CN117078003B - 一种用于静设备腐蚀的风险评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及静设备监控领域，具体涉及一种用于静设备腐蚀的风险评估方法，包括如下步骤：在静设备上设置多个监测点，获得静设备上每个监测点的参数，参数包括设备服役时间a、设备设计壁厚td、腐蚀裕量C、腐蚀速率r、监测点处的壁厚监测数据t；通过上述参数获得各个监测点的腐蚀程度A，取各个监测点的腐蚀程度A的最大值maxA作为此静设备的腐蚀严重程度指数，根据腐蚀严重程度指数得到此静设备的腐蚀风险等级Z。本发明能够让使用单位自行对承压设备及常压设备进行腐蚀风险评估，相关管理人员无需具备完备的腐蚀风险理论知识，无需耗费大量时间，本方法可以及时的获得腐蚀风险等级，方便设备管理人员及时制定或修改设备检维修计划。

Description

一种用于静设备腐蚀的风险评估方法
技术领域
本发明涉及静设备监控领域，具体涉及一种用于静设备腐蚀的风险评估方法。
背景技术
静设备主要是指炉类、塔类、反应设备类、储罐类、换热设备类，按照应用场景分为承压设备和常压设备。
承压设备属于特种设备，需要在使用过程中进行周期性的强制检验，承压设备的安全等级由检验单位（通常为第三方专业服务机构）评定，使用单位没有能力对在役承压设备的风险进行评估判断。如果在两个检验周期之间，使用单位想了解设备的风险情况，则需要聘请相关技术服务机构对设备进行合于使用评价或基于风险的检验（RBI）评估，成本不菲。不论是合于使用评价还是RBI评估，对于分析人员的理论水平要求很高，计算及其复杂，且需要大量的现场专业数据收集，使用单位相关管理人员难以应用。目前，多数使用单位会在年度检查时对设备进行测厚，但受限于缺少专业的检验检测理论知识，无法对设备腐蚀状况进行全面评估；少数大型企业会在重要设备上安装在线测厚装置，但仅限于了解其壁厚变化，无法进行进一步的风险评估。所以，现阶段的承压设备使用单位缺少能够自主应用的腐蚀风险评估方法。
至于常压设备，并无法定的强制检验，一般由使用单位自行制定检测时间，聘请第三方专业机构进行检测，也没有相应的能够自行使用的腐蚀风险评估手段。
基于上述行业背景，亟需一种利用腐蚀监测数据判断设备腐蚀风险等级的方法，能够让使用单位自行对承压设备及常压设备进行腐蚀风险评估。
发明内容
基于上述情况，本发明提供了一种用于静设备腐蚀的风险评估方法，能够让使用单位自行对承压设备及常压设备进行腐蚀风险评估，相关管理人员无需具备完备的腐蚀风险理论知识，无需耗费大量时间，本方法可以及时的获得腐蚀风险等级，方便设备管理人员及时制定或修改设备检维修计划，提高设备管理水平。
本发明提供如下技术方案：一种用于静设备腐蚀的风险评估方法，包括如下步骤：
在静设备上设置多个监测点，
获得静设备上每个监测点的参数，参数包括设备服役时间a、设备设计壁厚、腐蚀裕量C、腐蚀速率/>、监测点处的壁厚监测数据t；
将上述参数带入下式，获得各个监测点的腐蚀程度A，
；
取各个监测点的腐蚀程度A的最大值maxA作为此静设备的腐蚀严重程度指数，根据腐蚀严重程度指数得到此静设备的腐蚀风险等级Z。由于腐蚀减薄具有明显的“木桶效应”，即设备是否因腐蚀减薄发生事故取决于腐蚀最严重的部位，因此在同一设备上采取多点同时监测腐蚀减薄的方案时，设备整体的腐蚀严重程度指数应为各监测点腐蚀程度的最大值。
在静设备上设置监测点的位置包括：（1）气液相共存的设备中，液位波动的位置；（2）进料及出料口；（3）设备形变处，如积液槽、储罐形变处、壁厚减薄部位和使用中产生的变形部位等；（4）封头中心点处；（5）表面缺陷处，如检查是发现的层下腐蚀、点蚀、局部腐蚀等位置，另外，还可以根据上次检验报告或现场情况拟定。在监测点处设置超声波传感器进行监测。
所述的设备服役时间a单位为年，设备服役时间a为当前年份减去投用年份，如果监测时间未超过半年，则腐蚀速率r计算公式为 r=（td-t）/a；监测时间超过半年，腐蚀速率r计算入下式；
其中，为本次监测壁厚，/>为半年前监测壁厚，如果监测时间不足半年，那么就不存在半年前的监测壁厚数据，所以此时需要通过设备的服役时间计算r，这样可以即装即用，无需等待长期监测时间。
对于腐蚀风险等级Z，
若td-t≤C且A≤0.1，则输出级别为1级，Z=1；
若td-t≤C且A>0.1，则输出级别为2级，Z=2；
若td-t＞C，进入下一步判定，若
且A≤0.2则输出级别为3级，Z=3，为中风险；
若 ，且0.2<A<0.4，则输出级别为4级，Z=4；
若 或A≥0.4，则输出级别为5级，Z=5。
