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文档简介
长周期运行影响因素与科研、技术标准支撑体系内容提要长周期运行影响因素长周期运行的对策和措施承压设备安全技术进展在役承压设备技术标准体系中国特种设备检测研究院长周期运行影响因素中国特种设备检测研究院
人员因素工艺因素设备因素管理因素环境因素长周期运行影响因素设计建造安装运行与检修维护总体目标——建立系统的解决方案环节因素长周期运行影响因素设计裕度小,只能满足标准的基本要求;配套设备设施不满足长周期要求。投资技术管理引进技术国产化、特殊结构设计、设备失效机理研究方面经验欠缺;设计寿命计算技术积累不够未形成设计缺陷的闭环管理机制设计阶段长周期运行影响因素减三线CrMo钢管道焊缝开裂(焊接质量)S-Zorb反应器过滤器垫片断裂(垫片质量)内构件磨损泄漏(耐磨衬里失效)二级旋风分离器料退堵塞(衬里脱落)投资质量有利于长周期运行的辅助措施没有在建造安装环节统筹考虑规范和标准执行度差,关键环节如材料复验、焊接控制把关不到位建造安装阶段长周期运行影响因素工艺生产与设备的协调性检修维护运行与检修维护原油来源与组成不稳定,原料性质的变化引起工艺波动,造成系统及设备的损伤。实际运行条件偏离设计,造成系统及设备的损伤。节水减排等措施与防腐蚀工作需要统筹考虑。部分检维修队伍技术能力与成套装置检修的要求不匹配。在线监检测的全面性、准确性和有效性不够。检修计划项目、内容的科学性、针对性有待提高。运行与检修维护
人的因素长周期运行影响因素对使用单位基层管理人员提出了更高的要求。施工单位人员流动大,技术工人缺乏。监理人员独立行使质量控制职责的素质和能力有待提高。
长周期运行影响因素法规——解决压力管道的检验周期与装置长周期运行的矛盾缺乏法规依据。环境因素(法规标准的适用性)技术标准——炼化装置长周期运行的检验、检修、维护等标准体系需要进一步完善。缺乏具有可操作性的在线监测技术规范。长周期运行的对策和措施中国特种设备检测研究院长周期运行的对策和措施——设计阶段基于可靠性的设计设计更新设计理念基于全寿命周期的设计基于风险的设计再沸器支座结构设计不合理导致焊缝疲劳开裂设计选材不合理,造成瓦斯气管道应力腐蚀开裂设计方使用方CF62钢球罐开裂失效反应器局部应力精确分析管壳式换热器换热器流场分析三通管件塑性破坏模式分析球罐结构总体强度分析蒸汽管道温度场、流场参数计算及危险部位评估球罐支腿地震响应分析长周期运行的对策和措施——建造安装阶段完善长周期运行装置前期管理的制度及准则规范前期管理对避免材料误用、焊接等关键工序进行施工质量监理、对标准件的产品质量实施试验室评价等。强化监督抽查塔器制造监督抽查新金属材料压力容器验证试验长周期运行的对策和措施——运行与检修维护对原油品种进行评价,从总体上优化原油配置,使各分公司加工原油的种类相对稳定。在原油储运环节,采取调和、过滤、低温破乳、对污油分类回炼等措施,控制入装置原油品质。针对实际运行条件偏离原设计的情况调整、优化工艺运行方案,对流程中腐蚀介质含量进行监控。建立腐蚀在线监测系统,进行腐蚀趋势分析。采用冲蚀仿真预测冲蚀部位,确定定点测厚布点。开展材质评价,依据评价结果制定监测措施或更新升级方案。操作容限分析——对出现损伤或超设计参数运行的设备进行允许的操作界限值予以界定(压力、温度、介质、流速),为生产方案的调整和运行监测提供分析、决策支持。工艺生产与设备的协调性长周期运行的对策和措施——运行与检修维护阶段建立检维修资质评审技术规范,开展检维修承包商的资质认证工作,实行分级分类管理。重要生产装置全面应用RBI、RCM、SIL等技术手段,制定相匹配的检验、检修、维护策略。利用腐蚀在线监测、机泵群在线监测以及先进的检测技术手段,作为故障诊断、运行状况监控的辅助措施。建立共享的石化设备失效案例库(按装置、设备、失效类型分类)。探索总成维修的管理模式提高检修的质量和效率。压缩机转子叶片断裂分析
