GB/T35013-2018
承压设备合于使用评价
Fitness-for-serviceassessmentofpressureequipments
- 中国标准分类号（CCS）J74
- 国际标准分类号（ICS）23.020.30
- 实施日期2018-12-01
- 文件格式PDF
- 文本页数135页
- 文件大小23.90M
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承压设备合于使用评价
国家标准 GB/T35013一2018 承压设备合于使用评价 Fitness-for-servieeassessmentofpressureequipments 2018-05-14发布 2018-12-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/35013一2018 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)提出并归口
本标准起草单位;特种设备检测研究院、国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局、合 肥通用机械研究院、南京工业大学、华东理工大学、北京航空航天大学、清华大学,浙江工业大学
本标准主要起草人:王辉、贾国栋、陈学东,孙亮、赵建平、轩福贞、张峥、邵珊珊、范志超、汪逸安、 刘应华,董杰、李翔、高增梁、吕运容、王笑梅、韩志远、艾志斌
GB/T35013一2018 引 言 本标准编制的目的在于评价服役中的承压设备是否适合预期的工况及环境,制造缺陷、服役过程中 产生的缺陷或损伤是否威胁其运行安全,使用本标准可以对设备继续运行或改造、维修、报废,更换等决 策提供技术支撑
本标准涉及多个交叉学科,使用者可根据评价的具体情况予以选用,并与GB/T19624以及压力容 器、管道、锅炉和陆上储罐等相关规范或标准配合使用
使用本标准给出的方法对超期服役承压设备进 行评价,可以为设备的延寿提供参考,节约成本,提高企业经济效益
GB/35013一2018 承压设备合于使用评价 范围 1.1本标准规定了金属制承压设备的合于使用评价方法
1.2本标准适用于金属制承压设备缺陷和损伤模式的评价,本标准适用的缺陷和损伤模式包括腐蚀减 薄(均匀减薄、局部减薄和点蚀),氢致开裂、氢鼓包和应力导向氢致开裂,凹陷和沟槽,错边、棱角和不 圆,火灾损伤,，蠕变损伤和低温脆性断裂
平面缺陷的断裂和疲劳评价可按照GB/T19624进行
1.3本标准不适用于下列承压设备 核能装置中承受核辐射的承压设备; -机器上非独立的承压部件(如压缩机、发电机、泵、柴油机的承压壳或气缸等) 电力行业专用的封闭式电气设备的电容压力容器(封闭电器) 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T150.3压力容器第3部分:设计 GB/T1172黑色金属硬度及强度换算值 GB/T6398金属材料疲劳试验疲劳裂纹扩展方法 GB/T19624在用含缺陷压力容器安全评定 GB/T20801.2压力管道规范工业管道第2部分:材料 GB/T30579承压设备损伤模式识别 术语和定义 GB/T19624界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 部件components 根据规范、标准设计制造的承压设备的受压元件或其组合
3.2 热暴露区heatepsurzone 部件承受某一特定火灾温度范围的区域
3.3 热暴露区等级heatexposurelevel 部件在火灾过程中的暴露温度等级,根据部件在火灾中达到的最高金属壁温确定
3.4 临界暴露温度criticalexposuretemperature;CET 操作条件或常压工况下,压力和附加载荷引起的主应力大于55MPa时对应的最低金属温度
注1，操作条件包括开停工操作波动和停机
CE:T可以是单一的温度,也可以是基于压力的温度系列值