风险等级从1-5逐级升高；即Z=1，为极低风险；Z=2，为低风险；Z=3，为中风险；Z=4，为中高风险；Z=5，为高风险。
上式中，p为使用压力， 为设备外直径，/>为使用温度下材料许用应力，/>为焊接接头系数。
通过上述描述可以看出，本方案针对设备最有可能造成失效的腐蚀因素进行风险评估，提供一种简单准确的腐蚀风险评估算法，通过监测数据进行实时计算，及时获得腐蚀风险等级。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施方式中的附图，对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明一种具体实施方式，而不是全部的具体实施方式。基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
通过附图可以看出，本方案用于静设备腐蚀的风险评估方法，包括如下步骤：
在静设备上设置多个监测点，
获得静设备上每个监测点的参数，参数包括设备服役时间a、设备设计壁厚td、腐蚀裕量C、腐蚀速率r、监测点处的壁厚监测数据t；
将上述参数带入下式，获得各个监测点的腐蚀程度A，
；
取各个监测点的腐蚀程度A的最大值maxA作为此静设备的腐蚀严重程度指数，根据腐蚀严重程度指数得到此静设备的腐蚀风险等级Z，腐蚀程度最大的监测点为整体腐蚀最严重的部位，也是最有可能失效的部位。
在静设备上设置监测点的位置包括：（1）气液相共存的设备中，液位波动的位置；（2）进料及出料口；（3）设备形变处；（4）封头中心点处；（5）表面缺陷处。在监测点处设置超声波传感器可以实时获得壁厚数据。
所述的设备服役时间a单位为年，设备服役时间a为当前年份减去投用年份；如果监测时间没有超过半年，则腐蚀速率r计算公式为 r=（td-t）/a；监测时间超过半年的，腐蚀速率r计算入下式，其中，/>为本次监测壁厚，/>为半年前监测壁厚，设备设计壁厚td单位为mm、腐蚀裕量C单位为mm、腐蚀速率r单位为mm/年、监测点处的壁厚监测数据t单位为mm。
对于腐蚀风险等级Z，
若td-t≤C且A≤0.1，则输出级别为1级，Z=1，为极低风险；
若td-t≤C且A>0.1，则输出级别为2级，Z=2为低风险；
若td-t＞C，进入下一步判定，若
且A≤0.2则输出级别为3级，Z=3，为中风险；
若 ，且0.2<A<0.4，则输出级别为4级，Z=4，为中高风险；
若或A≥0.4，则输出级别为5级，Z=5，为高风险。
上式中，p为使用压力，单位为MPa，为设备外直径，/>为使用温度下材料许用应力，/>为焊接接头系数。
通过附图可以看出，本发明尽管已经示出和描述了本发明的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离发明的原理和精神的情况下可以对这些具体实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种用于静设备腐蚀的风险评估方法，其特征在于包括如下步骤：
在静设备上设置多个监测点，
获得静设备上每个监测点的参数，参数包括设备服役时间a、设备设计壁厚td、腐蚀裕量C、腐蚀速率r、监测点处的壁厚监测数据t；
将上述参数带入下式，获得各个监测点的腐蚀程度A，
；
取各个监测点的腐蚀程度A的最大值maxA作为此静设备的腐蚀严重程度指数，根据腐蚀严重程度指数得到此静设备的腐蚀风险等级Z；
对于腐蚀风险等级Z，
若td-t≤C且A≤0.1，则输出级别为1级，Z=1；
若td-t≤C且A>0.1，则输出级别为2级，Z=2；
若td-t＞C，进入下一步判定，若
且A≤0.2则输出级别为3级，Z=3；
若，且0.2<A<0.4，则输出级别为4级，Z=4；
若 或A≥0.4，则输出级别为5级，Z=5；
风险等级从1-5逐级升高；
上式中，p为使用压力，为设备外直径，/>为使用温度下材料许用应力，/>为焊接接头系数。
2.根据权利要求1所述的用于静设备腐蚀的风险评估方法，其特征在于，
在静设备上设置监测点的位置包括：（1）气液相共存的设备中，液位波动的位置；（2）进料及出料口；（3）设备形变处；（4）封头中心点处；（5）表面缺陷处。
3.根据权利要求1所述的用于静设备腐蚀的风险评估方法，其特征在于，
对于所述的设备服役时间a，设备服役时间a为当前年份减去投用年份，如果监测时间未超过半年，则腐蚀速率r计算公式为 r=（td-t）/a；监测时间超过半年，腐蚀速率r计算如下式；
其中，为本次监测壁厚，/>为半年前监测壁厚。
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