检修维护案例:某公司炼油装置管道长周期运行保障技术应用RBI分析流场分析筛选高风险管道在线检测剩余寿命核算确定重点监测部位提出停机时的更换修理方案和材质升级建议实际壁厚确定安全裕度Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区有保温层低温管道(-10℃<temp<20℃)有保温层且操作温度在100℃<temp<121℃管道或间歇操作管道Cr-Mo钢材质有衬里覆盖所有腐蚀速率回路使用单位认为有必要检验的材质劣化带保温层低温管道管道RBI筛选原则案例:某公司炼油装置管道长周期运行保障技术应用冲蚀区域分布图(气液两相)管道冲蚀分析及测厚布点图流场分析管线选取原则:高温硫+环烷酸/低温硫冲蚀-腐蚀结果:5套主体装置10条管道检测结果及剩余寿命预测共发现蒸馏、催化等8个装置共17条线存在严重腐蚀减薄通过剩余寿命计算,对161条管线减薄严重部位提出更换建议案例:某公司炼油装置管道长周期运行保障技术应用先进在线检测技术应用管道不拆保温层在线脉冲涡流测厚声发射检测管道内腐蚀/外腐蚀低频长距离超声导波在线检测(LRUT)工业管道在线漏磁检测案例:炼油化工装置静设备风险管理策略应用在某公司对主要炼油化工装置已经进行了两个大修周期的风险评估工作,完成了评估、在线降险、检验、验证的全过程,初步建立起静设备基于风险的管理体系。评估检验验证在线降险系统功能系统管理基础数据管理腐蚀监测管理风险管理专家系统GIS平台展示档案数据管理检验数据管理风险及损伤机理管道冲蚀图例库材料性能数据库选材数据库测厚计划管理测厚点管理测厚数据管理测厚超标报警在线腐蚀监测腐蚀速率报警腐蚀案例库风险矩阵图动态更新安全阀校验周期提醒设备检验周期提醒检修计划自动生成剩余寿命预测失效模式判别材质适应性评价密封泄漏监测评价风险动态显示腐蚀超标报警管道冲蚀及布点优化测点图形展示设备图形与数据库关联用户管理角色管理权限管理系统基础数据管理风险动态更新案例:风险管理策略的进一步发展——成套装置预知维修系统2023/2/622案例:风险管理策略的进一步发展——成套装置预知维修系统2023/2/623案例:风险管理策略的进一步发展——成套装置预知维修系统2023/2/624案例:风险管理策略的进一步发展——成套装置预知维修系统长周期运行的对策和措施人员因素对使用单位基层管理人员开展有关长周期运行的制度和技术标准的专项培训。对检维修作业人员开展专项技术培训,实行持证管理。对从事腐蚀监测、风险评估、设备运行状态监测的专业技术人员进行能力培训与资质评定。长周期运行的对策和措施法规——协调政府,使管道检验、安全阀校验等与长周期运行相适应环境因素(法规标准的适用性)技术标准——建立与长周期相适应的技术标准体系
系统解决方案的要素及特点人员设计阶段的失效模式和本质安全建造阶段的质量控制使用阶段的状态监测与寿命预测与长周期运行相匹配的人员素质和能力内部人员外部人员设备明确的组织结构基于风险和可靠性的理念、资产完整性管理配套的制度、规范
法规的协调性技术标准的支撑性管理环境全寿命周期解决方案长周期运行的对策和措施
系统解决方案的要素及特点实现形式管理实施主体石化企业及其合作伙伴支撑来源技术手段制度规范核心目标长周期运行长周期运行的对策和措施
长周期运行的对策和措施系统解决方案的实施是一个复杂且需要时间的过程,当前我们需要从基础入手,同时也可以进行一些具备条件、显效快的工作:科研支撑规范与技术标准体系的建立信息共享(故障与失效案例数据库)承压设备安全技术发展中国特种设备检测研究院2023/2/631高参数、大型化乙烯单套装置煤液化装置、加氢反应器大型原油储罐、LNG储罐介质苛刻化高含硫原油
高含酸原油长周期运行乙烯装置——五年主要炼油一次装置——四年非设备因素影响人的因素操作因素环境因素管理因素自然灾害因素智能化、网络化、自动化、信息化系统企业设备管理承压设备安全技术发展——趋势和特点当前技术方法体系的局限性:重要关键设备的失效模式检测的针对性不强,容易产生漏检检测技术针对缺陷的中晚期阶段检测手段以停机检测为主重要损伤模式的发展趋势预测方法风险评估是静态的非设备因素对压力容器安全的影响使用环节:对检验和维护提出了更高的要求承压设备安全技术发展——形势和挑战缺乏失效机理与失效模式等数据库支撑,没有考虑动态服役环境中的各种风险因素,无法预先确定承压设备的使用寿命突然失效或过早失效,无法保证安全性选材或制造工艺过高要求,造成不必要浪费,缺乏经济性生产环节:对设计和制造提出了更高的要求承压设备安全技术发展——形势和挑战“新容规”3.6条规定了对第Ⅲ类压力容器,设计时应当出具包括主要失效模式和风险控制等内容的风险评估报告。主要是因为