GB/T35013一2018 注2:常压储罐CET取最低日平均气温加8C,或者取水压试验的温度
低压储罐采用与压力容器相同的方法确 定其CET
通用要求 4.1单位和人员要求 采用本标准的单位在实施合于使用评价时应遵守国家相关法律、法规的规定,并建立相应的质量控 制程序
进行合于使用评价的人员应具有必要的力学、材料、工艺、腐蚀、检验等知识背景和实践经验 并经过专业培训合格
4.2一般要求 4.2.1承压设备的合于使用评价一般应包括对评定对象的状况调查(历史、工况、环境等),缺陷和损伤 检测、损伤模式识别和缺陷成因分析、材料性能获取、必要的实验与计算,并根据本标准的规定对评定对 象的安全性进行综合分桥和详价 42.2进行合于使用评价时应考虑各种可能存在的工况
4.2.3如果设备或部件包含多种缺陷或损伤,应结合针对所有缺陷类型和损伤的多种评价方法进行综 合评价,对各种可能的损伤和失效模式进行判断和评价后,才能给出评价结论
4.2.4针对每种缺陷或损伤,本标准给出多级评价方法
应根据缺陷或损伤的类型和部件类型,选择 合适的方法进行评价
4.2.5通过按照本标准进行的合于使用评价,不能作为提高承压设备设计压力的依据
4.2.6按照本标准进行合于使用评价的结果的采用,不免除承压设备的设计制造、安装、修理改造等 各有关方应承担的相应责任
4.3合于使用评价中的基础工作 4.3.1损伤模式识别和缺陷成因分析 按照GB/T30579进行损伤模式识别和缺陷成因分析
4.3.2基础数据获得 4.3.2.1缺陷和损伤检测 对被评价对象可能存在的各种缺陷、损伤,应根据材料和结构等合理选择有效的检测方法和设备进 行全面的检测,缺陷和损伤检测结果应准确、真实、可靠
对于无法进行无损检测的部位存在缺陷和损伤的可能性应有足够的考虑,合于使用评价人员和无 损检测人员应根据经验和具体情况作出保守的估计
4.3.2.2材料性能获得 应按GB/T19624和其他有关标准的规定确定材料性能数据
应充分考虑材料性能数据的分散性 和材料性能劣化,并按偏于保守的原则确定所需的材料性能数值
4.3.2.3应力水平确定 可按照相应设计标准计算应力,必要时进行应力分析
应力分析应采用成熟、可靠的方法,并考虑 各种可能的载荷及其组合
GB/35013一2018 4.4部件分类 4.4.1A类 承受压力(含液柱静压力)或其他载荷,利用设计标准中的计算公式可以直接得到计算厚度的元件， 主要包括 圆简或锥壳; a 球壳; b 凸形封头(球形、椭圆形、碟形、球冠形)和平盖; c 直管段、弯管、弯头; d) 储罐壁板 e 4.4.2B类 承受压力(含液柱静压力)或其他载荷,设计标准中未提供直接计算厚度的公式,但提供了设计计算 的方法,例如开孔补强、法兰设计
部件的设计计算涉及多个元件,元件厚度相互影响,无法单独确定其 中一个元件的最小厚度
主要包括 圆筒与接管、封头与接管、主管道与支管的连接处 a 锥壳加强段或过渡段; b 圆简与平盖连接处; c 整体管板; d 法兰; ee D 管道系统 4.4.3C类 承受压力(含液柱静压力)或其他载荷,设计标准中未提供计算厚度的公式,也未提供局部应力的计 算方法,主要包括: 凸形封头和圆筒的连接处; a b)壳体加强圈 压力容器的裙座或耳式支座; c d 储罐壁板和底板连接处 5 均匀减薄评价 5.1总则 本章规定了含减薄缺陷承压部件的壁厚测定,表征方法,以及含均匀减薄型缺陷的承压部件合于使 用评价方法
本章的评价方法不适用于在蠕变温度范围内服役的部件,蠕变温度范围参见附录A 表A.l1
5.2符号 加强圈或支撑圈的截面积,单位为mm=; 金属减薄区的环向长度,单位为mm:; COV -常规测厚所得壁厚实测值的变异系数; D -圆筒、球壳、椭圆封头,弯头的内直径,单位为mm;
