没有定性剖析功能，结果剖析中没有考虑商业损失等。管壳

式换热器管制腐化，中国承压设施存在的先本性缺点与资料

性能不稳固等问题也都未考虑。 【 3】

2.压力容器主要无效原由

压力容器的基本要求是安全性和经济性。安所有是中心问

题，在充足保证安全的前提下尽可能做到经济。保证安全不

是盲目地增添壁厚， 提升资料材质， 而应从合理的构造设计、

精准的强度计算、合理的资料采纳以及正确的技术要求等方

面下手。往常应使所设计的压力容器知足有足够的强度、刚

度、使用寿命以及合理的构造。

腐化只好控制不可以根绝，这是一条自然规律。腐化控制

是个系统工程，它包含设计、制造、安装、使用、维修等一

系列过程，并要求从技术和经济的角度来权衡腐化控制的效

果。防腐化举措多种多样，有耐蚀金属资料及设施、耐蚀非

金属资料及设施、 防腐化涂料及涂装、 耐蚀施工技术及机具、

缓蚀剂、腐化测试、监控、剖析和电化学保护等内容。关于

腐化磨损，应力腐化和材质变化方面的研究成就，能够从选

择材质、设计、运转、防备等方面指导生产，促使有关家产

水平的提升。

3.压力容器检查方法

压力容器检查的主要内容包含压力容器表面面有无裂纹、变形、泄漏、局部过热等不正常现象；安全附件能否齐备、敏捷、靠谱；紧固螺栓能否完满、所有旋紧；基础有无下沉、倾斜以及防腐化层有无破坏等异样现象。查验的主要内容除包含外面检查的所有内容外，还要查验内表面面的腐化磨损现象；用肉眼和放大镜对所有焊缝、封头过渡区及其余应力集中部位检查有无裂纹，必需时采纳超声波或射线探伤检查焊缝内部质量；丈量壁厚，若测得壁厚小于容器最小壁厚时，应从头进行强度校核，剔除降压使用或维修举措；对可能惹起金属资料的金相组织变化的容器，必需时应进行金相查验。

运转中发现有严重缺点的容器和焊接质量差、材质对介质抗腐化能力不明的容器也均应缩短查验周期。容器的全面查验周期，一般为每六年起码进行一次。对盛装空气和惰性

气体的制造合格容器，在获得使用经验和一两次内外查验确认无腐化后，全面查验周期可适合延伸。压力容器受压元件的荷载形式多种多样，但就其受力性质而言，可分为热应力剖析、机械应力剖析和稳固性剖析。压力容器在屡次交变的机械应力和热应力作用下，将使金属资料发生疲惫损害，缩短容器的使用寿命。

有限元剖析作为一种先进的剖析计算手段，当前已经愈来愈宽泛的应用于压力容器的剖析设计中。有限元的中心思想市构造失散化，就是将实质构造设想地失散为有限数量的规则单元组合体，实质构造的物理性能能够经过对失散体进行剖析，得出知足工程精度的近似结果来取代对实质构造的剖析，这样能够解决好多实质工程需要解决而理论剖析又没法解决的复杂问题。 【 4】

4.压力容器安全研究的方法

（ 1）数值计算法，主要采纳有限元法剖析计算，常用

于科学研究，应用于工程上还有必定的性。

（ 2）鉴于断裂力学理论的评定方法，这种评定方法主假如依据弹性断裂力学或塑性断裂力学的剖析方法，对含缺点容器的裂纹起裂和塑性破坏无效进行定量的剖析描绘，方

法有多种，如 CE/EPRI 法、 PARIS/TADA 法、 LBBNRC 该方法比数值计算简单。

（3）工程评定法，他是从简单的资料力学和塑性力学

法，

出发，在大批实验的基础上总结出工程上计算容器极限承载

能力的简易公式。这种评定方法考虑了脆性断裂无效、塑性

失稳无效，还考虑了弹塑性裂纹。

说明：

【 1】骆红云，张玉波，钟群鹏。国产压力容器用钢的概率无效评定曲线〔 J〕。北京航空航天大学学报，自然科学

版， 2006， 32（ 4）： 450-4.

【 2】傅惠民，马学荣。压力容器寿命控制方法〔 J〕。机械强度， 2004， 26（ 5）：506-509.

【 3】王正方。鉴于灰色系统理论的压力容器安全运转研究〔 D 〕。东营，中国石油大学， 2008。

【 4】何显平。鉴于有限元技术的压力容器设计方法研究〔 D 〕。贵阳：贵州大学， 2007.