第二節(jié)在用壓力容器缺陷的評(píng)定課件

第二節(jié)在用壓力容器缺陷評(píng)定方法第二節(jié)在用壓力容器缺陷評(píng)定方法一、缺陷評(píng)定中的“合于使用”原則

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(huì)因載荷、介質(zhì)等各種因素的影響，萌生出新的缺陷。如果堅(jiān)持不允許任何缺陷存在那是不經(jīng)濟(jì)的，如果不加分析任其存在，那也是危險(xiǎn)的。實(shí)踐證明，并非所有超標(biāo)缺陷都導(dǎo)致壓力容器失效，重要問題是對(duì)缺陷加以區(qū)別，進(jìn)行必要的分析評(píng)定，消除那些帶有潛在危險(xiǎn)的缺陷，而對(duì)安全沒有威脅的缺陷則予以保留。加之實(shí)踐也證明，返修過程中電弧氣刨、焊接等過程不可避免地對(duì)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(bào)廢壓力容器會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)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(píng)定方法。一、缺陷評(píng)定中的“合于使用”原則壓力容器不可避免由無損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷，經(jīng)過按規(guī)范中偏安全的斷裂力學(xué)方法分析之后，如果確認(rèn)不致發(fā)生斷裂或失穩(wěn)破壞，且還有足夠的安全裕度，則這些缺陷就被認(rèn)為是安全的、可接受的。對(duì)這種不符合設(shè)計(jì)制造規(guī)范（或稱控制質(zhì)量規(guī)范）的缺陷予以保留，且投用后既不致引起危險(xiǎn)，又能保持容器完整性的缺陷處理原則，稱為“合于使用”原則。一、缺陷評(píng)定中的“合于使用”原則由無損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷，經(jīng)過按規(guī)范中偏安全的2022/12/24《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》7.7合于使用評(píng)價(jià)：安全狀況等級(jí)定為4級(jí)并且監(jiān)控期滿的壓力容器，或者定期檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重缺陷可能導(dǎo)致停止使用的壓力容器，應(yīng)當(dāng)對(duì)缺陷進(jìn)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(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)。二、安全監(jiān)察法規(guī)對(duì)缺陷評(píng)定的基本要求2022/12/14《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》7.72022/12/25合于使用評(píng)價(jià)工作應(yīng)當(dāng)符合以下要求：（1）承擔(dān)壓力容器合于使用評(píng)價(jià)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)須經(jīng)過國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)。（2）壓力容器使用單位向批準(zhǔn)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)提出進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)的申請(qǐng)，同時(shí)將需評(píng)定的壓力容器基本情況書面告知使用登記機(jī)關(guān)；（3）壓力容器的合于使用評(píng)價(jià)參照GB/T19624《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》的要求進(jìn)行，承擔(dān)壓力容器合于使用評(píng)價(jià)的檢驗(yàn)機(jī)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(yù)測(cè)在評(píng)價(jià)報(bào)告中給出明確的評(píng)定結(jié)論，說明缺陷對(duì)壓力容器安全使用的影響；二、安全監(jiān)察法規(guī)對(duì)缺陷評(píng)定的基本要求2022/12/15合于使用評(píng)價(jià)工作應(yīng)當(dāng)符合以下要求：二、安2022/12/26（4）壓力容器合于使用評(píng)價(jià)報(bào)告，由具有相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)的評(píng)價(jià)人員出具，并且經(jīng)過檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)法定代表人或者技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，承擔(dān)壓力容器合于使用評(píng)價(jià)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)缺陷評(píng)定結(jié)論的正確性負(fù)責(zé)；（5）負(fù)責(zé)壓力容器定期檢驗(yàn)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)根據(jù)合于使用評(píng)價(jià)報(bào)告的結(jié)論和其它檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢驗(yàn)結(jié)果確定壓力容器的安全狀況等級(jí)、允許運(yùn)行參數(shù)和下次檢驗(yàn)日期，并且出具檢驗(yàn)報(bào)告（6）使用單位將壓力容器合于使用評(píng)價(jià)的結(jié)論報(bào)使用登記機(jī)關(guān)備案，并且嚴(yán)格按照檢驗(yàn)報(bào)告的要求控制壓力容器的運(yùn)行參數(shù)，加強(qiáng)年度檢查。二、安全監(jiān)察法規(guī)對(duì)缺陷評(píng)定的基本要求2022/12/16（4）壓力容器合于使用評(píng)價(jià)報(bào)告，由具有相三、國外壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)范進(jìn)展以線彈性斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)的評(píng)定規(guī)范。以彈塑性斷裂力學(xué)COD方法為主的評(píng)定規(guī)范；日本JWES2805，英國BSIPD6493以失效評(píng)定圖（FAD）技術(shù)為基礎(chǔ)的評(píng)定規(guī)范；英國R6，歐洲SINTAP，美國API579，我國GB/T19624。三、國外壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)范進(jìn)展以線彈性斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)的評(píng)定R6