GB/T35013一2018 接管内径,单位为mm; d D -圆简、球壳、椭圆封头、弯头的外直径,单位为mm; D. 三通主管外径,单位为mm; Da 三通支管外径,单位为mm; F -自重或自重加热载荷工况下有效截面上的轴向力,单位为N 广义载荷向量,采用与各载荷相适应的量纲 参考载荷向量,采用与各载荷相适应的量纲; 极限载荷向量,采用与各载荷相适应的量纲" FCA 未来计划运行时间内的腐蚀量,单位为mm; Gm 对内压载荷的弯头形状修正系数 H 当底部封头切线位于裙座内部时,裙座角焊缝至底部封头切线的距离,单位为nmm; 椭圆封头内曲面深度,单位为mm; 外径与内径之比; 三通主管外径与内径之比; 部件的特征长度,单位为mm 不连续结构中,容器或主管道的环向测厚范围,单位为mm; 不连续结构中,接管或支管的轴向测厚范围,单位为mm; 测厚网格线间距,单位为mm; -不连续结构中,容器或主管道的轴向测厚范围,单位为mm:; 常规测厚点的总数; 评价计算压力,单位为MPa; 塑性极限内压载荷,单位为MPa; 圆筒的内半径或弯头的弯曲半径.单位为mmr 锥壳过渡段大端圆筒内半径,单位为mm:; 锥壳过渡段小端圆筒内半径,单位为mm; D
十D 雪头的平均半径,r ,单位为mm: 常规测厚所得壁厚实测值的标准差,单位为mm; 金属减薄区的轴向长度,单位为mm 弯头评价用计算壁厚,单位为mm 锥壳过渡段大端圆简供货壁厚,单位为mm 锥壳过渡段小端圆筒供货壁厚,单位为mm 锥壳供货壁厚,单位为mm; 部件实测壁厚的表征值,单位为mm 部件环向实测壁厚的表征值,单位为mm; -部件轴向实测壁厚的表征值,单位为mm; 评价用计算壁厚,单位为mm -基于危险壁厚截面测厚的圆简锥壳、弯头的环向评价计算用壁厚,单位为" mm; 基于危险壁厚截面测厚的球壳、凸形封头的评价计算用壁厚,单位为mm 基于危险壁厚截面测厚的圆简、锥壳、弯头的轴向评价计算用壁厚,单位为mm; 加强圈供货壁厚,单位为mm3 -根据设计规范或标准确定的部件所需最小壁厚,单位为mm: tmin 根据设计规范或标准确定的部件环向所需最小壁厚,单位为mm Mn
GB/35013一2018 根据设计规范或标准确定的部件轴向所需最小壁厚,单位为mm; -危险壁厚截面法测厚所得部件最小实测壁厚,单位为mm; 不连续结构接管的名义壁厚,单位为mm: 名义壁厚,单位为mm; 远离金属减薄区的实测壁厚,单位为 mm 常规测厚所得壁厚实测值的平均值,单位为 mm; 常规测厚所得壁厚实测值i=1,2,,n. ,单位为 mm; -常规测厚所得部件最小实测壁厚,单位为mm; 不连续结构圆筒或主管道的供货壁厚,单位为 mm; 三通主管评价用计算壁厚,单位为 mm; 三通支管评价用计算壁厚,单位为mm Time 结构失稳时的加载系数; max 评价温度下的屈服强度,单位为MPa 5.3金属减薄的判定与分析步骤 按以下步骤进行金属减薄的判定与分析,如图1所示 按5.4.2进行常规测厚及金属减薄的均匀性判断; a 若壁厚变异系数cov<0.1,则判定为均匀减薄按5.5和5.6进行评价;否则.进行下一步 b 按5.4.3进行基于危险壁厚截面法的测厚及分析,若减薄区范围大于特征长度,则判定为均匀 c 减薄,按5.5和5.6进行评价;否则,判定为局部减薄,按第6章进行评价
5.4壁厚测定与减薄缺陷的尺寸表征 5.4.1壁厚测定范围 5.4.1.1应以独立计算壁厚的承压部件为检测对象进行测厚和壁厚分析统计,确定壁厚表征值
壁厚 测定分常规测厚和危险壁厚截面法测厚
5.4.1.2首先应对检测对象进行常规测厚,根据常规测厚结果进行分析,必要时进行基于危险壁厚截面 法的测厚和分析
5.4.1.3如果金属减薄区相距很近,或金属减薄区位于总体结构不连续处,则应保证测厚区具有足够的 覆盖范围,以获取足够的壁厚读数值,图2~图4为推荐的不连续结构测厚区域覆盖范围
GB/T35013一2018 常规测屏 见5.4.2 壁原变异系数 co是着大f1 危险壁厚截面法测厚 见5.4.3 多减薄区合并处理 诚祷区范围是杏大于 特征长应皮 均匀减薄 局部减薄 按5.55.6评价 按第6章评价 图1金属减薄的判定与分析步骤 5.4.2常规测厚及分析 5.4.2.1对承压部件进行均匀覆盖且不低于15点的壁厚测定,所得壁厚实测值记为t.(i=1,2, .; n>15) 5.4.2.2按式(1)计算5.4.2.1中获得的实测壁厚的变异系数
rov- 云 5.4.2.3如果COV<0.1,则判定为均匀减薄,按5.55.6进行评价
