專利名稱：一種壓力容器短時受火后的安全評測方法
技術領域：
本發明涉及壓力容器的安全評測方法，具體地說，是關于一種壓力容器短時受火 后的安全評測方法。
背景技術：
石油化工工業中，壓力容器占有相當大的權重。隨著科學技術和工業生產的發展， 對這些設備的要求越來越高，特別是由于石油化工生產設備大多在惡劣的環境下運行，面 臨高溫、高壓、低溫、高真空度、腐蝕、有毒、易燃易爆等威脅，對設備進行系統的安全評估顯 得尤為重要。目前，國內外針對不同作業環境下設備的評估均有不少文獻記載。比如針對 化工高溫設備結構損傷的安全評估方法早在二戰之后就有不少學者對其進行研究，已相對 比較成熟。對于高溫環境下含缺陷結構完整性評定，國際上也出了相關的規范，這些規范在 一定范圍針對特定設備有其成功案例，但同時也存在缺點，需要對其進一步完善和研究；然 而對于在特定環境下的設備安全評估，例如在火災和局部過熱/超溫下的設備安全評估研 究甚少，主要原因是火災屬于隨機事件，存在著偶然性、突發性和不確定性，火災過程中燃 燒溫度及燃燒時間難以確定，而且每類火災的冷卻速度不盡相同又難以獲得，因此在評估 這類設備事故時比較棘手。我國針對承壓設備，特別是壓力容器的缺陷評定早在20世紀70年代就開始研究。 然而，國內所制定的規范及標準僅僅是針對通常情況下設備缺陷的評定，對于在特定環境 下，如火災、局部過燒/超溫后設備缺陷的評估理論研究國內尚缺乏理論的支持。盡管在國 內的一些大型石化企業開始考慮受火應用于設備的風險評估，收到了一定的成效，但這些 風險評估技術是仿照國外制定的，而國外的工業水平和設備管理水平與我國有很大差距， 因次并不能完全適應國內的石化系統。因此，迫切需要根據我國的傳統管理理念和對安全 的重視程度來建立適合我國國情的設備缺陷評估準則和評估技術。此外從專利方面查詢，相關的專利有壓力容器疲勞壽命安全預測方法，提高核壓 力容器脆化監測可靠性的方法等等，但是我國目前還沒有關于壓力容器受火安全評價方面 的任何專利。
發明內容
本發明的目的在于提供一種壓力容器短時受火后的安全評測方法。本發明提供的壓力容器短時受火后的安全評測方法，包括檢測受火時壓力容器周圍溫度；根據所述溫度確定進行一級評測或二級評測，其中，所述壓力容器周圍溫度< 205°C或所述壓力容器周圍溫度為205°C 425°C、所述 壓力容器外表面滿足要求時進行所述一級評測，所述一級評測是指檢測壓力容器防火涂層 和涂層的完整性后檢測設備的密封性；所述壓力容器周圍溫度> 425°C或所述壓力容器周圍溫度為205°C 425°C、所述壓力容器外表面不滿足要求或經所述一級評測檢測確定密封性不滿足要求時進行所述二 級評測；所述二級評測的步驟依次為檢測壓力容器變形尺寸；測試硬度；測試抗拉強度、 確定最高許用工作壓力；判斷蠕變區域，確定蠕變壽命或檢測壓力容器的密封性；經所述二級評測測試硬度不合格、或最高許用工作壓力不合格、或蠕變壽命不能 夠接受、或密封不合格進行三級評測，所述三級評價的步驟依次為進行現場金相分析、力 學性能實測以及應力分析后測試硬度；修補裂縫區域、或進行沖擊試驗，修補裂縫區域；或 進行正火處理后重復所述測試硬度步驟；或進行正火處理后進行更換或報廢處理；或進行 金相分析，觀察組織中是否包含馬氏體、貝氏體和魏氏鐵素體，進行正火處理后重復所述測 試硬度步驟；或進行正火處理后進行更換或報廢處理；或觀察是否是標準的珠光體鐵素體 組織，標定采取新的硬度或重復進行金相分析步驟。根據本發明，所述確定最高許用工作壓力的方法是基于應力-強度干涉模型的壓 力容器短時受火的可靠性分析方法，所述可靠性分析方法包括(a)用于將受損設備分析數據輸入有限元模型數據庫，參考可靠性分析數據庫，建 立有限元分析數據的步驟；(b)用于將有限元分析數據送入有限元模型和可靠性分析模型庫，建立基于應 力-強度干涉模型的概率有限元分析數據的步驟；(c)用于將計算結果存入可靠性分析數據文件的步驟；(d)重復步驟(b)，(C)進行計算的步驟；(e)用于將滿足設定要求的基于應力-強度干涉模型可靠性分析數據文件進行可 靠性分析計算，得出所要求的可靠性分析結果的步驟；其中，所述計算包括計算受火后屈服強度及標準差、最大承載應力及標準差、以及可靠度。根據本發明，所述最高許用工作壓力采用如下公式計算壓力容器為圓筒體，
