腐蚀裕量对石油化工钢制压力容器设计寿命的影响
2020-05-08 15:17:36 作者: 本网整理 来源:无锡特设事故调处中心 分享至:

01 设计寿命和使用寿命


设计寿命是指容器预期达到的使用寿命。《固定式压力容器安全技术监察规程》规定压力容器设计总图上应标明压力容器设计使用年限(疲劳容器标明循环次数)。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。


正常情况下具体的预期实际使用年限应当由设计委托方(用户)以书面形式向设计单位提出,设计者再根据使用年限和介质对设备的腐蚀速率确定腐蚀裕量。现实情况,一般是设计者给定设计寿命,所以:腐蚀裕量=年腐蚀速率×设计年限。


02 设计寿命的确定


容器设计寿命的确定,一般应考虑以下因素:


1.选用适宜的材料及结构设计;


2.合理的腐蚀裕量;


3.限制蠕变(高温工况)或疲劳的可能性;


4.容器建造的费用;


5.装量的更换周期等。


根据《SH/T 3074-2007石油化工钢制压力容器》,除有特殊要求外,当腐蚀速率小于或者等于0.2mm/a时,推荐的容器设计使用寿命如下:


炼油设备


1.一般容器、换热器壳体及管箱:不少于10年;


2.分馏塔类、一般反应器、高压换热器壳体及其他难于更换的元件和容器:不少于20年;


3.厚壁加氢反应器外壳:不少于30年。


石油化工设备


1.一般容器、换热器壳体及管箱:不少于10年;


2.塔类反应器等主要设备,不少于15年。


对于进行疲劳分析设计的容器,应在设计图样中注明设计寿命期间内交变载荷的循环次数。


03 腐蚀裕量


根据《SH/T 3074-2007石油化工钢制压力容器》,下列情况,腐蚀裕量可小于1mm:


1.奥氏体不锈钢元件;


2.有可靠耐腐蚀衬里材料的基体金属;


3.法兰的密封表面;


4.管壳式换热器的换热管、拉杆、定距管、折流板;


5.容器外部构件,如支座(不包括裙座筒体)、基础环、塔顶吊架等,以及用涂漆可有效防止环境腐蚀的外部构件。


考虑腐蚀裕量的原则:


1.与工作介质接触的筒体、封头、接管、人(手)孔及内部元件等均应考虑腐蚀裕量;


2.工艺系统专业或工程设计文件中对腐蚀裕量有专门规定或实际使用经验的,按规定和经验选取;


3.有腐蚀或磨损的元件,应根据预期的容器设计寿命和介质对金属材料的腐蚀速率的乘积确定腐蚀裕量;


4.还应考虑介质对容器壳体或元件的冲蚀、磨损及局部腐蚀的影响;


5.两侧同时与介质接触的元件,应根据两侧不同的操作介质选取不同的腐蚀裕量,两者叠加。


腐蚀裕量选取见下表

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各项厚度之间的关系

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注:加工裕量包括以下内容:

1.制造厂设定的加工成形减薄量(如封头等);

2.机械加工裕量(如管板、金属件的机加工裕量等)。

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