在国家发改委、机械工业联合会重大办、中石化、中石油等单位的努力下,重大装备国产化成绩喜人。千万吨炼油、百万吨乙烯与PTA中的承压设备大都已实现国产化。但在必要的基础关键技术研究方面,仍有不足。◆部分在役压力容器失效事故的原因在设计制造阶段考虑不周承压设备安全技术发展——形势和挑战————————————————————————————————————
某钢厂生产的CF钢板使用中和建造中的球罐开裂失效:福建炼化1999年建造的2台2000m3丙烯球罐燕山石化1998年建造的6台2000m3液化石油气球罐1998年兰州石化2台2000m3乙烯球罐2002年宝钢一台650m3氧气球罐至2008年,开裂仍在不断发生承压设备安全技术发展——形势和挑战
某石化公司乙二醇装置环氧乙烷反应器/气体冷却器的气体冷却器外壳位于接管上方的环焊缝泄漏(两处,为裂纹形状)。
环氧乙烷反应器泄漏承压设备安全技术发展——形势和挑战设计、制造与使用、寿命相关联风险与寿命观念→突然失效、事故→不安全设计选材、制造工艺→成本考虑、不浪费适应过程工业对压力容器的需求
全球原油品质劣化——介质腐蚀加剧装置大型化——高强钢使用(裂纹敏感性增大)
长周期安全运行——提高企业国际竞争力
与时间相关的退化机理影响不得不在设计中考虑承压设备安全技术发展——形势和挑战设计制造环节相应技术标准的缺失基于风险的设计损伤模式与失效模式寿命计算方法使用环节技术标准缺失安全技术规范与技术标准关系对法规标准体系的要求承压设备安全技术发展——形势和挑战总体目标前期成果横向拓展纵向深入使用环节生产环节以预知检测评价为基础的设备动态风险管理体系建立基于全寿命过程失效模式的设计制造技术方法体系压力容器法规标准体系承压设备安全技术发展——主要研究方向生产环节以重要压力容器为研究对象,开展设计制造关键技术研究,攻克关键技术,建立承压设备基于失效模式的设计制造综合技术方法与系统安全集成技术方法,并进行工程示范,实现对早期阶段的风险控制与预防,提高承压设备的安全性和经济性,使其安全地服役到预定寿命。目标承压设备安全技术发展——主要研究方向41生产环节主要任务设计、制造阶段的风险控制技术全寿命过程风险识别与评价技术6.高温结构蠕变疲劳裂纹萌生评估技术5.应变强化设计方法4.特殊条件压力容器分析设计计算方法3.基于断裂力学的无损检测缺陷分级2.焊接残余应力分布及消残效果评价1.基于失效模式的设计制造技术方法2.复杂腐蚀环境下失效概率计算方法3.寿命与风险控制参量表征与评价指标4.全寿命过程风险影响因素数据库1.全寿命过程风险识别与演化规律承压设备安全技术发展——主要研究方向使用环节——目标承压设备安全技术发展——主要研究方向关键词:“预知检测评价”、“动态风险管理”预知检测是手段和数据来源、动态风险是结果,在动态风险的基础上建立预知检测策略,形成闭环,不断循环的过程,是系统不断完善的过程。使用环节——目标评价预知检测动态风险承压设备安全技术发展——主要研究方向重要关键设备失效模式失效部位预知技术低温储罐煤化工装置压力容器压力容器、工业管道流场腐蚀仿真与预测超高压管式容器大型常压储罐储气井2.预知检测监测技术3.预知评价技术4.动态风险分析方法风险演化规律研究5.系统集成软件开发使用环节—主要任务承压设备安全技术发展——主要研究方向1.重要关键设备失效模式失效部位预知技术3.预知评价技术4.动态风险分析方法风险演化规律研究5.系统集成软件开发使用环节—主要任务2.预知检测监测技术腐蚀探针预埋传感器早期损伤预知技术在线检测监测技术腐蚀减薄开裂材料性能退化动态数据采集技术脉冲涡流技术电磁超声技术超声波导波技术声发射技术电磁超声技术预埋传感器微型试样材料力学性能试验方法预埋传感器物联网技术早期腐蚀损伤检测疲劳损伤早期检测复合材料压力容器早期损伤检测承压设备安全技术发展——主要研究方向1.