评价时,取实测壁厚的平均值为 壁厚表征值,即 (4 tam=t 5.4.2.4如果COV>0.1,则按5.4.,3进行基于危险壁厚截面法的测厚与分析
取常规测厚所得壁厚实 测值最小值为最小实测壁厚m,并确定部件上远离金属减薄区的实测壁厚/d 一mn(l,,(i=1,2,,n) t
GB/35013一2018 中心线 接口 小端圆简 加强区 加强圈 维壳 小海平均 壁厚区 大端圆筒 大端的平均壁厚区 说明 说明 个 =max'd,d/2十/,十、); -在小端圆筒,L,=0.78、 Rs/s; =min2.5t.,2.5t.十t.}; 在大端圆筒.L,=0.78VRL L猫=min(2.5t,,2.5tn 在锥壳小端,L,=0.78Rsz 取当前实测值并考虑FCA
在锥壳大端,L,=0,78RL Rs、RL取当前实测值并考虑FCA 图2测厚区- -接管或分支连接件 图3测厚区- -锥壳过渡段 半均壁厚区 外部刚性 加强)圈 平均壁厚区小 内塔盘支持圈 平均 壁厚区 裙座附件 裙座附件 的细节 的细节 ma业 平均壁厚区 -容器的裙座 说明: -L,=、RT; AR ->0.65时,把加强圈或支持圈看成一个主要的轴对称不连续部件 当有一 A中15、 -R取实测值并考虑FCA
图4测厚区轴对称不连续区
GB/T35013一2018 5.4.3基于危险壁厚截面法的测厚与分析 5.4.3.1对应承压部件的轴向和环向,设置两组正交的能够完全覆盖金属减薄区的测厚网格线,网格线 的间距应不大于按式(6)计算所得的L
(6 L，=min(0.36、DT丽,2ta 5.43.2测厚网格边缘处的实测壁厚应不低于t.的90%,否则,应增加测厚网格线所覆盖的范围
确 定金属减薄区域的轴向长度、和环向长度c 5.43.3设全部测厚网格有N条轴向网格线和N.条环向网格线,在网格线交点处进行壁厚测定,且 每条网格线上的测厚点应不小于5个
分别统计各轴向和环向网格线上的最小实测壁厚值
5.4.3.4使用各轴向网格线上的最小实测壁厚值建立环向危险壁厚截面图(CTP),使用各环向网格线 上的最小实测壁厚值建立轴向危险壁厚截面图,如图5所示;对于常压或低压储罐,仅需建立轴向危险 壁厚截面图
-第N条轴向网格线 -第N条环向网格线 第1条轴向网格线 第1条环向网格线 环向危险壁厚截面
轴向网格线上的最小壁厚点 公环向网格线上的最小壁厚点 轴向危险壁厚裁面 图5测厚网格与危险壁厚截面图 5.4.3.5如果存在多个金属减薄区,应按以下方法考虑相邻金属减薄区的相互影响 按面积从小到大对金属减薄区进行排序,作为待评价序列 a b)从最小的金属减薄区开始判断,以最小的金属减薄区中心为中心画矩形,矩形的轴向长度,环 向长度应为当前金属减薄区轴向长度,环向长度的2倍 如果在所画的矩形中没有其他金属减薄区,则当前的金属减薄区是独立的,需将其从待评价序 列删除， d 如果在所画的矩形中存在其他金属减薄区,则应将当前的金属减薄区与所画矩形中出现的金 属减薄区合并为一个新的金属碱薄区,将参与合并的金属减薄区从待评价序列删除,并根掘 面积大小将合并形成的新金属碱薄区放人待评价序列的相应位置; 返回b),直至待评价序列为空; e 需对所有判定为独立的金属减薄区进行评价
f 5.4.3.6按以下方法确定部件特征长度L,判断金属减薄是均匀减薄还是局部减薄,并确定相应的评价 方法: 计算部件的特征长度L a L=QVDT 8
=t-FCA
GB/35013一2018 -FCA [e二 R，= R lQ=1.123 一1,当R，<0.9时 R,0.5 10 lQ=50 ,当R,>0.9时 b 如果金属减薄区范围、和c大于或等于L,则判定为均匀减薄,按5.4.3.7进行壁厚表征,按 5.55.6进行评价
如果金属减薄区范围、或c小于L,则判定为局部减薄,按第6章进行评价
c 5.4.3.7若基于危险壁厚截面法判定为均匀减薄,在均匀减薄的轴向和环向危险截面图上,建立以L 为长度且包含最小实测壁厚点的统计区间,以该区间内的壁厚平均值作为轴向壁厚表征值t和环向壁 厚表征值'.
