CN103207094A - 基于焊缝错边量和棱角度的压力容器检验周期判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力容器的安全检测方法，尤其涉及压力容器检验周期的判定方法。一种基于焊缝错边量和棱角度的压力容器检验周期判定方法，其特征在于，它包括下列步骤：步骤一，查阅资料、现场测量，确定待检验压力容器的各项参数：步骤二，判定该容器是否承载疲劳载荷；步骤三，若步骤二结果为否，则对筒体焊缝错边量及棱角度超出范围的部位进行射线检测，依据标准是JB/T4730；步骤四，若步骤三结果显示有埋藏缺陷，则进行数据计算；步骤五，判定检验周期。本发明量化的判定方法，可以保证不同的检验人员在处理相同的焊缝超标缺陷时可得出相同的合理的结论，保证压力容器安全经济运行。

Description

基于焊缝错边量和棱角度的压力容器检验周期判定方法

技术领域

本发明涉及压力容器的安全检测方法，尤其涉及压力容器检验周期的判定方法。

背景技术

在用压力容器检验中经常会遇到焊缝棱角度与错边量超出制造标准，这是由于压力容器在制造过程中，因简体预弯、组装与焊接不当等原因造成，这些缺陷的存在引起了结构局部几何形状不连续，并在不连续处造成高的附加弯曲应力，降低结构的疲劳强度，缩短结构的疲劳寿命，原有的焊缝错边量和棱角度评级方法是按照表1要求进行安全状况等级评定：

表1

从上表可以看到，超标时可以评定为3级或者4级，但什么条件下可评为3级、什么条件下可评为4级，目前却没有量化指标。一般规定，为当压力容器安全状况等级评定为3级时可以正常使用3年，而安全状况等级评定为4级时监控使用，限期1年内整改，整改不合格则更换处理，当安全状况等级评定为5级时则立即停机返修或报废。执行过程中检验员往往凭经验判定，容易造成不同的检验人员在处理相同的超标的焊缝棱角度与错边量评级时得出不同的结论，如经验不足的新检验员有时还会出现结论偏严的现象。

发明内容

本发明旨在解决上述缺陷，提供一种基于焊缝错边量和棱角度的压力容器检验周期判定方法。本发明作为量化的判定方法，可以保证不同的检验人员在处理相同的超标缺陷时可得出相同的合理的结论；保证压力容器安全经济运行。

为解决上述问题，一种基于焊缝错边量和棱角度的压力容器检验周期判定方法，它包括下列步骤：

步骤一，查阅资料、现场测量，确定待检验压力容器的各项参数：

[σ]-材料的许用应力  MPa，指材料受单项拉伸至塑性屈服或脆性断裂等失效时的应力值除以相应的安全系数；

w-焊缝棱角度 mm，指钢板卷制组装成圆筒体的对口边缘凹陷或外凸值；

h-焊缝错边量 mm，指钢板卷制组装成圆筒体的对口边缘错开值；

t-指圆筒体板实测厚度  mm；

Pg-设计压力  MPa，指设定的压力容器顶部的最高表压力，其值不低于容器工作时顶部可能达到的最高表压力；

Di-压力容器圆筒体的内直径  mm；

步骤二，判定该容器是否承载疲劳载荷；

步骤三，若步骤二结果为否，则对筒体焊缝错边量及棱角度超出范围的部位进行射线检测，依据标准是JB/T4730；

步骤四，若步骤三结果显示有埋藏缺陷，则进行以下数据计算：

计算应力集中系数 K_t=1+3(w+h)/t

计算薄膜应力σ_m=Pg（D_i+t）/2t（圆筒形容器）

计算附加一次弯曲应力 σ₁=K_t×σ_m

计算σ₁≤1.5[σ]；

步骤五，按照下表判定检验周期：

本发明针对圆筒形容器焊缝错边量和棱角度超出制造标准时，采用以断裂力学理论为基础的应力分析技术和实践经验成果，对焊缝棱角度与错边量超标处的应力状态进行应力集中系数Kt计算和局部应力校核，总结形成了一套以应力集中系数Kt为主的可量化的方法去确定检验周期。本发明可以保证不同的检验人员在处理相同的超标缺陷时可得出相同的合理的结论，避免经验不足的检验员出现结论判定偏严的现象，避免不必要的返修处理，可为宝钢主业降低检修成本。该方法对圆筒形结构的压力容器焊缝错边量和棱角度超标后的安全状况等级评级和检验周期判定方法比以往技术具有可量化性的特点，具有推广应用价值。

