基于风险的压力容器更换小接管免除耐压试验的检验策略研究
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完成单位:中国石油化工股份有限公司金陵分公司、南京市锅炉压力容器检验研究院
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-496
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
成果主要完成人
马晶晶、原栋文、崔 强、梁 斌、王郁林、崔学军、王 翔、肖 雄
项目概况
本项目以更换小接管后无法进行耐压试验的压力容器(大型容器和塔器)为对象,研究免除耐压试验的检验策略,创新之处在于:
(1)首次将风险分析方法引入压力容器更换小接管的检(维)修阶段,提出风险控制的目标、流程及措施。
(2)技术创新,开发覆盖公称直径DN20~250mm及壁厚≥2.5mm范围插入式小接管角接接头超声相控阵检测技术工艺及方法,填补标准空白。
(3)制定基于风险的压力容器更换小接管免除耐压试验的检验策略,为相关法规修订提供技术依据。
压力容器小接管由于结构不连续带来的应力集中以及介质流场的剧烈变化,易发生严重腐蚀或开裂而导致泄漏,更换小接管是常见的压力容器维修项目。依据我国现行的《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG21-2016),更换接管的施工过程,容器应当进行耐压试验。
然而在用压力容器(包括改造或修理后)进行耐压试验,需要考虑所涉及的多种因素,某些情况下并不可取,甚至会对容器造成损害。例如:容器剩余壁厚能够承受正常操作载荷,超过设计压力的压力试验条件下却可能发生强度失效;长期在高温(热暴露)或临氢环境下运行的压力容器,材质劣化(回火脆性、σ相脆化、氢脆等)、断裂韧性降低、韧脆转变温度升高,压力试验可能会导致严重脆性断裂的发生;在使用中暴露出但未被发现的关键缺陷,如环境开裂裂纹,压力试验可能会导致脆性断裂,但正常操作时并不会扩展。另一方面,压力试验及其辅助工作无法满足检修计划规定的工期等。因此,研究制定在用压力容器更换小接管免除耐压试验的检验策略(替代方法),缓解法规与检(维)修现状的矛盾,具有现实的工程意义。
研究制定更换小接管的风险控制措施,并提出免除耐压试验的检验策略,可获得以下经济效益和社会效益:
(1)保障小接管维修改造后设备的本质安全与合规使用,缓解法规与检(维)修现状的矛盾,为标准法规制修订提供依据。
(2)缩短设备检维修周期,降低生产费用,减少停产损失,避免耐压试验后介质排放可能带来的二次污染及环保风险。