英國中央電力局（CEGB）提出的R6評(píng)定準(zhǔn)則是一個(gè)雙判據(jù)準(zhǔn)則，該準(zhǔn)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(píng)價(jià)”R/H/R6報(bào)告，給出了一條失效評(píng)定曲線，1977年作了第一次修訂，1980年又進(jìn)行了第二次修訂，1986年第三次修訂是一次極為重要的修訂，對(duì)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(píng)定曲線。關(guān)于塑性失穩(wěn)載荷的計(jì)算，將1986年以前的以材料的流變應(yīng)力為基礎(chǔ)改為以材料的屈服強(qiáng)度為基礎(chǔ)。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(píng)定規(guī)程聯(lián)合體下的R6研究組編制的。R6英國中央電力局（CEGB）提出的R6評(píng)定準(zhǔn)則是API579（美國石油協(xié)會(huì)）API579的工業(yè)背景是石油化工承壓設(shè)備，其特點(diǎn)是更多反映了石油化工在役設(shè)備的安全評(píng)估。API579與其它標(biāo)準(zhǔn)不同之處是不僅包括在役設(shè)備缺陷安全評(píng)估，還在很廣范圍內(nèi)給出在役設(shè)備及其材料的退化損傷的安全評(píng)估方法，如：均勻腐蝕的評(píng)定、局部減薄及槽狀缺陷的評(píng)定、點(diǎn)蝕的評(píng)定、鼓泡及分層的評(píng)定、高溫蠕變操作元件的評(píng)定、火災(zāi)對(duì)設(shè)備造成損傷的評(píng)定。API579（美國石油協(xié)會(huì)）API579的工業(yè)背景四、我國在用壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)范1984年提出了以COD理論為基礎(chǔ)的《壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)范》(CVDA-84)2004年提出了采用三級(jí)評(píng)定的國家標(biāo)準(zhǔn)《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》(GB/T19624)四、我國在用壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)范1984年提出了以COD理論GB/T19624-2004

根據(jù)“合于使用”和“最弱環(huán)”原則，用于判別在用含缺陷壓力容器及管道在規(guī)定的使用工況下能否繼續(xù)安全使用的一種安全評(píng)定方法。GB/T19624-2004根據(jù)“合于使用”GB/T19624-2004簡(jiǎn)介GB/T19624-2004簡(jiǎn)介GB/T19624-2004GB/T19624-2004:在用含缺陷壓力容器安全評(píng)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(píng)定方法：簡(jiǎn)化評(píng)定常規(guī)評(píng)定分析評(píng)定GB/T19624-2004GB/T19624-2004缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）平面缺陷評(píng)定中所需應(yīng)力的確定評(píng)定中應(yīng)考慮的載荷及其產(chǎn)生的應(yīng)力平面缺陷評(píng)定中所需應(yīng)力的確定評(píng)定中應(yīng)考慮的載荷及其產(chǎn)生的應(yīng)力平面缺陷評(píng)定中所需應(yīng)力的確定平面缺陷評(píng)定中所需應(yīng)力的確定材料性能數(shù)據(jù)的測(cè)定與選取材料性能數(shù)據(jù)的測(cè)定與選取平面缺陷簡(jiǎn)化評(píng)定的評(píng)定程序平面缺陷簡(jiǎn)化評(píng)定的評(píng)定程序由縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)以及等于0.7的水平線和等于0.8的垂直線所圍成的矩形為安全區(qū)，該區(qū)域之外為非安全區(qū)。由縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)以及等于0.7的水平線和第二節(jié)在用壓力容器缺陷的評(píng)定課件平面缺陷的常規(guī)評(píng)定常規(guī)評(píng)定的失效評(píng)定圖平面缺陷的常規(guī)評(píng)定常規(guī)評(píng)定的失效評(píng)定圖平面缺陷的常規(guī)評(píng)定平面缺陷的常規(guī)評(píng)定知識(shí)要點(diǎn)1、斷裂力學(xué)與傳統(tǒng)強(qiáng)度理論的主要差別是什么？2、簡(jiǎn)述缺陷評(píng)定中的“合于使用”原則。3、寫出應(yīng)力強(qiáng)度因子KⅠ的含義和K判據(jù)的表達(dá)式，說說該判據(jù)適用范圍。4、COD的定義是什么？COD判據(jù)的物理意義是什么？5、簡(jiǎn)述雙判據(jù)法失效評(píng)定圖的物理意義。知識(shí)要點(diǎn)1、斷裂力學(xué)與傳統(tǒng)強(qiáng)度理論的主要差別是什么？計(jì)算題某石油化工廠有一臺(tái)1000m3的球形貯罐，該貯罐在開罐檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)焊縫處有一長(zhǎng)280mm，深18mm的內(nèi)表面缺陷，試按應(yīng)力強(qiáng)度因子法對(duì)該裂紋作出評(píng)價(jià)(因a/t>0.7，按2c=280mm穿透裂紋計(jì)算)。主要計(jì)算參數(shù)為：Di=12250mm，t=21.5mm,材質(zhì)16MnR,σs=33Kgf/mm2,KIC=322Kgf/mm3/2,P=0.6MPa。計(jì)算題某石油化工廠有一臺(tái)1000m3的球形貯罐，該貯罐在開罐