重要关键设备失效模式失效部位预知技术2.预知检测监测技术4.动态风险分析方法风险演化规律研究5.系统集成软件开发腐蚀高温疲劳复杂环境下的趋势预测与评价技术高温环境趋势预测与评价技术环烷酸湿硫化氢有机酸腐蚀环境趋势预测与评价技术多种介质交互作用蠕变其他高温损伤使用环节—主要任务3.预知评价技术承压设备安全技术发展——主要研究方向1.重要关键设备失效模式失效部位预知技术2.预知检测监测技术3.预知评价技术4.动态风险分析方法风险演化规律研究5.系统集成软件开发使用环节——主要任务承压设备安全技术发展——主要研究方向1.重要关键设备失效模式失效部位预知技术2.预知检测监测技术3.预知评价技术4.动态风险分析方法风险演化规律研究5.系统集成软件开发成套装置预知维修系统设备动态风险管理系统使用环节承压设备安全技术发展——主要研究方向在役承压设备技术标准体系中国特种设备检测研究院
法律依据《特种设备安全监察条例》第二十八条主要安全技术规范《固定式压力容器安全技术监察规程》《超高压容器安全技术监察规程》《压力容器定期检验规则》《在用工业管道定期检验规程》在役承压设备技术标准体系——当前体系基本技术路线形成背景:二十世纪80年代初期,针对当时普遍存在的压力容器缺陷严重,制造质量“先天不足”。基本原则:
根据“合于使用”的原则对设备进行安全状况分级不能保证安全使用的设备报废淘汰;有原始制造缺陷,但仍能安全使用的设备保留并加以分级管理。在役承压设备技术标准体系——当前体系基本技术路线(续)基本路线:检查和检测→缺陷→安全状况等级→检验周期相关规范和/或政策劳动部于1987年发布文件《在用压力容器检验和缺陷处理参考意见》1990年颁布了技术法规《在用压力容器检验规程》2003年颁布《在用工业管道定期检验规程》(试行)2004年颁布《压力容器定期检验规则》在役承压设备技术标准体系——当前体系合于使用评价技术从“七五”开始,到“八五”、“九五”、“十五”,通过国家攻关课题研究项目,开展了含缺陷设备的合于使用评价方法的研究工作。成果:GB/T19624-2004《在用含缺陷压力容器安全评定》意义:进一步提高了合于使用评价水平,从合于使用评价的角度补充完善了我国目前的压力容器、压力管道检验技术规范。在役承压设备技术标准体系——当前体系当前法规标准体系的作用适用于量大面广的一般性压力容器和压力管道的定期检验;解决我国在二十世纪80年代初期压力容器和二十世纪90年代末期工业管道所面临的量大面广的历史遗留问题,保证特种设备的安全使用。在役承压设备技术标准体系——当前体系ExistingRBI&FFSdocumentsAPI510API570API653APIRP581RISKBASEDINSPECTIONFITNESSFORSERVICERBIRP580/581FFSRP579WorkingDocumentsResearch&referenceDocumentsNewDocumentsAssessmentofcriticalityofdetecteddamageandremaininglife在役承压设备技术标准体系——与API对比中国(常规检验):年度检查——每年一次全面检验——根据安全等级确定(1、2级容器6年,3级容器3~6年一次)耐压试验——原每2个检验周期进行一次(新容规已经修订)中国的检验规范对常规检验周期的规定基本是刚性的,对于压力容器,若要延长检验周期,必须经过严格的程序,并且我国规范没有提出可用在线检验代替内部检验。美国:外部检验——每5年至少进行一次内部检验和在线检验——检验周期不应超过按照腐蚀速率评估的剩余寿命的一半或者10年。如果评估认为其安全运行时间少于4年,则检验周期为其安全运行的剩余寿命,最长不得超过2年。耐压试验——不是必须进行,但检验结果认为有必要时和经过修理改造后的压力容器,应进行耐压试验。API规范对于检验周期的规定是比较柔性的,当满足一定条件时,可以采用在线检验替代内部检验,然后也可根据风险评估的结果延长规范所要求的最低检验期限。在役承压设备技术标准体系——与API对比API:允许用在线检验替代内部检验,但应满足如下条件受结构尺寸的限制或缺少入口,不可能进行内部检验。均匀腐蚀速率小于每年0.125mm、剩余寿命大于10年,并满足下列条件:介质对容器的腐蚀特性起码累计了5年或有同类介质可比较的运行经验;外部检验未发现问题;运行温度不超过材料蠕变温度范围的下限;不会有环境开裂和氢损伤;容器不是带极或极板堆焊。在役承压设备技术标准体系——与API对比
