谁有什么软件或资料啊！能计算设备使用年限的啊！或书籍

徐宏

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[ 本帖最后由 qimingxing 于 2008-4-20 18:19 编辑 ]

徐宏

如何知道设备的使用年限呢！

chun1818

使用年限！参考材料腐蚀方面的知识

qimingxing

压力容器设计中对“保证值”的考虑
99版《压力容器安全技术监察规程》（以下简称：“容规”）中首次提出了“设计使用寿命”的概念，并重申了“计算厚度”、“最大允许工作压力”等概念。从这些概念的使用目的来看，它们具有保证值的性质，是压力容器设计者针对容器的使用等一系列后续过程中可能会碰到的与安全有关的各种情况的一种承诺和保证。本文结合目前设计工作的实际情况和自身的体会，谈谈对这一问题的看法。
（一）、设计使用寿命
99版“容规”第32条中规定：“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。”
文献[1]中对此有明确的解释：“设计（使用）寿命不一定等于压力容器的实际使用寿命，设计寿命只是告戒用户此容器超过设计寿命使用时，其安全裕度会降低，安全等级评级也应降低，并应有必要的监护措施和缩短检验周期。而设计寿命实际上是设计者按照介质的腐蚀速率并考虑材料特性、磨损冲蚀等因素结合设计者的经验，给出的预期值（最佳使用年限），这也是对设计者水平的验证。而由用户提供的依据只能供设计者参考。”
根据这一解释，可以部分地减轻设计者在标注“设计使用寿命”时的心理压力，但是也给设计者提出了新的更高的要求。设计一台压力容器，当诸如材料、压力、温度、介质、容器几何尺寸等因素确定后，其腐蚀裕量与使用寿命之间就具有一种不可分割的对应关系，腐蚀裕量等于腐蚀速率与预期寿命之乘积，即确定“设计使用寿命”过程就是确定腐蚀裕量的过程，而确定腐蚀裕量过程也就是确定其腐蚀速率的过程。
在“容规”第32条中也明确要求：“腐蚀裕量应根据预期的压力容器使用寿命和介质对材料的腐蚀速率确定，还应考虑介质流动时对压力容器或受压元件的冲蚀量和磨损量。在进行结构设计时，还应考虑局部腐蚀的影响，以满足压力容器安全运行要求。”对于“冲蚀”、“磨损”以及“应力腐蚀”等局部腐蚀问题，作者将在下面另有章节专门予以讨论，这里重点讨论均匀腐蚀及其数据应用中的有关事宜。
腐蚀按其形态可分为全面腐蚀和局部腐蚀。如果腐蚀发生在整个金属表面上，则称为金属的全面腐蚀；如果腐蚀均匀地分布在整个金属表面，则称为均匀腐蚀。从腐蚀控制角度出发，均匀腐蚀比局部腐蚀易于控制，工程中对此积累的经验比较丰富，但是也要注意以下问题：
首先，压力容器实际发生的腐蚀现象并不是都可以预测出来的，结构设计、冷热加工、现场安装、使用操作、定期维护等过程中都有许多影响腐蚀的不确定因素存在。
其次，现有的文献资料只是确定腐蚀速率的一种线索。文献[2]、[3]是目前收集腐蚀数据比较齐全、权威的参考资料。
文献[2]收集了100余种材料和1500多种腐蚀介质的腐蚀性能数据，用简明的表格形式表达温度与介质浓度对腐蚀性能的影响。除了列出腐蚀率和耐蚀性能等级外，还标明了可能产生各种局部腐蚀的环境。
文献[3]收集了25类主要金属材料在750多种腐蚀介质中的腐蚀性能数据，用形象的坐标形式表达温度与介质浓度对腐蚀性能的影响。
作为压力容器设计人员在应用这些数据时所碰到的问题是文献中的数据经常出现矛盾。这是由于条件不同，使用目的不同，试验方法或评价方法不一致等造成的。另外，有些数据是在试验室条件下测得的，与工程实际情况有一定的差异。
文献[2]指出：“实践经验加上一定的理论知识（有关常识）是正确选用腐蚀数据手册的基础。”文献[3]进一步声明：“其数据尽管比较可靠，然而，数据取得的条件，毕竟与读者所关心的条件不一定完全吻合，无论是基于内因或外因的差别，都有可能使金属的腐蚀性能发生明显的变化，因此，读者不宜以查得的数据直接估算寿命，或作为设计、使用的依据，而是应当以此作为线索，进一步通过必要的补充试验或现场中间试验，以确定材料选用的得当与否。”
在实际工作中，当我们查到某种材料不耐某种介质腐蚀时，可以“宁可信其有”，反之，当我们查到某种材料耐某种介质的腐蚀时，却应当抱着审慎的态度再多做些工作，“宁可信其无”。
另外，防腐蚀结构设计是影响压力容器耐腐蚀性能及压力容器使用寿命的一个十分重要的环节。文献[4]对此有比较详细的专门介绍。
有些资料中对腐蚀速率的表达使用：“密耳 / 年”（mpy）的单位，1 mpy = 0.0254 mm / Y。