应尝试建立最小实测壁厚点位于不同位置的多个统计区间以使获得的壁厚表征值最 小,或保守的取r=/=/mm 5.5均匀减薄评价方法限定条件 5.5.11级评价适用于仅承受内压或外压而不计其他附加载荷的A类部件,按设计准则进行评价
当 不满足1级评价限定条件或1级评价结果不通过时,可进行2级评价
2级评价适用于材料韧性满足 要求的承受内压、外压、附加载荷和上述载荷共同作用的A类、B类或C类部件,按塑性极限准则进行 评价
5.5.2待评价部件应满足以下条件: 原设计满足相关的规范或标准要求 a 材料具有足够的韧性; b 所评价区域无裂纹类缺陷或其他焊接埋藏缺陷 c 金属减薄区的表面及周边具有光滑的轮廓 d e 不承受循环载荷
5.5.3存在下列情况时,还应与其他方法配合使用,完成金属减薄缺陷的评价 根据表A.1判断部件操作温度位于材料蠕变区时,应进行蠕变评价 a 碳钢和低合金钢材料有脆性断裂可能性时,按附录B进行脆性断裂倾向评价 b 部件在循环载荷下服役时,应进行疲劳评价; c 当判断材料性能有退化倾向时,评价前应确定材料性能与继续服役时间的关系,使用可靠的 d 材料强度值进行评价 对于位于结构不连续区的金属减薄缺陷,应考虑结构不连续导致的应力集中效应 e 对于腐蚀疲劳工况下的裂纹型缺陷,应考虑腐蚀和疲劳的共同作用,腐蚀疲劳裂纹扩展加速因 fD 子的确定方法参见附录c
5.6均匀减薄评价方法 5.6.11级评价 5.6.1.1使用常规测厚数据的1级评价 按式(11)确定评价用计算壁厚 a t
=tam一FCA 11 按设计准则和实际使用条件确定待评价部件的所需最小壁厚 b tmin; 满足式(12)所示评价准则则通过1级评价 >/mn
GB/T35013一2018 5.6.1.2 使用危险壁厚截面法测厚数据的1级评价 a 确定评价用计算壁厚 1 圆筒、锥壳或弯头: 13 f=t
一FCA g =tc一FCA (14 球壳或凸形封头: 15 =min(t, b 按设计准则和实际使用条件确定待评价部件的所需最小壁厚; c 若满足以下评价准则,则通过1级评价 1 圆筒、锥壳或弯头: 16 >tA t> 球壳或凸形封头 (17 t >/nmn 33 常压储罐 18 >/m的 5.6.22级评价 5.6.2.1 评价用结构参量的确定 评价用结构参量的确定方法如下 根据均匀减碱薄的实际情况,考虑未来计划运行时间内的腐蚀量,确定所评价构件的直径、壁厚 a 等结构参量的取值
使用常规测厚数据,按式(11)确定评价用计算壁厚
b 使用危险壁厚截面法测厚数据,按式(19)确定评价用计算壁厚
c t
一nmin(t一FCA,tG一FCA 19 5.6.2.2承受内压的典型部件评价方法 对于仅承受内压、附加载荷可忽略的圆简、球壳、球形封头、椭圆封头、弯管,焊制三通(接管)结构 结构示意图见图6~图10),按以下公式确定部件塑性极限内压载荷PL,分析时应考虑未来计划运行 时间内的腐蚀量: 内压圆筒 a 1.001
GB/T35013一2018 接管或焊制三通 pL=o.2288K 只是炭+o)层MK" 1.03
GB/T35013一2018 M" -穿透缺陷基于LTA环向长度的傅里叶值; 子区域i的穿透缺陷基于LTA轴向长度的傅里叶值 M M -自重或自重加热载荷工况下关于工轴的截面弯矩,如图16所示,单位为N
" m; M 自重或自重加热载荷工况下关于y轴的截面弯矩,如图16所示,单位为N m MFH 无损伤或损伤可忽略储罐液体最大充装高度,单位为mms MFH 评价计算所得考虑缺陷或损伤影响的储罐液体最大充装高度,单位为mm; 采用评价用计算壁厚,按相应标准、规范计算所得的部件最大允许操作压力,单位 Pnnx 为MPa -圆筒i的允许外压,单位为MPa 评价计算所得考虑缺陷或损伤影响的部件最大允许操作压力,单位为MPa; P" R A h区城的外半径.对FcA要做适当的修正.单位为mmr R 待评价局部减薄区域剩余壁厚比 RSF 剩余强度因子; RSF 子区域i的剩余强度因子 RSF 允许剩余强度因子,一般取0.9; 局部金属减薄区的轴向长度,单位为mm; 局部金属减薄区的轴向长度增量见图14),单位为 mm; 评价用计算壁厚,单位为mm 圆筒划分为多层后第层的壁厚值,用于确定圆筒的最大许用外压,单位为mm; 根据设计规范或标准确定的部件所需最小壁厚,单位为mm; 局部金属减薄区的最小实测壁厚,单位为mm: tmm 名义壁厚,单位为mm; t 远离局部金属减薄区的实测壁厚,单位为 mm; 附加载荷所需壁厚,单位为 mm; TSF 抗拉强度系数 自重或自重加热载荷工况下的截面剪切力,单位为N 中性轴的位置(见图17),单位为mm: 横截面上沿工轴从y轴到点A的距离(如图17所示),单位为mm; 横截面上沿r轴从y轴到点B的距离(如图17所示),单位为" . mm; 中性轴的位置如图17所示),单位为" mm: 横截面上沿》轴从了-丁轴到点A的距离(如图17所示),单位为mm A 横截面上沿》轴从还-