API规范考虑的损伤:腐蚀:全面腐蚀、局部腐蚀等疲劳损伤蠕变损伤超温损伤氢损伤氢脆:氢致裂纹(HIC)、应力导向氢致裂纹(HOSIC)等应力腐蚀裂纹当存在以上损伤的可能时,应增加必要的检查方法,其检查结果可根据APIRP579进行合于使用的评价。在役承压设备技术标准体系——与API对比
APIRP579可进行的评价类型:脆断评价均匀减薄评价局部减薄评价点蚀评价气泡和起层评价焊接未对正和壳体变形评价裂纹型缺陷评价蠕变区域内工作元件评价火灾危害性评价在役承压设备技术标准体系——与API对比中国:缺陷→安全状况等级→检验周期美国:
对检验的结果进行综合的评价,在保证容器能够在给定工况条件下安全使用的前提下,根据容器的剩余寿命,确定容器的检验周期。在役承压设备技术标准体系——与API对比中国:对安全阀的校验周期进行了强制性规定《容检规》给出了延长校验周期的必要条件美国:给出了建议的安全阀检验周期蒸汽介质:每年一检空气和清洁干燥气体介质:3年一次丙烷、制冷剂:5年一检其它:根据以往的检验情况确定在役承压设备技术标准体系——与API对比我国规范小结:一般性承压设备的定期检验
基本适用,但尚需理顺法规与标准关系大型成套装置和特殊承压设备的定期检验,存在问题长周期运行的客观需求,安全性与经济性的关系,刚性要求与企业生产的矛盾承压装置大型化、高参数化、介质苛刻化→检验难度↑→新的技术问题,本质安全的要求检验的盲目性,缺乏有效技术指导,检验过度和检验不足尚未允许采用在线检测代替全面检验尚未建立我国的RBI技术规范合于使用评价标准更多针对制造缺陷和一般性缺陷在役承压设备技术标准体系——构想与框架大型成套装置长周期安全运行的需要安全性与经济性和谐统一一般性与特殊性统筹兼顾受检设备复杂程度提高的需要设备大型化、高参数化介质苛刻化,高硫高酸油转变观念的需要检验目标:“解决先天不足”→“防患于未然”检验思路:“发现缺陷”→“基于损伤机理的检验”在役承压设备技术标准体系——构想与框架短期目标
建立相关支撑技术标准,实现:检验方案按照损伤模式确定(设计阶段的风险评估);简化合于使用评价程序,增加应用面,扩充GB19624的应用范围;基于风险的检验;按照设备剩余使用年限(剩余寿命)确定检验周期;在线检验技术的应用。长期目标法规与标准的关系(基本安全要求与具体技术过程的关系,强制检验与委托技术检测的关系)完善在役环节标准体系。在役承压设备技术标准体系——构想与框架模块一适用于量大面广的一般性承压设备基本沿用现行的承压设备定期检验规范模块二适用于大型成套装置和特殊承压设备以风险评估和危险源辨识为前提根据评估结果确定检验计划允许采用在线检测允许进行合于使用评价以设备的剩余寿命为检验核心,根据剩余寿命确定设备检验周期在役承压设备技术标准体系——构想与框架制定检验策略停机检验在线检验缺陷处理修理改造合于使用评价风险评估:危险源辨识确定装置检修周期影响装置检修周期的其它因素对风险评估结果的进一步完善一般性风险评估技术规范或标准在线检测技术标准合于使用评价规范或标准装置综合评价技术标准或指导文件检验过程对应规范或标准设备损伤机理技术标准成套装置、特殊性设备检验规则设备损伤机理技术标准成套装置、特殊性设备检验规则检测结果汇总/确定单台设备剩余寿命和检验周期在役承压设备技术标准体系——构想与框架在役承压设备标准体系损伤模式/失效模式基于风险的检验(RBI)检验、检测与维护合于使用评价综合评价/完整性管理通过对已有技术标准调研、分析和广泛征求意见,制定五年内标注制修订计划,对在役承压设备标准体系进行进一步完善。