CN111398555A - 一种压力管道深度焊接缺陷的安全评定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种压力管道深度焊接缺陷的安全评定方法，包括如下步骤：A．通过无损检测获得壁厚B、缺陷高度h和缺陷长度l；B．设埋藏缺陷距表面距离p1为0.1、0.2、0.3~B‑h‑0.2、B‑h‑0.1差数列中任意值；C．对不规则的缺陷进行表征，并判断缺陷形式；D．分别将埋藏缺陷距表面距离p1值代入压力管道缺陷公式中，计算安全状况。有益效果是，由于利用“复代综合评价法”，即人为设定虚拟埋藏缺陷距表面深度距离，并根据表征的不同结果带入到GB/T19624‑2019《在用含缺陷压力容器安全评定》中相关公式进行计算，在安全值内即安全，省去测量缺陷深度这一成本较高的步骤，为整体安全评定创造了有利条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接缺陷的安全评定方法；特别是涉及一种压力管道对不能确定深度焊接缺陷的安全评定方法，主要应用于压力管道定期检验的合于使用评价中。
背景技术
伴随着我国经济的迅速发展以及能源结构改变，压力管道已成为工业生产、人民生活中不可或缺的承压类特种设备。压力管道承担着高温、高压、易燃、易爆、强腐蚀物料的输送任务，直接关系着国计民生，对石油化工、电力、医药等领域起着重要的作用。正是因为压力管道应用广泛且危险性大，所以一旦发生泄漏或爆炸，不仅会造成巨大的经济损失、社会资源浪费，还会威胁到人民群众的生命安全。因此，管系的应力分析与管道缺陷的安全评定，对于管道的维护和完整性评估具有重要的意义。
因为压力管道直径和壁厚较小，所以焊缝多为单面焊，再加上焊工水平参差不齐，内表面极易存在超标缺陷，严重影响压力管道的安全运行。针对于超标缺陷安全评定，国家质检总局在2018年1月颁布《压力管道定期检验规则—工业管道》，其在采用定级的方法判定管道是否能继续使用。然而，该规则过于保守，不仅给使用单位带来严重经济损失，还影响我国经济发展的速度。因此，能采用合理的安全评估方法重新对含有超标缺陷管道进行安全评定，就有可能大大放宽使用限制，具有非常重要的实际应用价值。
在实际检验任务中经常会有无法获得缺陷深度的压力管道而无法进行返修，这时根据《压力管道定期检验规则—工业管道》可对超标缺陷进行合于使用评价，在使用该方法需要得到埋藏缺陷距表面深度距离，即缺陷深度，但该距离得到相对困难，且成本高。在GB/T19624-2019《在用含缺陷压力容器安全评定》中也没有具体说明因无法获得缺陷深度的评价方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种无需获得缺陷深度，即可对压力管道焊接缺陷进行安全评定的方法。
本发明所采用的技术方案是，一种压力管道深度焊接缺陷的安全评定方法，包括如下步骤：
A.通过无损检测获得壁厚B、缺陷高度h和缺陷长度l；
B.设埋藏缺陷距表面距离p1为0.1、0.2、0.3～B-h-0.2、B-h-0.1差数列中任意值；
C.对不规则的缺陷进行表征，并判断缺陷形式；
D.分别将埋藏缺陷距表面距离p1值代入压力管道缺陷公式中，计算安全状况。
所述缺陷包括和/或圆形缺陷、条形缺陷、未焊透、未熔合、裂纹。
所述步骤B和步骤C，缺陷形式为贯穿缺陷、表面缺陷或埋藏缺陷。
本发明的有益效果是，由于利用“复代综合评价法”，即人为设定虚拟埋藏缺陷距表面深度距离，并根据表征的不同结果带入到GB/T19624-2019《在用含缺陷压力容器安全评定》中相关公式进行计算，在安全值内即安全，省去测量缺陷深度这一成本较高的步骤，为整体安全评定创造了有利条件。
附图说明
图1a本发明缺陷形式转换至贯穿缺陷表征过程示意图；
图1b本发明缺陷形式转换至表面缺陷表征过程示意图；
图1c和图1d本发明缺陷形式转换至埋藏缺陷表征过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
本发明主要应用于压力管道定期检验的合于使用评价中，可简称为“复代综合评价法”，本发明配合理论分析与智能验算相结合的方法，从管系应力分析与有限元模拟计算入手，在有限无损检测得出的数据中(即无缺陷深度数据的情况下)经过本发明方法以及综合分析对缺陷进行表征，为结合目前的检验标准成果得出压力管道的超标缺陷安全状况扫清了无法获得缺陷深度的障碍。
本发明一种压力管道深度焊接缺陷的安全评定方法，包括如下步骤：
A.通过无损检测获得壁厚B、缺陷高度h和缺陷长度l；
B.缺陷包括和/或圆形缺陷、条形缺陷、未焊透、未熔合、裂纹。埋藏缺陷距表面距离p1未知；设埋藏缺陷距表面距离p1为0.1、0.2、0.3～B-h-0.2、B-h-0.1等差数列中任意值(即p1取其可能到达的任意值，等差值为0.1mm是因为受目前技术手段对于缺陷位置检测精确量级所限)；
C.对不规则的缺陷进行表征，并判断缺陷形式；缺陷形式为贯穿缺陷、表面缺陷或埋藏缺陷；