轴到点B的距离(如图17所示),单位为mm; A区域的质心到轴的距离,单位为mm y1xN 锥壳半顶角,单位为("); -描述横截面上局部金属减薄区范围的角度,单位为rad: 子区域i的缺陷轴向长度参数增量,单位为mm: 缺陷环向长度参数 缺陷轴向长度参数; 根据原设计规范或标准确定的许用应力,单位为MPa; [[o 对载荷控制的部件,根据原设计规范或标准确定的许用应力,单位为MPa1 [[o]
-对应变控制的部件,根据原设计规范或标准确定的许用应力,单位为MPa; 14
GB/35013一2018 -最大环向应力,单位为MPat oem 自重或自重加热载荷工况下,点A处的等效薄膜应力(见图17),单位为MPa o
小" 自重或自重加热载荷工况下,点B处的等效薄膜应力(见图17),单位为MPa; -自重或自重加热载荷工况下,点A处的最大轴向薄膜应力见图17),单位为MPa; 口 r" 自重或自重加热载荷工况下,点B处的最大轴向薄膜应力见图17),单位为MPa; -压力引起的轴向应力,单位为MPa; olp 自重或自重加热载荷工况下的最大剪应力,单位为MPa
6.3评价方法限定条件 6.3.11级评价仅适用于承受内压A类部件,2级评价适用于承受内压,外压及附加载荷或任何组合载 荷的A类或B类部件
采用1级或2级评价方法的部件,应满足以下所有的条件: 原设计满足相关的规范或标准要求; a b)材料具有足够的韧性 c 不承受循环载荷
6.3.2当不满足1级和2级评价限定条件或1级和2级评价结果不通过时,可进行3级评价
包括但 不仅局限于下列情况可进行3级评价: 承受内压、外压、附加载荷和上述载荷共同作用的A类、B类和C类部件; a 部件承受循环载荷,或在原始设计计算时部分进行过疲劳分析 b 金属减薄位于椭圆形封头0.8D外的区域,碟形封头和带折边锥形封头的过渡区或锥段过 渡区; d)基于验证性试验设计的部件
在评价局部减薄时,如存在其他缺陷或损伤,应考虑其他缺陷或损伤的影响;在评价其他损伤或 6.3.3 缺陷时,如存在局部减薄,也应考虑局部减薄的影响
6.4评价流程 在未来计划运行时间内金属减薄量不会超过许用腐蚀裕量,仅需记录数据,可以免于评价;否则,应 按照图11所示的评价步骤进行评价
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GB/T35013一2018 缺陷选择与尺寸表征 是杏满足 按GB/T19624中凹坑缺陷 GB/T19624中四坑缺陷安全评 安全评定进行评价 定的限定条件 否 是否满足1级评价 限制条件 进行1级评价 是否满足2级评价 是否通过1级评价 限制条件 进行2级评价 是否通过2级评价 否 是香进行3级评价 是否通过3级评价 对部件进行维修、更换 部件继续服役 或退役 图11评价流程图 6.5缺陷选择与尺寸表征 6.5.1根据5,4.3给出的危险壁厚截面法确定危险壁厚截面图(cTP)局部减薄区的轴向和环向尺寸
6.5.2局部金属减薄区到总体结构不连续处的距离按图12确定
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GB/35013一2018 加强圈 接管 -圆锥壳过渡段 管线支撑 说明 1 缺陷到最近的总体结构不连续处的距离:Lm叫=min(L,L,l,La 图中给出了立式容器的典型总体结构不连续处
在确定L时,需要考虑缺陷与这些支撑、接管、管道/平台支 2 架、锥壳过渡段,加强圈等的间距
图中定义的最小距离测量值,是从局部碱薄区最近的边缘到结构不连续处的最近焊缝处的距离
3 图12确定Lm的方法 6.6评价方法 6.6.11级评价 按照以下步骤对含局部减薄的部件进行1级评价,对于常压储罐,用MFH代替Pm 确定评价用计算壁厚: a t
=ta一FCA 29 确定局部金属减薄区的最小实测壁厚t.局部金属减薄区的轴向长度、和缺陷到最近的总 b 体结构不连续处的距离L
msd
按式(30)和式(31)确定剩余壁厚比R,和缺陷轴向长度参数入
tmm一FCA R 30 1.285 31 VDr
d 如果同时满足下列条件,则继续按e)进行评价;否则,不满足1级评价