在役承压设备技术标准体系——构想与框架计划编号标准名称20090002-T-469承压设备损伤模式识别五年内相关标准制修订计划电站锅炉材料老化等级评定石油化工装置承压设备失效分析指南《承压设备损伤模式识别》标准已送审,将于7月初完成函审工作,8月完成标准报批稿并上报国家标准委。在役承压设备标准体系损伤模式/失效模式基于风险的检验(RBI)检验、检测与维护合于使用评价综合评价/完整性管理在役承压设备标准体系损伤模式/失效模式基于风险的检验(RBI)检验、检测与维护合于使用评价综合评价/完整性管理标准号标准名称GB/T26610.1-2011承压设备系统基于风险的检验实施导则第1部分:基本要求和实施程序GB/T27512-2011埋地钢质管道风险评估方法SY/T6653-2006基于风险的检查(RBI)推荐作法SY/T6714-2008基于风险检验的基础方法SY/T6828-2011油气管道地质灾害风险管理技术规范SY/T6859-2012油气输送管道风险评价导则SY/T6891.1-2012油气管道风险评价方法第1部分:半定量评价法计划编号标准名称20090130-T-469承压设备系统基于风险的检验实施导则第2部分:检验策略第3部分:定性分析方法第4部分:失效可能性定量分析方法第5部分:失效后果定量分析方法20090131-T-46920090132-T-46920090133-T-46920090001-T-469常压储罐基于风险的检验及安全评价20090004-T-469基于风险检验的电站锅炉安全综合评价实施方法在役承压设备标准体系损伤模式/失效模式基于风险的检验(RBI)检验、检测与维护合于使用评价综合评价/完整性管理报批稿已送审在役承压设备标准体系损伤模式/失效模式基于风险的检验(RBI)检验、检测与维护合于使用评价综合评价/完整性管理计划编号标准名称五年内相关标准制修订计划成套装置基于风险的检验细则城镇燃气PE管线基于风险的检验油气输送站场基于风险的检验LNG站场基于风险的检验油气集输站场基于风险的检验城镇燃气站场基于基于风险的检验加气站储气井基于风险的检验在役承压设备标准体系损伤模式/失效模式基于风险的检验(RBI)检验、检测与维护合于使用评价综合评价/完整性管理在检验、检测和维护方面,我国已有技术标准较多,包括国家标准、石化、石油、电力行业标准和地方标准,这些标准技术要求存在一定差异,标准的范围和内容等不能完全满足在役压力容器、压力管道、锅炉、常压储罐等承压设备的检验、检测和维护的要求。尤其是在线检测方面,一些在线检测技术已取得较好的应用效果,仍缺乏相应的技术标准作为指导。标准号/计划编号标准名称GB/T29459.1-2012在役承压设备金属材料小冲杆试验方法第1部分:总则GB/T29459.2-2012在役承压设备金属材料小冲杆试验方法第2部分:室温下拉伸性能的试验方法GB/T18182-2012金属压力容器声发射检测及结果评价方法GB/T28705-2012无损检测脉冲涡流检测方法GB/T28266-2012承压设备无损检测射线胶片数字化系统的鉴定方法20090007-T-469埋地钢质管道外腐蚀检测评价送审稿已颁布实施计划编号标准名称五年内相关标准制修订计划在役压力容器检验(系列标准,包括:加氢反应器、尿素合成塔/氨合成塔、焦炭塔、再生器、低温绝热压力容器/LNG储罐、液化石油气储罐、超高压水晶釜、医用氧舱、长管拖车、加气站储气瓶等)在役压力管道检验在役电站锅炉检验规程钢制常压储罐检验规则埋地钢质管道内腐蚀检测评价埋地钢质管道外防腐层检测评价密封可靠性分级及评价方法在役承压设备标准体系损伤模式/失效模式基于风险的检验(RBI)检验、检测与维护合于使用评价综合评价/完整性管理在役承压设备标准体系损伤模式/失效模式基于风险的检验(RBI)检验、检测与维护合于使用评价综合评价/完整性管理标准号标准名称GB/T19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定标准号/计划编号标准名称GB/T29460-2012含缺陷聚乙烯管道电熔接头安全评定(已颁布实施)20090003-T-469电站锅炉主要承压部件寿命评估技术导则(已送审)GB/T19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定(待修订)