具体实施方式

下面，结合具体实施例对本发明作进一步的说明，本发明一种基于焊缝错边量和棱角度的压力容器检验周期判定方法，它包括下列步骤：

步骤一，查阅资料、现场测量，确定待检验压力容器的各项参数：

[σ]-材料的许用应力  MPa，指材料受单项拉伸至塑性屈服或脆性断裂等失效时的应力值除以相应的安全系数；

w-焊缝棱角度 mm，指钢板卷制组装成圆筒体的对口边缘凹陷或外凸值；

h-焊缝错边量 mm，指钢板卷制组装成圆筒体的对口边缘错开值；

t-指圆筒体板实测厚度  mm；

Pg-设计压力  MPa，指设定的压力容器顶部的最高表压力，其值不低于容器工作时顶部可能达到的最高表压力;

Di-压力容器圆筒体的内直径  mm；

步骤二，判定该容器是否承载疲劳载荷；

步骤三，若步骤二结果为否，则对筒体焊缝错边量h及棱角度w超出范围的部位进行射线检测，依据标准是JB/T4730；

步骤四，若步骤三结果显示有埋藏缺陷，则进行以下数据计算：

计算应力集中系数 K_t=1+3(w+h)/t

计算薄膜应力σ_m=Pg（D_i+t）/2t（圆筒形容器）

计算附加一次弯曲应力 σ₁=K_t×σ_m

计算σ₁≤1.5[σ]；

步骤五，按照下表判定检验周期：

实施例：

某厂立式圆筒形空气储气罐，在投用3年后的首次全面检验中，检验员测量发现错边量h=3.0  mm（超过GB150制造标准值2.5mm但小于上述表2规定值3.3 mm），严重超标，属于制造质量问题，分析工况条件，发现该容器工作压力平稳、波动很小，不承受疲劳载荷，容积3.0m³，高度3160 mm，内径Di=1200 mm，壁厚t=10 mm，设计压力 Pg=0.95 MPa，棱角度W=0.5 mm（符合制造标准），主体材质Q235A，[σ]=113 MPa，1.5[σ]=169.5MPa，错边严重超标处位于下封头环缝距T字头100mm，该处经RT射线检测未发现超标缺陷。

（一）采用表1原方法则检验员凭经验可以判定3级，也可以从严判定为4级，通知使用单位监控1年内整改，这样处理就会增加主业检修成本。

（二）采用本专利表2方法验证如下：

第一步  计算应力集中系数 Kt=1+3(w+h)/t=2.05≤2.5

第二步  计算薄膜应力σm=Pg（Di+t）/2t=57.48 MPa

第三步  计算附加弯曲应力 σ1=Kt×σm=117.83 MPa

第四步  局部应力校核 σ1≤1.5[σ]  满足安全要求。

第五步  安全状况等级评定为3级，检验周期判定为3年,可以使用。

所以，最终结论是：该容器的焊缝错边量和棱角度安全等级评为3级，检验周期判定为3年,可以使用。

Claims (1)

1.一种基于焊缝错边量和棱角度的压力容器检验周期判定方法，其特征在于，它包括下列步骤：

步骤一，查阅资料、现场测量，确定待检验压力容器的各项参数：

[σ]-材料的许用应力  MPa，指材料受单项拉伸至塑性屈服或脆性断裂等失效时的应力值除以相应的安全系数；

w-焊缝棱角度 mm，指钢板卷制组装成圆筒体的对口边缘凹陷或外凸值；

h-焊缝错边量 mm，指钢板卷制组装成圆筒体的对口边缘错开值；

t-指圆筒体板实测厚度  mm；

Pg-设计压力  MPa，指设定的压力容器顶部的最高表压力，其值不低于容器工作时顶部可能达到的最高表压力；

Di-压力容器圆筒体的内直径  mm；

步骤二，判定该容器是否承载疲劳载荷；

步骤三，若步骤二结果为否，依据JB/T4730对筒体焊缝错边量h及棱角度w超出范围的部位进行射线检测；

步骤四，若步骤三结果显示有埋藏缺陷，则进行以下数据计算：

计算应力集中系数 K_t=1+3(w+h)/t

计算薄膜应力σ_m=Pg（D_i+t）/2t（圆筒形容器）

计算附加一次弯曲应力 σ₁=K_t×σ_m

计算σ₁≤1.5[σ]；

步骤五，按照下表判定检验周期：

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