32 R，>0.,20 FCA>2.5mm 容器和储罐 tmm 33 mm一FCA>1.3mm管道 L>1.8DT 34 采用t.,按照相应规范或标准计算部件的F Pmax e f 轴向评价: 按式35)确定RSF: R RSF= 35 4- -R， 17
GB/T35013一2018 式(35)中的参数M根据缺陷轴向长度参数入，由表1确定
如果RSF>RSF.,且Pm"可接受,则局部减薄区的轴向长度可接受,继续按g)进行评价;对于 球壳和成型封头,其局部减薄区的环向或轴向长度都可接受
如果RSF
GB/T35013一2018 如果以下的条件都满足,继续按3)进行评价;否则,1级评价不通过
39 入
<9 之20 40 41 0.7
GB/35013一2018 6.6.2.3承受附加载荷的圆筒和锥壳环向评价 6.6.2.3.1附加载荷可能引起净横截面上的轴向力、弯矩、扭矩和剪力
这些载荷作用在含缺陷圆筒的 横截面上,除了因内压产生的轴向和环向薄膜应力外,还将产生作用在缺陷上的轴向薄膜应力、弯曲应 力和剪应力
评价考虑的附加载荷应包括产生载荷控制和应变控制作用影响的载荷
载荷控制是指自重工况 应变控制是指自重加热载荷工况
因此,应计算两种载荷自重及自重加热载荷)工况下,净横截面上的 轴向力、弯曲弯矩、扭矩以及剪力
自重工况包括压力作用、部件的自重、风载荷、地震载荷和其他等可 认为是载荷控制的载荷作用
自重加热载荷工况包括自重工况和热载荷共同作用工况,热载荷后者包 括温度的影响支撑的位移等和其他可认为是应变控制的载荷
计算时,应分别计算上述两种工况下净 横截面上的轴向力,弯曲弯矩、扭矩以及剪力
在没有详细的应力分析的情况下,可对6.6.2.3.3中的评价方法作如下修正 计算由于压力引起的轴向应力,将其标记为ond a b 对于载荷控制情况,许用应力[]
减去a;对于应变控制情况,许用应力[o]..减去o " 将b)中求出的应力值乘以没有腐蚀情况下圆筒的截面模量,即为载荷控制的弯矩Ma以及应 c 变控制的弯矩M
d 按式(52),设轴向力F为0,在两种载荷工况下,计算点A的轴向应力oM
用M替换NM,和 M,,可以得到最大载荷控制下的轴向应力;用M替换M,和M,,可以得到最大应变控制下的 轴向应力
按式(53),通过设置轴向力F为0,在两种载荷工况下,计算点B的轴向应力o
用M替换 M.和M,,可以得到最大载荷控制下的轴向应力;用M.替换M.和M.,,可以得到最大应变控 制下的轴向应力
f 按6.6.2.3.3)评价载荷控制下和应变控制下的应力o和
当对6.6.2.3.3f)的结果进行评 价时,设剪应力下为0. 6.6.2.3.2对于管线系统,应考虑管件壁厚、管子柔性,刚度以及应力之间的关系 通过管线应力分析计算由于附加载荷引起的作用在含缺陷环向平面的力及弯矩
使用此种分 析模型时,应考虑金属减薄的影响
根据6.6.2.3.1b)可计算出最大弯矩
如果局部金属碱薄位于弯头或弯管处,需要一些特殊考虑
因为局部金属减薄区域的位置和 分布会极大影响部件的柔性和应力分布,在设计时无法估算;局部金属减薄还会极大降低管 线系统所能承受的塑性极限载荷
在某些情况下,当采用需要进行详细应力分析的3级评价 时,应使用壳单元或连续单元
6.6.2.3.3评价时应考虑附加载荷,如图16所示
具体评价方法如下 y 局部金属减簿区 A 1M 4一4截面 图16环向CIP评价附加载荷受力模型图 23
GB/T35013一2018 y. y,》 局部金属减薄区 局部金属孩薄区 图17含LIA圆筒截面性能的相关参数示意图 确定环向CTP a 确定局部金属减薄区的环向范围,表征为图7所示长方形区域,具体如下 b 1)对位于内表面上的局部金属减薄区 D=D
一2(t一FCA 48 对位于外表面上的局部金属减薄区 49 D =D十2(/mm一FCA) 3 环向局部金属减薄区范围的角度 50 -(以弧度表示 "-" 确定剩余强度因子RSF,评价计算所得考虑缺陷或损伤影响的部件最大允许操作压力P, 以及作用在环向平面上的附加载荷 采用按e)中确定的附加载荷,计算部件在缺陷相对于金属减薄区平面的总轴向弯矩M,和M (不包括扭矩),见图16
应考虑自重以及自重加热载荷的两种工况
计算在自重和自重加热载荷两种工况下,在横截面A点和B点的环向应力(见图17). Pm (51 l可+4s) RSFcosa f 计算在自重和自重加热载荷两种工况下,在横截面A点和B点的最大轴向薄膜应力和剪应力 见图17)
在计算中应考虑所有可能的组合载荷