五年内相关标准制修订计划承压设备合于使用评价(已完成标准草案)电站锅炉寿命管理在役承压设备标准体系损伤模式/失效模式基于风险的检验(RBI)检验、检测与维护合于使用评价综合评价/完整性管理标准号/计划编号标准名称NB/T20013-2010含缺陷核承压设备完整性评定标准号/计划编号标准名称五年内相关标准制修订计划承压设备系统完整性管理埋地钢制管道安全状况综合评价方法常压储罐群完整性管理基于可靠性的电站锅炉安全评价方法HOZAP危险与可操作性分析实施导则安全联锁装置安全等级评价导则
三个核心标准:《承压设备损伤模式识别》《承压设备系统基于风险的检验实施导则》《承压设备合于使用评价》+《在用含缺陷压力容器安全评定》(GB/T19624-2004)在役承压设备技术标准体系——构想与框架《承压设备损伤模式识别》——已送审《承压设备损伤模式识别》机械损伤腐蚀减薄材质劣化环境开裂其他损伤考虑因素:服役环境(包括介质、温度、压力、载荷等)
API571-2011机械损伤均匀或局部减薄高温腐蚀环境开裂其他损伤在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备损伤模式识别》(4类74种)腐蚀减薄:盐酸腐蚀、硫酸腐蚀、氢氟酸腐蚀、磷酸腐蚀、二氧化碳腐蚀、环烷酸腐蚀、苯酚腐蚀、有机酸腐蚀、高温氧化腐蚀、大气腐蚀、冷却水腐蚀、土壤腐蚀、微生物腐蚀、锅炉冷凝水腐蚀、碱腐蚀、燃灰腐蚀、烟气露点腐蚀、氯化铵腐蚀、胺腐蚀、高温硫化物腐蚀、硫氢化铵腐蚀、酸性水腐蚀、甲铵腐蚀。环境开裂:氯化物应力腐蚀开裂、碳酸盐应力腐蚀开裂、硝酸盐应力腐蚀开裂、碱应力腐蚀开裂、氨应力腐蚀开裂、胺应力腐蚀开裂、湿硫化氢破坏、氢氟酸致氢应力开裂、氢氰酸致氢应力开裂、氢脆、高温水应力腐蚀开裂、连多硫酸应力腐蚀开裂、液体金属脆断。在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备损伤模式识别》(4类74种)材质劣化:
晶粒长大、渗氮、球化、石墨化、渗碳、脱碳、金属粉化、σ相脆化、475℃脆化、回火脆化、辐照脆化、钛氢化、再热裂纹、脱金属腐蚀、敏化。机械损伤:机械疲劳、热疲劳、振动疲劳、接触疲劳、机械磨损、冲刷、汽蚀、过载、热冲击、蠕变、应变时效。其他损伤:高温氢腐蚀、腐蚀疲劳、冲蚀、蒸汽阻滞、低温脆断、过热、异种金属焊缝开裂、耐火材料退化、铸铁石墨化腐蚀、微动腐蚀。在役承压设备技术标准体系——当前进展每一种损伤均包括:损伤描述及损伤机理损伤形态敏感材料主要影响因素易发生的装置或设备主要预防措施相关或伴随的其它损伤《承压设备损伤模式识别》——主要内容在役承压设备技术标准体系——当前进展以连多硫酸腐蚀开裂为例1定义描述
奥氏体材料处于高温和含有硫化物的环境中,在设备运行期间,钢表面生成硫化铁。当设备在这种状态下停止运行冷却到室温时,硫化铁就与水分和空气相接触,生成连多硫酸(H2SxO6,x=3,4,5),即发生下列反应:
8FeS+11O2+2H2O→4Fe2O3+2H2SxO6
同时,奥氏体材料在使用过程中发生敏化的部分,或者在制成设备的过程中发生敏化的部分(如焊接热影响区),其晶界上会形成贫Cr区。在这种状态下,若遇到连多硫酸,就会发生沿晶应力腐蚀开裂。这种现象称之为连多硫酸应力腐蚀开裂。在役承压设备技术标准体系——当前进展2裂纹形态:
主要是以沿晶为主
在役承压设备技术标准体系——当前进展
3敏感材料连多硫酸应力腐蚀开裂主要发生在奥氏体材料上,包括奥氏体不锈钢、哈氏合金和含铬的镍基合金