D.根据不同的表征结果，将得到假设值之后的埋藏缺陷距表面距离p1代入 GB/T19624-2019《在用含缺陷压力容器安全评定》中的公式中，计算出压力管道缺陷的安全状况，压力管道缺陷的评定结果都为安全或可接受时，则该压力管道缺陷的评定结果也为安全或可接受，反之则必须对缺陷进行返修。
实施例：
图1a至图1d是本发明方法涉及的缺陷位置至规则表征过程示意图。因为内外表面的对称性，须定义其中图中的p1≤p2。
通过无损检测获得缺陷，其缺陷高度h＝2mm，计算厚度B＝6.3mm，缺陷长度l＝5mm。如图1a所示，进行合于使用评价或安全评定时，初始步骤就是将不规则的缺陷进行规则化的表征。由图中可知：p1+h+p2＝B。
当假设缺陷的缺陷距表面的最近距离p1(即缺陷深度)等于0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm根据图1b中分类方法：小于0.8mm(0.4h)或者p1大于3.5mm(B-h-0.4h)时，缺陷应看作表面缺陷，属于图1b所示形式，因为a＝p1+h，所以应将缺陷表征高度a取做2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm 代入GB/T19624-2019《在用含缺陷压力容器安全评定》公式中计算。
当p1大于等于0.8mm且小于等于2.1mm时，缺陷应看做埋藏缺陷属于图1c所示形式，可将p1分别取0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、 1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm因此缺陷表征高度a统一取1mm(即取h/2)，缺陷表征半长c统一取2.5mm(即取l/2)(a、c及其他相关参数可统一取更保守值)代入后文中的GB/T19624-2019公式中计算。
当p1取2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、 3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4.0mm、 4.1mm、4.2mm(B-h-0.1)以及更大的数值时，不符合定义p1≤p2，p1+h+p2＝B。因此p1不可取本段所述数值。
根据在用含缺陷压力容器安全评定GB/T19624-2019中5.6.1节所述，当
小于等于0.7且Sr小于等于0.8时，此超标缺陷为安全或可接受。
而计算
和Sr，首先要计算荷载比Lr，同时需要通过测量与计算得出管道内半径Ri值、一次薄膜应力Pm、Pb，在本示例中缺陷表征半长c通过保守性估算取5mm，其具体计算过程如表1所示。
表1 计算过程
施加载荷与流变强度载荷比值Sr及平面缺陷简化评定用断裂比
的具体计算过程如表2所示。
表2 计算过程
将相关参数代入前文系列公式后的计算结果如表3所示，表中第一行为缺陷按照最严重表面缺陷进行评价的计算结果；第一行是按照表面缺陷进行评价，代入所有可能出现的p1值(0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm)后得到的危险程度最大的一种情况的计算结果，最后一行是按照埋藏缺陷进行评价，代入所有可能出现的p1值(包括0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、 1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm)值后得到的危险程度最大的一种情况的计算结果。
表3 最危险情况的计算结果
上述评估结果根据相关标准，
小于等于0.7且Sr小于等于0.8，该缺陷符合标准安全条件。
本案例引用除了运用了本发明方法之外，还进行了相关标准中缺陷表征的工作，为“复代综合评价法”与相关标准的衔接提供了GB/T19624-2019《在用含缺陷压力容器安全评定》思路。
本发明根据表征的不同结果带入到GB/T19624-2019《在用含缺陷压力容器安全评定》中相关公式进行计算。根据计算结果得出压力管道缺陷的安全状况，当带入所有可能的p1之后通过相关标准中的计算得到压力管道缺陷的评定结果都为安全或可接受时，则该压力管道缺陷的评定结果也为安全或可接受，反之则必须对缺陷进行返修。
Claims (3)
1.一种压力管道深度焊接缺陷的安全评定方法，其特征在于，包括如下步骤：
A．通过无损检测获得壁厚B、缺陷高度h和缺陷长度l；
B．设埋藏缺陷距表面距离p1为0.1、0.2、0.3~B-h-0.2、B-h-0.1差数列中任意值；
C．对不规则的缺陷进行表征，并判断缺陷形式；
D．分别将埋藏缺陷距表面距离p1值代入压力管道缺陷公式中，计算安全状况。
2.根据权利要求1所述的压力管道深度焊接缺陷的安全评定方法，其特征在于，所述缺陷包括和/或圆形缺陷、条形缺陷、未焊透、未熔合、裂纹。
3.根据权利要求1所述的压力管道深度焊接缺陷的安全评定方法，其特征在于，所述步骤C，缺陷形式为贯穿缺陷、表面缺陷或埋藏缺陷。
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