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第二节在用压力容器缺陷评定方法一、缺陷评定中的“合于使用”原则压力容器不可避免地存在不同程度的缺陷，而且压力容器在使用过程中，还会因载荷、介质等各种因素的影响，萌生出新的缺陷。如果坚持不允许任何缺陷存在那是不经济的，如果不加分析任其存在，那也是危险的。实践证明，并非所有超标缺陷都导致压力容器失效，重要问题是对缺陷加以区别，进行必要的分析评定，消除那些带有潜在危险的缺陷，而对安全没有威胁的缺陷则予以保留。加之实践也证明，返修过程中电弧气刨、焊接等过程不可避免地对材料性能产生影响，有可能加速材料的劣化，从而使结构失效。另外，不必要的返修和报废压力容器会造成巨大的经济损失。为此，工程界提出了基于“合于使用”（fitness-for-service）原则的压力容器安全评定方法。由无损检测发现的焊接缺陷，经过按规范中偏安全的断裂力学方法分析之后，如果确认不致发生断裂或失稳破坏，且还有足够的安全裕度，则这些缺陷就被认为是安全的、可接受的。对这种不符合设计制造规范（或称控制质量规范）的缺陷予以保留，且投用后既不致引起危险，又能保持容器完整性的缺陷处理原则，称为“合于使用”原则。一、缺陷评定中的“合于使用”原则2020/2/194《固定式压力容器安全技术监察规程》7.7合于使用评价：安全状况等级定为4级并且监控期满的压力容器，或者定期检验发现严重缺陷可能导致停止使用的压力容器，应当对缺陷进行处理，缺陷处理的方法包括采用修理的方法消除缺陷或者进行合于使用评价。二、安全监察法规对缺陷评定的基本要求2020/2/195合于使用评价工作应当符合以下要求：（1）承担压力容器合于使用评价的检验机构须经过国家质检总局批准。（2）压力容器使用单位向批准的检验机构提出进行合于使用评价的申请，同时将需评定的压力容器基本情况书面告知使用登记机关；（3）压力容器的合于使用评价参照GB/T19624《在用含缺陷压力容器安全评定》的要求进行，承担压力容器合于使用评价的检验机构，根据缺陷的性质、缺陷产生的原因，以及缺陷的发展预测在评价报告中给出明确的评定结论，说明缺陷对压力容器安全使用的影响；二、安全监察法规对缺陷评定的基本要求2020/2/196（4）压力容器合于使用评价报告，由具有相应经验的评价人员出具，并且经过检验机构法定代表人或者技术负责人批准，承担压力容器合于使用评价的检验机构对缺陷评定结论的正确性负责；（5）负责压力容器定期检验的检验机构根据合于使用评价报告的结论和其它检验项目的检验结果确定压力容器的安全状况等级、允许运行参数和下次检验日期，并且出具检验报告（6）使用单位将压力容器合于使用评价的结论报使用登记机关备案，并且严格按照检验报告的要求控制压力容器的运行参数，加强年度检查。二、安全监察法规对缺陷评定的基本要求三、国外压力容器缺陷评定规范进展•以线弹性断裂力学为基础的评定规范。•以弹塑性断裂力学COD方法为主的评定规范；日本JWES2805，英国BSIPD6493•以失效评定图（FAD）技术为基础的评定规范；英国R6，欧洲SINTAP，美国API579，我国GB/T19624。R6英国中央电力局（CEGB）提出的R6评定准则是一个双判据准则，该准则经历了4次修订。1976年英国CEGB发表了题为“带缺陷结构完整性评价”R/H/R6报告，给出了一条失效评定曲线，1977年作了第一次修订，1980年又进行了第二次修订，1986年第三次修订是一次极为重要的修订，对老R6曲线作了彻底地修改，以J积分取代窄条区屈服模型，给出了3条失效评定曲线。关于塑性失稳载荷的计算，将1986年以前的以材料的流变应力为基础改为以材料的屈服强度为基础。而最近的一次修订是在2001年，是由英国BritishEnergy（英国核电公司）、BNFL（英国核燃料公司）及AEA（英国原子能管理局）组成的结构完整性评定规程联合体下的R6研究组编制的。API579（美国石油协会）API579的工业背景是石油化工承压设备，其特点是更多反映了石油化工在役设备的安全评估。API579与其它标准不同之处是不仅包括在役设备缺陷安全评估，还在很广范围内给出在役设备及其材料的退化损伤的安全评估方法，如：均匀腐蚀的评定、局部减薄及槽状缺陷的评定、点蚀的评定、鼓泡及分层的评定、高温蠕变操作元件的评定、火灾对设备造成损伤的评定。四、我国在用压力容器缺陷评定规范•1984年提出了以COD理论为基础的《压力容器缺陷评定规范》(CVDA-84)•2004年提出了采用三级评定的国家标准《在用含缺陷压力容器安全评定》(GB/T19624)GB/T19624-2004根据“合于使用”和“最弱环”原则，用于判别在用含缺陷压力容器及管道在规定的使用工况下能否继续安全使用的一种安全评定方法。GB/T19624-2004简介GB/T19624-2004•GB/T19624-2004:在用含缺陷压力容器安全评定适用范围：1.平面缺陷：包括裂纹、未熔合、未焊透、深度≥1mm咬边2.体积缺陷：包括凹坑、气孔、夹渣、深度＜1mm咬边等失效模式：1.断裂失效2.塑性失效3.疲劳失效评定方法：1.简化评定2.常规评定3.分析评定缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）缺陷表征（P141-142）平面缺陷评定中所需应力的确定评定中应考虑的载荷及其产生的应力平面缺陷评定中所需应力的确定材料性能数据的测定与选取平面缺陷简化评定的评定程序由纵坐标、横坐标以及等于0.7的水平线和等于0.8的垂直线所围成的矩形为安全区，该区域之外为非安全区。rsr平面缺陷的常规评定0.00.20.40.60.81.01.20.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0LrKrFAC常规评定的失效评定图平面缺陷的常规评定知识要点•1、断裂力学与传统强度理论的主要差别是什么？•2、简述缺陷评定中的“合于使用”原则。•3、写出应力强度因子KⅠ的含义和K判据的表达式，说说该判据适用范围。•4、COD的定义是什么？COD判据的物理意义是什么？•5、简述双判据法失效评定图的物理意义。计算题•某石油化工厂有一台1000m3的球形贮罐，该贮罐在开罐检查时发现焊缝处有一长280mm，深18mm的内表面缺陷，试按应力强度因子法对该裂纹作出评价(因a/t0.7，按2c=280mm穿透裂纹计算)。主要计算参数为：Di=12250mm，t=21.5mm,材质16MnR,σs=33Kgf/mm2,KIC=322Kgf/mm3/2,P=0.6MPa。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。