權利要求
1.一種壓力容器短時受火后的安全評測方法，其特征在于，包括檢測受火時壓力容器周圍溫度；根據所述溫度確定進行一級評測或二級評測，其中，所述壓力容器周圍溫度< 205°C或所述壓力容器周圍溫度為205°C 425°C、所述壓力 容器外表面滿足要求時進行所述一級評測，所述一級評測是指檢測壓力容器防火涂層和涂 層的完整性后檢測設備的密封性；所述壓力容器周圍溫度> 425°C或所述壓力容器周圍溫度為205°C 425°C、所述壓力 容器外表面不滿足要求或經所述一級評測檢測確定密封性不滿足要求時進行所述二級評 測；所述二級評測的步驟依次為檢測壓力容器變形尺寸；測試硬度；測試抗拉強度、確定 最高許用工作壓力；判斷蠕變區域，確定蠕變壽命或檢測壓力容器的密封性；經所述二級評測測試硬度不合格、或最高許用工作壓力不合格、或蠕變壽命不能夠接 受、或密封不合格進行三級評測，所述三級評價的步驟依次為進行現場金相分析、力學性 能實測以及應力分析后測試硬度；修補裂縫區域、或進行沖擊試驗，修補裂縫區域；或進行 正火處理后重復所述測試硬度步驟；或進行正火處理后進行更換或報廢處理；或進行金相 分析，觀察組織中是否包含馬氏體、貝氏體和魏氏鐵素體，進行正火處理后重復所述測試 硬度步驟；或進行正火處理后進行更換或報廢處理；或觀察是否是標準的珠光體鐵素體組 織，標定采取新的硬度或重復進行金相分析步驟。
2.如權利要求1所述的安全評測方法，其特征在于，所述確定最高許用工作壓力的方 法是基于應力-強度干涉模型的壓力容器短時受火的可靠性分析方法，所述可靠性分析方 法包括(a)用于將受損設備分析數據輸入有限元模型數據庫，參考可靠性分析數據庫，建立有 限元分析數據的步驟；(b)用于將有限元分析數據送入有限元模型和可靠性分析模型庫，建立基于應力-強 度干涉模型的概率有限元分析數據的步驟；(c)用于將計算結果存入可靠性分析數據文件的步驟；(d)重復步驟(b)，(c)進行計算的步驟；(e)用于將滿足設定要求的基于應力-強度干涉模型可靠性分析數據文件進行可靠性 分析計算，得出所要求的可靠性分析結果的步驟；其中，所述計算包括計算受火后屈服強度及標準差、最大承載應力及標準差、以及可靠度。
3.如權利要求2所述的安全評測方法，其特征在于，所述最高許用工作壓力采用如下 公式計算
4.如權利要求3所述的安全評測方法，其特征在于，所述[ο]為受火災后材料的許用 應力Safd，采用如下公式計算其中，Cisffl為工作安全系數；SaA為在硬度測量時，周圍環境溫度下的原始設計許用應力 或標準許用應力；saT為原始設計許用應力或具體設計溫度下的標準許用應力；Sutsht為基于 硬度測量從第一步得出的極限抗拉強度。
5.如權利要求3所述的安全評測方法，其特征在于，所述最大承載應力采用如下公式 計算壓力容器為圓筒體，S = PD/2 δ d或壓力容器為球體，S = PD/4 δ d，其中，P為內壓；D為容器的平均直徑；δ d為筒體厚度。
6.如權利要求3所述的安全評測方法，其特征在于，所述可靠度的計算采用如下公式 計算
全文摘要
本發明公開了一種壓力容器短時受火后的安全評測方法，包括檢測受火時壓力容器周圍溫度；根據所述溫度確定進行一級評測或二級評測，其中，一級評測是指檢測壓力容器防火涂層和涂層的完整性后檢測設備的密封性；二級評測為檢測壓力容器變形尺寸；測試硬度；測試抗拉強度、確定最高許用工作壓力；判斷蠕變區域，確定蠕變壽命或檢測壓力容器的密封性。或在二級評測后進行三級評價進行現場金相分析、力學性能實測以及應力分析后測試硬度等。本發明提供的技術方法可用于壓力容器設備短時受火后的安全性分析，避免不必要的維修和保費，進而提高高溫生產設備檢修計劃制定的合理性。
文檔編號G06F19/00GK102052995SQ20101052745
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者劉長虹, 杜黃立, 涂善東, 軒福貞 申請人:華東理工大學