计算所需要的截面参数,见表3(见图16). M [y+(十b)P"A
十M.]+M, (52 o
cosa M o (53 头5+G+)p-"儿羊M]+ 茶IM E cosa (54 2A，十A)(m一CA十A一A 24
GB/35013一2018 表3规则化后环向CIP的截面参数 通用方程 -Ix一A(yLx十y =I十Ay I=Iy一ILy =l,-责n;一p 3d 2sin0 d'sin'0 O(-长-品 T Ix= 员)(e+ sin0cos0 一[(- 派 3R=0(2一 2Rsin (-员+ yLx 30 一7R ,-R:[(-+岚-贵)" Ly -sineos) 0,5r(D十D.)-c]D+D. -D A D一D A= 内表面局部金属腐蚀减薄区域 外表面的局部金属腐蚀减薄区域 -oD-" A= -Di A= L" Aw=A.十A A=A
sin(D一D sin0(D;一Di 了- 克 A， =0.0 .rA=0.0 yA=y+ yA=y sinl sinlt B .rB 2 O cos/ yB=y十 cos0 B=y- sin(Di一D b=0 2 A,十A D R D D ！ 十D cD十D A 式中 -((货 M”=- 55) - 25
GB/T35013一2018 1.0土O.1401a.土0.o002Q46G.) M= 56 S .0+0.09556CA.十0.0005024(A. 除LTA的环向范围为360°的情况外,式(56)适用于入.<9的情况,入
>9时应采用3级评价 方法
L.TA的环向范围为360"时,取M=1.0
计算在自重和自重加热载荷两种工况下,在横截面A点和B点的等效薄膜应力 d.m)(o十(a'十3?] (57 o
=[(dm a员=[()" )(c)+(e吧十3r门 a
58 h结果评价 1)在自重和自重加热载荷两种工况下,如果轴向薄膜应力满足式(59)的要求,则通过2级评 价
自重工况下,Hi=1.0,自重和热载荷工况下,H=3.0
(59 ma as厌,呵<日(导 如果在f)中计算的最大轴向薄膜应力为压应力,该值应小于或等于许用压应力值和许用 2 拉应力值中的较小值,则2级评价通过
6.6.33级评价 采用应力分类或极限载荷分析方法进行局部金属减薄的3级评价
点蚀评价 7.1总则 7.1.1本章的评价方法适用于四种点蚀类型的评价 广布点蚀; a b)局部点蚀; c 局部减薄区内点蚀; d)存在局部减薄的广布点蚀区
7.1.2本章的评价方法不适用于在蠕变温度范围内服役的部件,蠕变温度范围参见表A.1
7.2符号 -圆筒内圆的横截面积,单位为mm 圆筒的横截面积,单位为mm'; 计算剪应力时采用的面积,单位为mn'; 中心轴线到计算弯曲应力对应点的距离,单位为mm.; 系数; 圆简内直径,单位为mm 考虑点蚀损伤的圆简直径修正值,单位为mm 圆筒外直径,单位为mm 点蚀对的平均直径,单位为mm3 Clavg， 当前的点蚀坑直径表征值,单位为mm 未来计划运行时间的点蚀坑直径表征值,单位为mms d 点蚀对人中点蚀坑的直径,单位为mm; d. 点蚀对人中点蚀坑的直径,单位为 mm; d E -环向焊接接头系数; 26
承压设备合于使用评价GB/T35013-2018
承压设备是化工、石油、制药、冶金等领域中不可或缺的重要设备。为了确保承压设备的安全运行，需要对其进行定期检测和评估，这就是使用评价的重要性所在。GB/T35013-2018《承压设备合用评价》是我国规定的承压设备使用评价标准，本标准自2019年1月1日起实施，并已在化工、石油等相关行业得到广泛应用。
GB/T35013-2018标准主要包括以下内容：
- 定义和术语
- 使用评价的基本要求
- 使用评价的组织与管理
- 使用评价的方法和程序
- 评价结果的处理和判定
- 使用评价报告的编制和审批
- 附录：示例
GB/T35013-2018标准的发布，使得承压设备的使用评价工作有了明确指导，并且更加规范和科学。标准中要求，对于新的承压设备，在投入使用前必须进行使用评价；对于已经投入使用的承压设备，需要在其使用寿命周期内按照规定的时间间隔进行定期评价。
在进行承压设备使用评价时，需要综合考虑各种因素，如设备的结构、材料、制造工艺、使用环境等，采用不同的评价方法和技术手段进行分析和判定。同时，还需要制定相应的评价方案和报告，明确评价目的、方法、结果及处理意见等内容。
总之，GB/T35013-2018标准的出台，为我国承压设备的安全运行提供了重要的保障。在今后的工作中，我们应该认真遵守标准要求，确保承压设备的安全可靠运行。
