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压力容器安全评估与检测

  
评论: 更新日期:2012年02月02日
3  压力容器检查方法
压力容器检查的主要内容包括压力容器外表面有无裂纹、变形、泄漏、局部过热等不正常现象;安全附件是否齐全、灵敏、可靠;紧固螺栓是否完好、全部旋紧;基础有无下沉、倾斜以及防腐层有无损坏等异常现象。外部检查既是检验人员的工作,也是操作人员日常巡回检查项目。发现危及安全现象(如受压元件产生裂纹、变形、严重泄渗等) 应予停车并及时报告有关人员。压力容器内外部检验必须在停车和容器内部清洗干净后才能进行。检验的主要内容除包括外部检查的全部内容外,还要检验内外表面的腐蚀磨损现象;用肉眼和放大镜对所有焊缝、封头过渡区及其他应力集中部位检查有无裂纹,必要时采用超声波或射线探伤检查焊缝内部质量;测量壁厚,若测得壁厚小于容器最小壁厚时,应重新进行强度校核,提出降压使用或修理措施;对可能引起金属材料的金相组织变化的容器,必要时应进行金相检验。
通过检验,对检验出的缺陷要分析原因并提出处理意见。修理后要进行复验。压力容器内外部检验周期为每三年一次,但对强烈腐蚀性介质、剧毒介质的容器检验周期应予缩短。运行中发现有严重缺陷的容器和焊接质量差、材质对介质抗腐蚀能力不明的容器也均应缩短检验周期。压力容器全面检验除了上述检验项目外,还要进行耐压试验(一般进行水压试验) 。对主要焊缝进行无损探伤抽查或全部焊缝检查。
但对压力很低、非易燃或无毒、无腐蚀性介质的容器,若没有发现缺陷,取得一定使用经验后,可不作无损探伤检查。容器的全面检验周期,一般为每六年至少进行一次。对盛装空气和惰性气体的制造合格容器,在取得使用经验和一两次内外检验确认无腐蚀后,全面检验周期可适当延长。
压力容器受压元件承受的的载荷形式多种多样,但就其受力性质而言,可分为热应力分析、机械应力分析及稳定性分析。压力容器在频繁交变的机械应力和热应力作用下,将使金属材料发生疲劳损伤,缩短容器的使用寿命。
有限元分析作为一种先进的分析计算手段,目前已经越来越广泛地应用于压力容器的分析与设计中。有限元的核心思想是结构的离散化,就是将实际结构假想地离散为有限数目的规则单元组合体,实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析,得出满足工程精度的近似结果来代替对实际结构的分析,这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题[4 ] 。
4  压力容器安全研究的方法
(1) 数值计算法,主要采用有限元法分析计算,常用于科学研究,应用于工程上还有一定的局限性。
(2) 基于断裂力学理论的评定方法,这类评定方法主要是根据弹性断裂力学或塑性断裂力学的分析方法,对含缺陷容器的裂纹起裂和塑性破坏失效进行定量的分析描述,方法有多种,如GE/ EPRI 法、PARIS/TADA 法、LBBNRC 法,该方法比数值计算简单。
(3) 工程评定法,它是从简单的材料力学和塑性力学出发,在大量实验的基础上总结出工程上计算容器极限承载能力的简便公式。这种评定方法考虑了脆性断裂失效、塑性失稳失效,还考虑了弹塑性裂纹。

参考文献:
[1 ]骆红云,张玉波,钟群鹏. 国产压力容器用钢的概率失效评定曲线[J ] . 北京航空航天大学学报:自然科学版,2006 ,32 (4) :
450 - 454.
[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. 基于灰色系统理论的压力容器安全运行研究[D] . 东营:中国石油大学,2008.
[4 ]何显平. 基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.

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