（二）、计算厚度
“容规” 第47条规定：对“不属于第46条所规定条件的压力容器，因特殊情况不能开设检查孔时，则应在设计图样上注明计算厚度，且在压力容器在用期间或检验时重点进行测厚检查。”
“容规”第30条13款第3项中要求对“由于结构原因不能进行内部检验的，应注明计算厚度、使用中定期检验和耐压试验的要求”
“容规”第30条13款第4项中要求“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用的特殊要求”。
GB150-1998《钢制压力容器》规定：计算厚度（δ）是按各章公式计算得到的厚度，需要时，尚应计入其他载荷所需厚度。尽管“容规”没有给出计算厚度的定义，但注出计算厚度的目的是为了“在压力容器在用期间或检验时重点进行测厚检查”，也就是为了满足使用过程中的强度要求，保证容器安全运行，所以：
（1）、对卧式容器不开检查孔时，应取按有效厚度核算得到的卧式容器厚度和按中径公式计算的厚度二者中的较大值。
（2） 、对于开孔补强的容器应当考虑开孔补强这一因素。即视筒体（封头）是否参与补强，若参与了补强的话，则“计算厚度”尚应加上参与补强金属A1所要求的厚度。此时“计算厚度”应表示为如下形式： δ2 = +δ1
式中：
A1：壳体参与补强面积（即是承受内压或外压所需设计厚度之外的 多余金属面积），mm2；
δ1：按GB150-1998各章计算的厚度，mm；
δ2：容规47条要求的计算厚度，mm；
其它符号的意义同GB150-1998第8章。
此时，第一项为壳体参与补强所需厚度，第二项为GB150-1998中的各章公式所要求的厚度。显然如果少了第一项就会造成局部不安全[5]。
第一项即为（δe -δ），当δ1是中径公式的计算结果时，δ2=δe（有效厚度）。
（3） 、承受外压的容器壳体和封头的“计算厚度”：在GB150-1998 第六章“外压圆筒和外压球壳”中，只有名义厚度δn和有效厚度δe，并没有直接出现外压壳体的计算厚度δ。此时计算厚度δ应是按照相应外压壳体的计算方法得出[P]= Pc时的有效厚度。([P]:许用外压力；Pc：计算外压力)。
卧式容器、开孔补强、承受外压这三种情况下的计算厚度在正常的设计过程中，是采用有效厚度δe核算的结果，所以通常表现为容器的有效厚度δe。这一结果不一定是保证强度的最低值，但是如果没有进一步核算并给出确切结果的话，卧式容器、开孔补强、承受外压这三种情况下的“计算厚度δ” 往往就是容器的“有效厚度δe”。换句话说，标注在设计图样上的计算厚度应当是进行各种强度核算时所采用的那些厚度的最小值。这是在标注计算厚度δ时容易被忽略的问题。

