PDF《局部腐蚀减薄缺陷安全评定系统研制》

收稿日期 :2001201223 ;

修订日期 :2001204214 基金项目 :中国石油化工集团 九五 重点项目 ,973 材料的环境行为 与失效机理 项目.

作者简介 :李晓刚 ,男,1963 年生 ,博士 ,教授 ,博士导师 ,从事腐蚀与 防护专业 局部腐蚀减薄缺陷安全评定系统研制 李晓刚1 ,2 付冬梅3 董超芳1 刘林1 (

11 北京科技大学材料科学与工程学院 北京 100083;

21 金属腐蚀与防护国家重点实验室 沈阳 110016;

31 北京科技大学信息工程学院 北京 100083) 摘要 : 针对局部腐蚀减薄缺陷 ,利用 FFS 技术的最新研究成果 ,研制了一套对局部腐蚀减薄缺陷进行安全评定和 剩余寿命估算的软件系统. 输入设备和缺陷尺寸参数 ,系统将自动给出缺陷是否接受. 实际测试表明 ,该软件有良 好的使用价值 ,功能强大 ,为现场提供了快速处理局部腐蚀减薄缺陷的工具. 关键词 : 局部腐蚀 缺陷 评定系统 中图分类号 : TG172 文献标识码 : A 文章编号 :100524537(2002)

0120018204 1 前言 局部腐蚀是工程实际中广泛存在的一种材料失 效形式 ,由局部腐蚀产生的局部减薄缺陷严重地威 胁到设备的安全使用 ,大大缩短设备使用的剩余寿 命[1 ] . 如何准确而快速地对局部腐蚀减薄缺陷进行 安全评定和剩余寿命估算 ,特别是在线评定 ,已经成 为重要的理论和工程问题. 设备适应性评估技术 ( Fitness - For - Service Technology 简称 FFS 技术) 的发展为解决以上问题 提供了有力的手段. 研究表明 ,FFS 技术建立的三级 评估制度在工程应用上是完全可行的 :一级是倾向 于用最少的检测和设备数据在较为保守的判据下进 行评估 ;

二级利用与一级水平相同的检测数据 ,但在 比一级较为宽松的判据下进行评估 ,过程要复杂一 些 ;

三级是最高水平和最复杂的评估 ,这级评估要利 用保守性最小的判据 ,并要利用最为详细的检测信 息和设备服役数据 ,整个过程完全建立在定量分析 的基础上 ,如应力计算采用有限元方法. 本工作针对局部腐蚀减薄缺陷 ,利用 FFS 技术 的最新研究成果 ,研制了一套对局部腐蚀减薄缺陷 进行安全评定和剩余寿命估算的软件系统 ,力图为 现场提供准确而快速地处理局部腐蚀减薄缺陷的工 具.

2 带局部减薄缺陷安全评定系统设计基础 FFS 技术的发展 ,为本系统的建立提供了基础 , 本工作的设计思路如下[2~5 ] .

211 局部腐蚀减薄缺陷第一级评估 第一步 ,确定下列参数. D 为部件的内径 , s 为 局部减薄区的横向长度 , c 为局部减薄区的纵向长 度,tmm为最小测量壁厚 , FCA 为设计允许的腐蚀余 量. 第二步 ,计算厚度比 Rt Rt = tmm - FCA tmm 第三步 ,计算比例 : s/ D 、 D/ tmin和c/ D. 第四步 ,如果下列条件有一个符合 ,这个局部减 薄区不能被接受 ,必须采取措施. (1) s/ D >

0. 5;

(2) Rt <

0. 25;

(3) ( tmm - FCA ) <

0.

32 cm;

(4) D/ tmin >

20.

0 , 局部减薄区 的尺寸 c 满足图

1 的标准. 第五步 ,确定 s/ D , D/ tmin , Rt 的值. 如果由这 些值确定的点在由 D/ tmin确定的图

2 曲线的上方 或左方 ,则这个局部减薄是可以被接受的. Fig.

1 The critical flaw size of the evaluation for the first grade 第22 卷第1期2002 年2月中国腐蚀与防护学报 Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection Vol122 No11 Feb12002 ? 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. Fig.