4主要影响因素(1)材料影响连多硫酸腐蚀开裂主要是因为奥氏体材料发生敏化,因此,不适合的材料合金成分、热处理制度、焊接工艺和显微组织都会对增加材料在连多硫酸环境下腐蚀开裂的敏感性。(2)应力影响与应力腐蚀开裂一样,应力越大,开裂所需要的时间越短。在役承压设备技术标准体系——当前进展(3)连多硫酸浓度浓度上升,pH值降低,开裂时间缩短。对于仅含有连多硫酸的介质,有下列关系:在役承压设备技术标准体系——当前进展5受影响的典型装置和设备加氢脱硫装置(反应塔、加热炉、热交换器、配管)加氢裂化装置催化裂化装置硫化、催化剂制造装置6主要预防措施(1)控制环境设备停止期间,通入氮气保护以隔绝大气,或者用碱清洗以中和连多硫酸,或者保温干燥隔绝水的进入。(2)选材选用铁素体材料代替奥氏体材料或者选用在使用温度下不会产生敏化的奥氏体材料;焊接部位进行稳定化处理在役承压设备技术标准体系——当前进展7检测方法渗透等方法可以用来检测连多硫酸腐蚀开裂8伴随其他损伤模式硫化物均匀腐蚀硫化氢应力腐蚀开裂露点腐蚀在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备系统基于风险的检验实施导则》
基本框架:第1部分:基本要求和实施程序(GB/T26610.1)第2部分:基于风险的检验策略第3部分:风险的定性分析方法第4部分:失效可能性定量计算方法第5部分:失效后果定量分析方法报批稿在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备系统基于风险的检验实施导则》第1部分:基本要求和实施程序(GB/T26610.1)在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备系统基于风险的检验实施导则》
第1部分:基本要求和实施程序(GB/T26610.1-2011)在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备系统基于风险的检验实施导则》
第1部分:基本要求和实施程序(GB/T26610.1-2011)在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备系统基于风险的检验实施导则》第2部分:基于风险的检验策略在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备系统基于风险的检验实施导则》第3部分:风险的定性分析方法在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备系统基于风险的检验实施导则》第4部分:失效可能性定量计算方法在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备系统基于风险的检验实施导则》第5部分:失效后果定量分析方法在役承压设备技术标准体系——当前进展《承压设备系统基于风险的检验实施导则》
技术创新:引入制造质量修正因子(超标缺陷修正因子);减薄因子部分(局部减薄)采用极限分析理论(凹坑理论);无设计寿命情况下,按剩余寿命进行计算;通过调研调整管理系统评价各影响因素的分值,建立适合我国国情的管理系统评价方法;根据我国检测技术水平,调整部分检测方法的检验有效性,增加部分在线检测方法的检验有效性;根据我国的国情,对可接受准则(风险目标),检验计划的确定等内容进行了必要调整。在役承压设备技术标准体系——当前进展
■炼油■化工常减压蒸馏催化裂化催化重整加氢裂化延迟焦化成套装置乙烯合成氨尿素聚丙烯芳烃(BPX)《成套装置基于风险的检验细则》在役承压设备技术标准体系——当前进展《成套装置基于风险的检验细则》——标准草案主要内容:装置的损伤机理及分布关键设备主要损伤机理及部位基于风险的检验策略资料性附录A:装置的工艺简介资料性附录B:关键静设备工艺参数、工艺作用及选材在役承压设备技术标准体系——当前进展——损伤机理及分布《成套装置基于风险的检验细则第1部分:乙烯装置》在役承压设备技术标准体系——当前进展关键设备主要损伤机理及发生部位关键设备损伤机理及发生部位急冷锅炉热疲劳,发生在急冷锅炉集箱与换热管连接处;渗碳,急冷锅炉换
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