专利名称：一种压力容器短时受火后的安全评测方法
技术领域：
本发明涉及压力容器的安全评测方法，具体地说，是关于一种压力容器短时受火 后的安全评测方法。
背景技术：
石油化工工业中，压力容器占有相当大的权重。随着科学技术和工业生产的发展， 对这些设备的要求越来越高，特别是由于石油化工生产设备大多在恶劣的环境下运行，面 临高温、高压、低温、高真空度、腐蚀、有毒、易燃易爆等威胁，对设备进行系统的安全评估显 得尤为重要。目前，国内外针对不同作业环境下设备的评估均有不少文献记载。比如针对 化工高温设备结构损伤的安全评估方法早在二战之后就有不少学者对其进行研究，已相对 比较成熟。对于高温环境下含缺陷结构完整性评定，国际上也出了相关的规范，这些规范在 一定范围针对特定设备有其成功案例，但同时也存在缺点，需要对其进一步完善和研究；然 而对于在特定环境下的设备安全评估，例如在火灾和局部过热/超温下的设备安全评估研 究甚少，主要原因是火灾属于随机事件，存在着偶然性、突发性和不确定性，火灾过程中燃 烧温度及燃烧时间难以确定，而且每类火灾的冷却速度不尽相同又难以获得，因此在评估 这类设备事故时比较棘手。我国针对承压设备，特别是压力容器的缺陷评定早在20世纪70年代就开始研究。 然而，国内所制定的规范及标准仅仅是针对通常情况下设备缺陷的评定，对于在特定环境 下，如火灾、局部过烧/超温后设备缺陷的评估理论研究国内尚缺乏理论的支持。尽管在国 内的一些大型石化企业开始考虑受火应用于设备的风险评估，收到了一定的成效，但这些 风险评估技术是仿照国外制定的，而国外的工业水平和设备管理水平与我国有很大差距， 因次并不能完全适应国内的石化系统。因此，迫切需要根据我国的传统管理理念和对安全 的重视程度来建立适合我国国情的设备缺陷评估准则和评估技术。此外从专利方面查询，相关的专利有压力容器疲劳寿命安全预测方法，提高核压 力容器脆化监测可靠性的方法等等，但是我国目前还没有关于压力容器受火安全评价方面 的任何专利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压力容器短时受火后的安全评测方法。本发明提供的压力容器短时受火后的安全评测方法，包括检测受火时压力容器周围温度；根据所述温度确定进行一级评测或二级评测，其中，所述压力容器周围温度< 205°C或所述压力容器周围温度为205°C 425°C、所述 压力容器外表面满足要求时进行所述一级评测，所述一级评测是指检测压力容器防火涂层 和涂层的完整性后检测设备的密封性；所述压力容器周围温度> 425°C或所述压力容器周围温度为205°C 425°C、所述压力容器外表面不满足要求或经所述一级评测检测确定密封性不满足要求时进行所述二 级评测；所述二级评测的步骤依次为检测压力容器变形尺寸；测试硬度；测试抗拉强度、 确定最高许用工作压力；判断蠕变区域，确定蠕变寿命或检测压力容器的密封性；经所述二级评测测试硬度不合格、或最高许用工作压力不合格、或蠕变寿命不能 够接受、或密封不合格进行三级评测，所述三级评价的步骤依次为进行现场金相分析、力 学性能实测以及应力分析后测试硬度；修补裂缝区域、或进行冲击试验，修补裂缝区域；或 进行正火处理后重复所述测试硬度步骤；或进行正火处理后进行更换或报废处理；或进行 金相分析，观察组织中是否包含马氏体、贝氏体和魏氏铁素体，进行正火处理后重复所述测 试硬度步骤；或进行正火处理后进行更换或报废处理；或观察是否是标准的珠光体铁素体 组织，标定采取新的硬度或重复进行金相分析步骤。根据本发明，所述确定最高许用工作压力的方法是基于应力-强度干涉模型的压 力容器短时受火的可靠性分析方法，所述可靠性分析方法包括(a)用于将受损设备分析数据输入有限元模型数据库，参考可靠性分析数据库，建 立有限元分析数据的步骤；(b)用于将有限元分析数据送入有限元模型和可靠性分析模型库，建立基于应 力-强度干涉模型的概率有限元分析数据的步骤；(c)用于将计算结果存入可靠性分析数据文件的步骤；(d)重复步骤(b)，(C)进行计算的步骤；(e)用于将满足设定要求的基于应力-强度干涉模型可靠性分析数据文件进行可 靠性分析计算，得出所要求的可靠性分析结果的步骤；其中，所述计算包括计算受火后屈服强度及标准差、最大承载应力及标准差、以及可靠度。根据本发明，所述最高许用工作压力采用如下公式计算压力容器为圆筒体，