（三）、最大允许工作压力
最大允许工作压力[Pw]：系指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力。该压力是根据容器壳体的有效厚度计算所得，且取最小值。（GB150-1998 B2.1)
“容规”条文解释（容规第132页）“关于耐压试验问题的说明”中指出：若采用容器的最大允许工作压力来代替设计压力确定耐压试验压力时，应注意计算中取用的最大允许工作压力应是容器各部件的相应最大允许工作压力中的最低值，而不应当仅取筒体的最大允许工作压力。
讨论了计算厚度之后，就比较容易理解最大允许工作压力的有关问题了。最大允许工作压力是根据壳体的有效厚度计算所得，有效厚度来自于名义厚度、设计厚度直至计算厚度，所以，关于计算厚度的上述讨论对最大允许工作压力在某种程度上也适用。与计算厚度相似，确定最大允许工作压力需要考虑一系列相关问题。
HG20580 - 1998《钢制化工容器设计基础规定》中对“最大允许工作压力”参照ASME Ⅷ-1中的有关内容，进一步定义如下：“在指定温度下，压力容器安装后顶部所允许的最大工作压力。该压力应是按容器各受压元件的有效厚度减去除压力外的其他载荷所需厚度后，计算得到的最大允许工作压力（且减去元件相应的液柱静压力）中的最小值。在其编制说明中特别指出：
l 公式中所采用的厚度应为有效厚度减去除压力外的其它载荷（如风弯矩、地震弯矩等）所需厚度后的厚度。
l 容器的最大允许工作压力应是各元件按上述方法计算得到的最大允许工作压力（且减去元件相应的液柱静压力）中的最小值。
计算容器的最大允许工作压力的目的在于：
l 可作为确定保护容器的安全泄放装置整定压力（安全阀开启压力）的依据。
l 对在役容器，可通过测厚仪测得的厚度计算出该容器的最大允许工作压力，以确保容器的安全使用。
这些定义及其说明无疑对我们在压力容器设计中全面地理解和正确地标注最大允许工作压力是十分有益的。

（四）、各保证值之间的关系
通过对标注在图样上的“计算厚度”和“最大允许工作压力”的讨论，我们可以发现，从保证值的角度看这两个参数有其共性，都是为了在使用过程中进行测厚，以确保容器的安全使用；都是以有效厚度作为取值和计算的基础。实际上这是一个问题的两个方面，二者的目的只有一个，都是为了满足压力容器在设计使用寿命期间的强度要求，从而保证压力容器安全运行。从这一目的来看，标注这两个参数比不标注这两个参数在技术和管理上都前进了一大步，使有关部门和人员对容器的安全运行基本上做到心中有数。但是这两个参数的应用还与容器具体测厚点位置的选取密切相关。
测厚点位置的选取因具体设备情况而异，并无定论，需要全面了解压力容器的操作工况、结构特点和材质状况，并且需要有较丰富的经验，比较复杂。笔者了解曾经发生过这样一起搅拌釜爆炸事故：有一台间歇操作的搅拌釜，由于进出物料不同时和为了布管紧凑，将液态物料的进出口管合并为一个，位于下封头中心部位。管口与下封头之间的连接采用平齐结构，这种结构可以满足排液的要求，而从充液的要求来看，这种平齐结构就不尽合理。液体由管路进入一个相对宽阔的容器空间，在压力由所降低的同时会产生闪蒸和冲刷现象，这种现象的后果是使管口附近的容器封头壁厚减薄。由于这个管口正对着搅拌轴，从内部检测被忽略，在外部检测又受到接管法兰及保温层的限制从而成为检测的死角。最终导致搅拌釜下封头管口附近强度不够而造成了容器的爆炸。
由此可见，即使有了可供参考的计算厚度和最高允许工作压力，如果测厚点的位置选取不当，仍然会存在安全隐患。实际工程中对安全隐患方面的影响因素会更多，需要我们不断地探讨与研究。

