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对压力容器进行服务评估的健身

通过德拉Anggabrata |审查Raghvendra Gopal选择目录
发布日期:2021年3月29日
关键的外卖

使用适应度(FFS)是用于确定在职设备是否适合继续使用的标准和最佳做法。

压力设备被定义为一种密封装置有压力的差异内部和外部环境之间。压力设备的一些例子是管道和压力容器用于运输和储存流体。

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在石油和天然气行业,最常见的故障在役压力设备是由于局部腐蚀.这是一个重大威胁,因为它可能导致生产损失、意外释放、对其他结构的破坏,以及对工人和公众的伤害或死亡。

2018年,一条30英寸的石油管道发生腐蚀故障,导致爆炸,令人遗憾的是,一些工人死亡。调查得出结论腐蚀是由外部设备损坏引起的涂层.(在本文中了解管道故障机制管道腐蚀和失效的类型。)不幸的是,在失败之前未检测到腐蚀。如果检测到腐蚀有多种安全准则可用以便工程师评估设备的状况。

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腐蚀损伤的使用适应性(FFS)

健身服务(FFS)是用于确定在役设备是否适合继续使用的标准和最佳实践。如表1所示,有许多著名的FFS方法。最流行的手术由美国石油研究所(API)发表API 579,它对一般金属损失(第4节)、局部金属损失(第5节)和点蚀(第6节)的评估有单独的程序。

英国标准协会出版BS 7910为结构缺陷评估提供指导。BS 7910附录G程序包括管道和压力容器的一般和局部金属损失,但与API 579的局部金属损失有一些不同。

接近/标准
值得注意的点
API RP579,第4、5、6章
一般腐蚀、局部腐蚀和点蚀。主要是设计基于代码。
ASME B31G
管道。保守的。
英国能源R6崩溃解决方案
适用于环向腐蚀的快速评估。
BS 7910附件G
源于英国天然气公司的管道程序。
DNV RP F101
用于管道和管道。包括部分安全系数和外部荷载。
PD 5500和ASME代码案例
例如,考虑使用实际强度而不是SMYS。
逆向设计代码
PD5500,ASME等。简单。利用实际厚度与代码要求。
管道,肘部和压力容器的外壳全球解决方案手册
内部程序。结合方法:RP579、R6和EPERC。

表1。各种方法和标准

FFS方法和API 579

壁的厚度变薄被监控建立腐蚀速率以及资产的剩余寿命。这些参数被认为是预测和拒绝准则的一部分,用于确定其余的使用寿命腐蚀数据采集过程中的使用价值。

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从a获得数据收集非破坏性检验(NDE)等方法自动超声波检测.该方法可用于检测水平压力容器。(学习其他的技术7检测压力容器泄漏的最佳方法.)

图1显示了在疑似腐蚀细化区域上连续扫描的自动超声波试验机的结果。记录每个网格点处的厚度轮廓以供以后分析。

腐蚀减薄区检查网格。

图1.腐蚀细纹的检查网格

对资产剩余寿命的估计可以从以下逐步指南中获得由API 579标准提供。通过以下数学公式计算圆周和纵向平面处的最小所需壁厚:

地点:

E焊接效率系数

年代=容许应力

P最大设计压力

R压力容器半径

然后将这两个数字与从超声波测试结果中获得的平均测量厚度进行比较。压力容器的剩余寿命是由腐蚀速率和测量之间的时间间隔决定的,公式如下所示。(相关阅读:腐蚀速率转换:在常见腐蚀单元之间转换数据的简单方法.)

计算确定压力容器的腐蚀速率和剩余寿命。

通过公式

计算确定压力容器的剩余寿命。

注意结构的不连续性

FFS评估程序有局限性,因为它们几乎总是来自简单的直管,不采取不连续考虑在内。在有几何变化的位置(如头和壳接头),有增加弯矩由置换不相容引起。由图2所示的自由体图可知剪切力力矩的结果是径向位移。

位于头壳连接处的不连续处的载荷。

图2。位于头壳连接处的不连续处的载荷

此外,结构不连续也带来了额外的挑战,因为它们没有得到爆破试验数据的充分验证。建议资产所有者确保负责的承包商拥有有限元分析(FEA)这些几何形状的经验或验证案例。

结构不连续问题往往很难分析解决,有时是不可能的。

考虑喷嘴处的不连续

喷嘴的应力曲线甚至比在其他不连续等上更复杂。的principle stresses at the inside surface of the corner are in the axial plane of the main shell as shown in Figure 3. API 579 has adapted the area replacement rules (i.e., reverse design) to prevent global failure of a corroded nozzle, but this does not explicitly safeguard against local collapse of the corroded ligament.

图3。复合原理沿筒体到喷嘴接头受力。

图3。复合原理沿筒体到喷嘴接头受力。

为避免腐蚀喷嘴的全球崩溃,可以遵循以下可用方法:

第1部分“区域替换规则”

焊接研究委员会的方法(WRC 107),或

bspd5500弹性应力设计规范

评估的选择取决于可用的输入参数,以及哪种方法能确保完整性而不过于保守。然而,使用全局崩溃标准并不总是足以确保适合服务和喷嘴腐蚀评估无标准方法已被全世界普遍接受。

区域更换的方法,以确保足够的整体喷嘴强度。

图4.区域更换方法,以确保充足的全局喷嘴强度。

腐蚀FFS程序的未来

美国和欧洲的代码委员会继续建立彼此的经验,因此FF的未来可能是从协同作用中吸取的合并教训。在不久的将来,API,BSI和其他标准的认可将提高用户的信心并鼓励更广泛的应用。

此时,API 579和BS 7910是最常用的程序。API 579的应用适用于美国机械工程师协会(ASME)设备。API 579在其他设备上的应用需要仔细解释程序。

BS 7910可以应用于更广泛的设备,因为它以更广泛的方式编写而不参考特定的行业特定的设计代码。虽然用户可以使用他们的判断,但BS 7910仍然需要一些评估水平的技术专业知识,随着评估水平的增加,保守主义的水平降低。

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德国Anggabrata的个人资料图片

德拉是一名土木工程师,在咨询行业拥有丰富的发展经验,具有将土木和岩土工程结合起来的独特技术技能。她的工作主要集中在加拿大不列颠哥伦比亚省下大陆的地下基础设施项目。她的一些项目包括大直径水管、水和废水处理厂、卫生设施和土地开发。她是工程设计和项目管理的关键贡献者,也为团队取得的每一次成功提供了坚实的基础。

黛拉在温哥华英属哥伦比亚大学获得土木工程学士学位,毕业时获得了优异的成绩。在她的空闲时间,她是一个烹饪的美食家,喜欢旅行和打网球。她总是渴望品尝和体验新的菜肴和食谱。

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