第二節(jié)在用壓力容器缺陷評(píng)定方法第二節(jié)在用壓力容器缺陷評(píng)定方法一、缺陷評(píng)定中的“合于使用”原則

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(huì)因載荷、介質(zhì)等各種因素的影響，萌生出新的缺陷。如果堅(jiān)持不允許任何缺陷存在那是不經(jīng)濟(jì)的，如果不加分析任其存在，那也是危險(xiǎn)的。實(shí)踐證明，并非所有超標(biāo)缺陷都導(dǎo)致壓力容器失效，重要問題是對(duì)缺陷加以區(qū)別，進(jìn)行必要的分析評(píng)定，消除那些帶有潛在危險(xiǎn)的缺陷，而對(duì)安全沒有威脅的缺陷則予以保留。加之實(shí)踐也證明，返修過程中電弧氣刨、焊接等過程不可避免地對(duì)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(bào)廢壓力容器會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)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(píng)定方法。一、缺陷評(píng)定中的“合于使用”原則壓力容器不可避免由無損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷，經(jīng)過按規(guī)范中偏安全的斷裂力學(xué)方法分析之后，如果確認(rèn)不致發(fā)生斷裂或失穩(wěn)破壞，且還有足夠的安全裕度，則這些缺陷就被認(rèn)為是安全的、可接受的。對(duì)這種不符合設(shè)計(jì)制造規(guī)范（或稱控制質(zhì)量規(guī)范）的缺陷予以保留，且投用后既不致引起危險(xiǎn)，又能保持容器完整性的缺陷處理原則，稱為“合于使用”原則。一、缺陷評(píng)定中的“合于使用”原則由無損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷，經(jīng)過按規(guī)范中偏安全的2022/12/231《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》7.7合于使用評(píng)價(jià)：安全狀況等級(jí)定為4級(jí)并且監(jiān)控期滿的壓力容器，或者定期檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重缺陷可能導(dǎo)致停止使用的壓力容器，應(yīng)當(dāng)對(duì)缺陷進(jìn)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(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)。二、安全監(jiān)察法規(guī)對(duì)缺陷評(píng)定的基本要求2022/12/14《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》7.72022/12/232合于使用評(píng)價(jià)工作應(yīng)當(dāng)符合以下要求：（1）承擔(dān)壓力容器合于使用評(píng)價(jià)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)須經(jīng)過國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)。（2）壓力容器使用單位向批準(zhǔn)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)提出進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)的申請(qǐng)，同時(shí)將需評(píng)定的壓力容器基本情況書面告知使用登記機(jī)關(guān)；（3）壓力容器的合于使用評(píng)價(jià)參照GB/T19624《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》的要求進(jìn)行，承擔(dān)壓力容器合于使用評(píng)價(jià)的檢驗(yàn)機(jī)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(yù)測(cè)在評(píng)價(jià)報(bào)告中給出明確的評(píng)定結(jié)論，說明缺陷對(duì)壓力容器安全使用的影響；二、安全監(jiān)察法規(guī)對(duì)缺陷評(píng)定的基本要求2022/12/15合于使用評(píng)價(jià)工作應(yīng)當(dāng)符合以下要求：二、安2022/12/233（4）壓力容器合于使用評(píng)價(jià)報(bào)告，由具有相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)的評(píng)價(jià)人員出具，并且經(jīng)過檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)法定代表人或者技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，承擔(dān)壓力容器合于使用評(píng)價(jià)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)缺陷評(píng)定結(jié)論的正確性負(fù)責(zé)；（5）負(fù)責(zé)壓力容器定期檢驗(yàn)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)根據(jù)合于使用評(píng)價(jià)報(bào)告的結(jié)論和其它檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢驗(yàn)結(jié)果確定壓力容器的安全狀況等級(jí)、允許運(yùn)行參數(shù)和下次檢驗(yàn)日期，并且出具檢驗(yàn)報(bào)告（6）使用單位將壓力容器合于使用評(píng)價(jià)的結(jié)論報(bào)使用登記機(jī)關(guān)備案，并且嚴(yán)格按照檢驗(yàn)報(bào)告的要求控制壓力容器的運(yùn)行參數(shù)，加強(qiáng)年度檢查。二、安全監(jiān)察法規(guī)對(duì)缺陷評(píng)定的基本要求2022/12/16（4）壓力容器合于使用評(píng)價(jià)報(bào)告，由具有相三、國外壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)范進(jìn)展以線彈性斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)的評(píng)定規(guī)范。以彈塑性斷裂力學(xué)COD方法為主的評(píng)定規(guī)范；日本JWES2805，英國BSIPD6493以失效評(píng)定圖（FAD）技術(shù)為基礎(chǔ)的評(píng)定規(guī)范；英國R6，歐洲SINTAP，美國API579，我國GB/T19624。三、國外壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)范進(jìn)展以線彈性斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)的評(píng)定R6