权利要求
1.一种压力容器短时受火后的安全评测方法，其特征在于，包括检测受火时压力容器周围温度；根据所述温度确定进行一级评测或二级评测，其中，所述压力容器周围温度< 205°C或所述压力容器周围温度为205°C 425°C、所述压力 容器外表面满足要求时进行所述一级评测，所述一级评测是指检测压力容器防火涂层和涂 层的完整性后检测设备的密封性；所述压力容器周围温度> 425°C或所述压力容器周围温度为205°C 425°C、所述压力 容器外表面不满足要求或经所述一级评测检测确定密封性不满足要求时进行所述二级评 测；所述二级评测的步骤依次为检测压力容器变形尺寸；测试硬度；测试抗拉强度、确定 最高许用工作压力；判断蠕变区域，确定蠕变寿命或检测压力容器的密封性；经所述二级评测测试硬度不合格、或最高许用工作压力不合格、或蠕变寿命不能够接 受、或密封不合格进行三级评测，所述三级评价的步骤依次为进行现场金相分析、力学性 能实测以及应力分析后测试硬度；修补裂缝区域、或进行冲击试验，修补裂缝区域；或进行 正火处理后重复所述测试硬度步骤；或进行正火处理后进行更换或报废处理；或进行金相 分析，观察组织中是否包含马氏体、贝氏体和魏氏铁素体，进行正火处理后重复所述测试 硬度步骤；或进行正火处理后进行更换或报废处理；或观察是否是标准的珠光体铁素体组 织，标定采取新的硬度或重复进行金相分析步骤。
2.如权利要求1所述的安全评测方法，其特征在于，所述确定最高许用工作压力的方 法是基于应力-强度干涉模型的压力容器短时受火的可靠性分析方法，所述可靠性分析方 法包括(a)用于将受损设备分析数据输入有限元模型数据库，参考可靠性分析数据库，建立有 限元分析数据的步骤；(b)用于将有限元分析数据送入有限元模型和可靠性分析模型库，建立基于应力-强 度干涉模型的概率有限元分析数据的步骤；(c)用于将计算结果存入可靠性分析数据文件的步骤；(d)重复步骤(b)，(c)进行计算的步骤；(e)用于将满足设定要求的基于应力-强度干涉模型可靠性分析数据文件进行可靠性 分析计算，得出所要求的可靠性分析结果的步骤；其中，所述计算包括计算受火后屈服强度及标准差、最大承载应力及标准差、以及可靠度。
3.如权利要求2所述的安全评测方法，其特征在于，所述最高许用工作压力采用如下 公式计算
4.如权利要求3所述的安全评测方法，其特征在于，所述[ο]为受火灾后材料的许用 应力Safd，采用如下公式计算其中，Cisffl为工作安全系数；SaA为在硬度测量时，周围环境温度下的原始设计许用应力 或标准许用应力；saT为原始设计许用应力或具体设计温度下的标准许用应力；Sutsht为基于 硬度测量从第一步得出的极限抗拉强度。
5.如权利要求3所述的安全评测方法，其特征在于，所述最大承载应力采用如下公式 计算压力容器为圆筒体，S = PD/2 δ d或压力容器为球体，S = PD/4 δ d，其中，P为内压；D为容器的平均直径；δ d为筒体厚度。
6.如权利要求3所述的安全评测方法，其特征在于，所述可靠度的计算采用如下公式 计算
全文摘要
本发明公开了一种压力容器短时受火后的安全评测方法，包括检测受火时压力容器周围温度；根据所述温度确定进行一级评测或二级评测，其中，一级评测是指检测压力容器防火涂层和涂层的完整性后检测设备的密封性；二级评测为检测压力容器变形尺寸；测试硬度；测试抗拉强度、确定最高许用工作压力；判断蠕变区域，确定蠕变寿命或检测压力容器的密封性。或在二级评测后进行三级评价进行现场金相分析、力学性能实测以及应力分析后测试硬度等。本发明提供的技术方法可用于压力容器设备短时受火后的安全性分析，避免不必要的维修和保费，进而提高高温生产设备检修计划制定的合理性。
文档编号G06F19/00GK102052995SQ20101052745
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者刘长虹, 杜黄立, 涂善东, 轩福贞 申请人:华东理工大学