文摘丨對(duì)壓力容器“設(shè)計(jì)使用年限”的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)
本文主要整理自文獻(xiàn)[1],第一小節(jié)同時(shí)參考了文獻(xiàn)[2]。
一、設(shè)計(jì)使用年限與實(shí)際使用年限
大容規(guī)TSG 21在3.1.4.4.1中要求設(shè)計(jì)總圖中給出“壓力容器設(shè)計(jì)使用年限(疲勞容器標(biāo)明循環(huán)次數(shù))”。GB/T 150.1則略有不同,它是在4.2.2.1中要求用戶或委托方在設(shè)計(jì)條件中給出“預(yù)期使用年限”。這樣做的目的在于提醒用戶,當(dāng)壓力容器使用超過規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限時(shí)應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全評(píng)估,若可以繼續(xù)使用(通過金相、硬度檢驗(yàn)判定材質(zhì)無劣化,剩余壁厚強(qiáng)度足夠,無超標(biāo)缺陷,耐壓試驗(yàn)合格等),應(yīng)采取必要的安全保障措施(進(jìn)行監(jiān)控、縮短檢驗(yàn)周期等)。
需要指出的是,設(shè)計(jì)使用年限并不等同于實(shí)際使用年限。壓力容器實(shí)際可用年限,受設(shè)備的使用情況、自身狀態(tài)及維保管理情況的影響,例如:介質(zhì)在局部區(qū)域濃縮產(chǎn)生的局部腐蝕,介質(zhì)成分“意外變化”加快腐蝕,隔熱層下的腐蝕,消除應(yīng)力熱處理不充分引起的應(yīng)力腐蝕等,材質(zhì)運(yùn)行過程中受介質(zhì)、壓力、溫度等影響出現(xiàn)的劣化,局部沖刷,乃至材質(zhì)的原始缺陷,加工、焊接過程中產(chǎn)生的制造缺陷等。這也正是(定期)檢修的意義所在。
設(shè)備圖紙上載明的設(shè)計(jì)使用年限,只適用于圖紙上規(guī)定的設(shè)計(jì)及操作條件,包括壓力、溫度、介質(zhì)組分等,對(duì)于超出上述條件的操作,應(yīng)重新評(píng)估使用壽命。
二、確定設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)注意的幾個(gè)問題
首先,應(yīng)在工藝裝置整體預(yù)期使用年限之下考慮某臺(tái)設(shè)備的設(shè)計(jì)年限。裝置整體預(yù)期使用年限,綜合考慮了工藝技術(shù)的淘汰更新周期、投資回收期等效益指標(biāo)及用戶的需求等。皮之不存毛將焉附?所以在確定設(shè)備設(shè)計(jì)使用年限時(shí),不能單單只是引用標(biāo)準(zhǔn)的推薦性規(guī)定,而應(yīng)與整個(gè)裝置協(xié)調(diào),既要防止過度設(shè)計(jì),也要避免設(shè)計(jì)裕量不足。對(duì)于一些采購(gòu)周期長(zhǎng)、更換成本高、裝置內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備,應(yīng)能夠保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,也應(yīng)適當(dāng)控制成本。
其次,不能簡(jiǎn)單地由以往類似裝置的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),或由直接根據(jù)腐蝕數(shù)據(jù)手冊(cè)確定腐蝕裕量。設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)只是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),并不一定就是實(shí)際情況,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖龇?,還應(yīng)當(dāng)對(duì)類似裝置的實(shí)際腐蝕情況進(jìn)行調(diào)研。而腐蝕手冊(cè)中查到的腐蝕速率,往往只是某一種介質(zhì)在特定條件下的范圍值,實(shí)踐中運(yùn)用起來有一定的局限性,必要時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行試驗(yàn)。(這個(gè)問題顯然無法單獨(dú)由設(shè)計(jì)解決,而是需要業(yè)主、材料商、科研機(jī)構(gòu)等共同參與)
第三,腐蝕裕量只能解決均勻、全面腐蝕的問題。對(duì)于由磨蝕、沖刷等造成的局部減薄應(yīng)進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),或者再取一些厚度裕量。有些設(shè)備不同的部位或部件腐蝕情況也是不一樣的,可取不同的腐蝕裕量,這一點(diǎn)HG六合一等標(biāo)準(zhǔn)上有詳細(xì)的規(guī)定。
第四,設(shè)備整體的設(shè)計(jì)使用年限,有時(shí)并不包括所有的內(nèi)件或部件,如換熱器的換熱管束,塔盤內(nèi)件,浮頭法蘭,鉤圈等等,這點(diǎn)應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中注明。
參考文獻(xiàn):
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[2] 劉新尚. 超過設(shè)計(jì)使用年限的壓力容器檢驗(yàn)問題探討[J]. 化工機(jī)械, 2019, 46(5). 作者單位:河南特檢院
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