英國中央電力局（CEGB）提出的R6評(píng)定準(zhǔn)則是一個(gè)雙判據(jù)準(zhǔn)則，該準(zhǔn)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(píng)價(jià)”R/H/R6報(bào)告，給出了一條失效評(píng)定曲線，1977年作了第一次修訂，1980年又進(jìn)行了第二次修訂，1986年第三次修訂是一次極為重要的修訂，對(duì)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(píng)定曲線。關(guān)于塑性失穩(wěn)載荷的計(jì)算，將1986年以前的以材料的流變應(yīng)力為基礎(chǔ)改為以材料的屈服強(qiáng)度為基礎(chǔ)。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(píng)定規(guī)程聯(lián)合體下的R6研究組編制的。R6英國中央電力局（CEGB）提出的R6評(píng)定準(zhǔn)則是API579（美國石油協(xié)會(huì)）API579的工業(yè)背景是石油化工承壓設(shè)備，其特點(diǎn)是更多反映了石油化工在役設(shè)備的安全評(píng)估。API579與其它標(biāo)準(zhǔn)不同之處是不僅包括在役設(shè)備缺陷安全評(píng)估，還在很廣范圍內(nèi)給出在役設(shè)備及其材料的退化損傷的安全評(píng)估方法，如：均勻腐蝕的評(píng)定、局部減薄及槽狀缺陷的評(píng)定、點(diǎn)蝕的評(píng)定、鼓泡及分層的評(píng)定、高溫蠕變操作元件的評(píng)定、火災(zāi)對(duì)設(shè)備造成損傷的評(píng)定。API579（美國石油協(xié)會(huì)）API579的工業(yè)背景四、我國在用壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)范1984年提出了以COD理論為基礎(chǔ)的《壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)范》(CVDA-84)2004年提出了采用三級(jí)評(píng)定的國家標(biāo)準(zhǔn)《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》(GB/T19624)四、我國在用壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)范1984年提出了以COD理論GB/T19624-2004

根據(jù)“合于使用”和“最弱環(huán)”原則，用于判別在用含缺陷壓力容器及管道在規(guī)定的使用工況下能否繼續(xù)安全使用的一種安全評(píng)定方法。GB/T19624-2004根據(jù)“合于使用”GB/T19624-2004簡(jiǎn)介GB/T19624-2004簡(jiǎn)介GB/T19624-2004GB/T19624-2004:在用含缺陷壓力容器安全評(píng)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(píng)定方法：簡(jiǎn)化評(píng)定常規(guī)評(píng)定分析評(píng)定GB/T19624-2004GB/T19624-2004缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）平面缺陷評(píng)定中所需應(yīng)力的確定評(píng)定中應(yīng)考慮