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压力容器设计中有关标准实施
2008-07-08 20:32:07  作者:  来源:互联网  浏览次数:4  文字大小:【】【】【
  •   讨论了GB 150—1998《钢制压力容器》和《压力容器安全技术监察规程》实施过程中的几个问题(腐蚀介质、设计使用寿命和压力试验),并阐述了作者自己的见解。 关键词:压力容器;标准; 腐蚀介质;设计使用寿命; ...
讨论了GB 150—1998《钢制压力容器》和《压力容器安全技术监察规程》实施过程中的几个问题(腐蚀介质、设计使用寿命和压力试验),并阐述了作者自己的见解。
 
关键词:压力容器;标准; 腐蚀介质;设计使用寿命; 压力试验
中图分类号:TB657.9 文献标识码:A
    GB 150—1998《钢制压力容器》实施以来,广大设计人员在标准使用过程中遇到了一些困难,提出了不少问题,尤其对标准中自的一些定性不定量的条文,由于对标准的理解不同,出现了一些问题:本文着重讨论了GB 150—1998《钢制压力容器》和《压力容器安全技术监察规程》在实施过程小儿个典型的问题,提出了自己的见解,希望对大家有昕帮助。
1 空气是腐蚀介质还是轻微腐蚀介质
    在压力容器设计过程中,当介质为空气时,有人将空气看成轻微腐蚀介质,也有人将其视为腐蚀介质,各有理由,各有根据,谁是谁非,很难断定。但介质腐蚀性的确定对压力容器设计起着重要的作用,它关系到容器材质、壁厚、结构等的确定。
    腐蚀就是“由于材料和它所处的环境发生反应而使材料的性质发生恶化的现象” 从物理化学观点看,绝大多数金属都上具有勺周围环境介质发生作用而转入氧化(离子)状态的倾向,因此,金属发生腐蚀是一种自然白勺趋势, 且随处可见。空气对金属的腐蚀在很大程度上取决于大气的成分、温度、湿度。图1是抛光碳钢试样随空气相对湿度增加时的腐蚀情况[1]。 
    (1)纯净空气对碳钢的腐蚀是很小的,且随湿 度的增加而只有轻微增加。
    (2)在污染空气中, 当相对湿度不高于70% 时,即使长期作用,对碳钢的腐蚀也是较小的;但 在空气中有二氧化硫存在时, 当相对湿度高于 70%的情况下,空气对碳钢的腐蚀率将大大增加。
    (3)被硫酸铵和煤烟固体粒子污染的空气会使金属腐蚀加速。
    可见,在污染的空气中,当相对湿度低于临界湿 度时,金属表面没有形成水膜,受到的是由于化学作 用引起的腐蚀,其腐蚀速率很小:当相对湿度高于临 界湿度时,由于在金属表面形成水膜,此时便发生严重的电化学腐蚀,所以其腐蚀速率便大大增加。
    据上所述,在压力容器设计过程中,将空气笼 统地定为轻微腐蚀介质或腐蚀介质均是不严谨、不 准确的,应根据不同的设计条件而分别确定:一般 说来,当介质为干燥空气(相对湿度不高于70%) 时,可视空气为轻微腐蚀介质, 否则应将其定为腐 蚀介质。
2 压力容器的设计{吏用寿命
    《压力容器安全技术监察规程》第32条规定: “为防止压力容器超寿命运行引发安全问题, 设计 单位一般应在设计图样上注明压力容器设计使用寿 命”。同样,GB 150—1998《钢制压力容器》第 3.3.5.2条规定:“应根据预期的容器寿命和介质对 材料的腐蚀速率,确定腐蚀裕量”可以看出,两 者都要求设训—单位对压力容器的设计使用寿命有一 个明确的预期和表示二而就目前大多数设十卜者来 说,都不愿意在图样上注明压力容器的设计使用寿 命,因为压力容器设计使用寿命的确定是一个较为 复杂的问题,它涉及到材料的选用、腐蚀裕量的确 定、容器结构设计、使用环境等多种因素:而准确 地预计设计使用寿命,一方面反映了设计者的设计 经验和水平,另一方面亦是对容器使用单位白勺安全 负责。当然,设计使用寿命仪是没计者根据容器的 设计参数和使用条件给予的一个预期的数据,它并 不是容器的真正使用寿命,其作用是提醒使用者,当使用时间超过设计使用寿命时,应缩短检验周期,加强必要的防范措施。
    一般地说,确定压力容器设计使用寿命,主要 应考虑以下几点:①材料的选刚;②腐蚀裕量的确 定;③容器结构设计的合理性及防腐性;④制造工 艺的科学性;⑤非正常闲素(如超工况运行等), ⑥对于低温绝热压力容器,另应考虑绝热寿命。
    按国际压力容器设计的惯例,应在图纸上标明 压力容器的设计使用寿命,这样做才能真正体现对 用户和对设备安全高度负责的精神,也能大大地降 低压力容器的爆炸事故(违觇操作、长期超过设计 使用寿命运行是引发压力容器的爆炸的主要因素)。 除了一些特殊或重要的没备,一般我们可将设计使 用寿命定为10~15年(例如,《压力容器安全技术 监察规程》表3-3中腐蚀裕量的确定,亦是按10~15年设计使用寿命而定的)。
3 压力试验
    压力试验(此指耐压试验)是压力容器设计的 重点之一,是否可以免除以及免除后应采取哪些措 施也是设计者需要重点考虑白引司题。设计者不能也 不应该轻易提出免除压力试验的要求,更不应该在 设汁阶段忽略厂免除压力试验所应该采取的措施。 新版《压力容器安伞技术监察规程》第30条规定: “对不能进行耐压试验和气密性试验的,应注明计 算厚度和制造及使刚的特殊要求,并应与使用单 位协商提出推荐

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