壓力容器設計中有關標準實施

2022-03-30 17:39:16 字數 2569 閱讀 3316

原作者:朱倫華

(杭氧科技股份****第二裝置廠,杭州東新路388號 310004)

【摘要】討論了gb 150—1998《鋼製壓力容器》和《壓力容器安全技術監察規程》實施過程中的幾個問題(腐蝕介質、設計使用壽命和壓力試驗),並闡述了作者自己的見解。

關鍵詞:壓力容器;標準; 腐蝕介質;設計使用壽命; 壓力試驗

中圖分類號:tb657.9 文獻標識碼:a

gb 150—1998《鋼製壓力容器》實施以來,廣大設計人員在標準使用過程中遇到了一些困難,提出了不少問題,尤其對標準中自的一些定性不定量的條文,由於對標準的理解不同,出現了一些問題:本文著重討論了gb 150—1998《鋼製壓力容器》和《壓力容器安全技術監察規程》在實施過程小兒個典型的問題,提出了自己的見解,希望對大家有昕幫助。

1 空氣是腐蝕介質還是輕微腐蝕介質

在壓力容器設計過程中,當介質為空氣時,有人將空氣看成輕微腐蝕介質,也有人將其視為腐蝕介質,各有理由,各有根據,誰是誰非,很難斷定。但介質腐蝕性的確定對壓力容器設計起著重要的作用,它關係到容器材質、壁厚、結構等的確定。

腐蝕就是「由於材料和它所處的環境發生反應而使材料的性質發生惡化的現象」 從物理化學觀點看,絕大多數金屬都上具有勺周圍環境介質發生作用而轉入氧化(離子)狀態的傾向,因此,金屬發生腐蝕是一種自然白勺趨勢, 且隨處可見。空氣對金屬的腐蝕在很大程度上取決於大氣的成分、溫度、濕度。圖1是拋光碳鋼試樣隨空氣相對濕度增加時的腐蝕情況[1]。

從圖1我們得到:

(1)純淨空氣對碳鋼的腐蝕是很小的,且隨濕度的增加而只有輕微增加。

(2)在汙染空氣中, 當相對濕度不高於70% 時,即使長期作用,對碳鋼的腐蝕也是較小的;但在空氣中有二氧化硫存在時, 當相對濕度高於 70%的情況下,空氣對碳鋼的腐蝕率將大大增加。

(3)被硫酸銨和煤煙固體粒子汙染的空氣會使金屬腐蝕加速。

可見,在汙染的空氣中,當相對濕度低於臨界濕度時,金屬表面沒有形成水膜,受到的是由於化學作用引起的腐蝕,其腐蝕速率很小:當相對濕度高於臨界濕度時,由於在金屬表面形成水膜,此時便發生嚴重的電化學腐蝕,所以其腐蝕速率便大大增加。

據上所述,在壓力容器設計過程中,將空氣籠統地定為輕微腐蝕介質或腐蝕介質均是不嚴謹、不準確的,應根據不同的設計條件而分別確定:一般說來,當介質為乾燥空氣(相對濕度不高於70%) 時,可視空氣為輕微腐蝕介質, 否則應將其定為腐蝕介質。

2 壓力容器的設計{吏用壽命

《壓力容器安全技術監察規程》第32條規定: 「為防止壓力容器超壽命執行引發安全問題, 設計單位一般應在設計圖樣上註明壓力容器設計使用壽命」。同樣,gb 150—1998《鋼製壓力容器》第 3.3.5.2條規定:

「應根據預期的容器壽命和介質對材料的腐蝕速率,確定腐蝕裕量」可以看出,兩者都要求設訓—單位對壓力容器的設計使用壽命有乙個明確的預期和表示二而就目前大多數設十卜者來說,都不願意在圖樣上註明壓力容器的設計使用壽命,因為壓力容器設計使用壽命的確定是乙個較為複雜的問題,它涉及到材料的選用、腐蝕裕量的確定、容器結構設計、使用環境等多種因素:而準確地預計設計使用壽命,一方面反映了設計者的設計經驗和水平,另一方面亦是對容器使用單位白勺安全負責。當然,設計使用壽命儀是沒計者根據容器的設計引數和使用條件給予的乙個預期的資料,它並不是容器的真正使用壽命,其作用是提醒使用者,當使用時間超過設計使用壽命時,應縮短檢驗週期,加強必要的防範措施。

一般地說,確定壓力容器設計使用壽命,主要應考慮以下幾點:①材料的選剛;②腐蝕裕量的確定;③容器結構設計的合理性及防腐性;④製造工藝的科學性;⑤非正常閒素(如超工況執行等), ⑥對於低溫絕熱壓力容器,另應考慮絕熱壽命。

按國際壓力容器設計的慣例,應在圖紙上標明壓力容器的設計使用壽命,這樣做才能真正體現對使用者和對裝置安全高度負責的精神,也能大大地降低壓力容器的**事故(違覘操作、長期超過設計使用壽命執行是引發壓力容器的**的主要因素)。 除了一些特殊或重要的沒備,一般我們可將設計使用壽命定為10~15年(例如,《壓力容器安全技術監察規程》表3-3中腐蝕裕量的確定,亦是按10~15年設計使用壽命而定的)。

3 壓力試驗

壓力試驗(此指耐壓試驗)是壓力容器設計的重點之一,是否可以免除以及免除後應採取哪些措施也是設計者需要重點考慮白引司題。設計者不能也不應該輕易提出免除壓力試驗的要求,更不應該在設汁階段忽略廠免除壓力試驗所應該採取的措施。 新版《壓力容器安傘技術監察規程》第30條規定:

「對不能進行耐壓試驗和氣密性試驗的,應註明計算厚度和製造及使剛的特殊要求,並應與使用單位協商提出推薦的使用午限和保證安全的措施」。 同時cb 150—1998《鋼製壓力力容器》的第3.9條規定: 「對不能按3.8條的規定作壓力試驗的容器, 設計單位應提出確保容器安全執行的措施,並在圖樣上註明。

」許多設計者抒對此行不同理解。事實上, 壓力試驗的免除儀僅針對那些不可能進行壓力試驗的現場組焊的大型壓力容器等。也就是說,壓力試驗之所以免除,是因為這些容器不具備做壓力試驗的條件,或者根本就為允許做壓力試驗。

總之,免做壓力試驗並不是意味著能做而不做,因此不能作為在製造廠內生產的壓力容器不進行壓力試驗的依據。

免做壓力試驗減少了壓力容器製造過程中的乙個重要檢驗環節,當然需要採取必要的補救措施以保證壓力容器的質量和使用安全。如:①材料的要求;②提高結構設計、製作工藝的要求;③提高無損檢測的比例和級別;④提高容器的超壓洩放的能力。

[1]魏寶明.金屬腐蝕理論及應用.北京:化學工業出版社,2001.2.

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