（五）、结论
①、压力容器的设计使用寿命在很大程度上取决于其材料的耐腐蚀性能，腐蚀速率是材料均匀腐蚀性能的指标，各种文献资料中的腐蚀数据只是在压力容器设计估算容器寿命时所采用的一种线索。
②、卧式容器、开孔补强、承受外压这三种情况下的“计算厚度δ” 往往就是容器的“有效厚度δe”。或者说，标注在设计图样上的计算厚度应当是进行各种强度核算时所采用的那些厚度的最小值。
（换一种说法，目前国家标准中的最小厚度是指“刚度”所要求的最小厚度，而非“强度”所需的最小厚度）
③、GB150-1998、容规、HG20580-1998对最大允许工作压力的定义逐次展开了对其内涵的揭示。标注计算厚度和最大允许工作压力都是为了在使用过程中进行测厚；都是以有效厚度作为取值和计算的基础。
④、在图样中标注“计算厚度”和“最大允许工作压力”的目的是为了满足压力容器在“设计使用寿命”期间的强度要求，从而保证压力容器安全运行。由于这一目的要通过测厚才能实现，因此具体测厚点位置的选取将显得尤为重要。

qimingxing

压力容器的设计使用寿命


压力容器的设计使用寿命问题一直是我国的设计单位和设计者尽量避免涉及和回避的问题，其主要表现在以下两个方面：首先，受技术条件、管理体制和人员观念等因素的制约，设计者对压力容器的设计使用寿命大都不愿或难以给出准确的预报值，从而导致压力容器超期服役现象的存在；其次，由于缺乏相关标准和法规条文对超期服役的压力容器进行必要的规定和限制，使得其使用和检验缺乏有效的依据，处理不好客观上会造成重大的安全隐患。但由于种种原因，压力容器的设计使用寿命问题一直没有得到应有的重视。

    事实上，压力容器的设计使用寿命应该由设计者在图样上标注，设计者在设计时应考虑到影响容器使用寿命的因素，主要有：

    ★材料的力学性能如高温蠕变和高温断裂对时间的依赖性；

    ★腐蚀裕量中包含的设计寿命因素；

    ★载荷如周期性载荷等的时间性；

    ★违规操作或恶劣环境等非正常因素。

    因此，正确的设计途径应是：设计者在确定容器设计使用寿命的基础上，充分地考虑以上四个因素的影响，合理地选择材料、确定腐蚀裕度、提出制造、检验和操作要求等等。

    GB150-1998《钢制压力容器》的第3.5.5.2款明确规定：“应根据预期的容器寿命和介质对金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量”，也就是说腐蚀裕量等于年腐蚀速率乘以容器设计寿命，在腐蚀速率中不仅包括介质对材料的腐蚀，也包括介质流动时对容器材料的冲蚀和磨蚀。在标准中，由设计者确定的容器设计使用寿命是设计时确定腐蚀裕量的一个重要前提。无独有偶，新版《压力容器安全技术监察规程》的第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”，也明确了设计单位在确定压力容器设计使用寿命上的责任。应该指出，压力容器的设计寿命不一定等于实际使用寿命，它仅仅是设计者根据容器预期的使用条件而给出的估计，其作用是提醒使用者，当超过压力容器的设计寿命时应采取必要的措施如：经常测量厚度和缩短检验周期等。

    压力容器的设计寿命是一个复杂的问题，涉及到材料选用、腐蚀基础数据、结构设计等一系列设计因素，能否准确地预计，反映了设计者的经验和水平。无论是按国际压力容器设计的惯例，还是为了提高设计的水平和权威性，都应在图纸上标注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。

    设备是被动的，工艺是主动的，一般10年工艺技术会发展一次较大规模的改善。所以一般规定：反应器和塔器使用寿命为15年，其它设备为8年。C2=年腐蚀速率×年限。到了使用寿命后能否再用，应该进行全新的检查、定论，相当于重新设计。

    没有使用寿命是不合理的。如果不写使用寿命，那就终身负责。

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一般规定：反应器和塔器使用寿命为15年，其它设备为8年。

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设计寿命仅仅是提供理论上对设备正常使用情况下的运行年限，以此作为投资厂家对项目投资的可行性分析的依据。 下面给大家提供一篇《压力容器及管道剩余寿命的评估方法》供大家参考