腐蝕裕量對石油化工鋼制壓力容器設計壽命的影響
01 設計壽命(ming)和使用壽命(ming)
設計(ji)(ji)壽(shou)命(ming)是(shi)指(zhi)容(rong)器(qi)預(yu)期(qi)達(da)到的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。《固定式壓力(li)容(rong)器(qi)安全技術監察規程》規定壓力(li)容(rong)器(qi)設計(ji)(ji)總圖上應(ying)標(biao)明壓力(li)容(rong)器(qi)設計(ji)(ji)使(shi)用(yong)年限(疲(pi)勞容(rong)器(qi)標(biao)明循(xun)環次數)。壓力(li)容(rong)器(qi)的(de)設計(ji)(ji)壽(shou)命(ming)不一定等(deng)于實際使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),它僅僅是(shi)設計(ji)(ji)者根(gen)據容(rong)器(qi)預(yu)期(qi)的(de)使(shi)用(yong)條件而給出的(de)估(gu)計(ji)(ji),其作(zuo)用(yong)是(shi)提醒使(shi)用(yong)者,當超過壓力(li)容(rong)器(qi)的(de)設計(ji)(ji)壽(shou)命(ming)時(shi)應(ying)采取必要的(de)措施如:經常測量(liang)厚度和縮短檢(jian)驗周期(qi)等(deng)。
正常(chang)情(qing)況下(xia)具體(ti)的(de)預期實(shi)際使用(yong)年(nian)限應當由設(she)(she)計(ji)(ji)委(wei)托方(用(yong)戶)以(yi)書面形式向設(she)(she)計(ji)(ji)單位提出,設(she)(she)計(ji)(ji)者再根據使用(yong)年(nian)限和介質對設(she)(she)備的(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)確(que)定腐(fu)(fu)蝕裕量。現實(shi)情(qing)況,一(yi)般是(shi)設(she)(she)計(ji)(ji)者給定設(she)(she)計(ji)(ji)壽命,所以(yi):腐(fu)(fu)蝕裕量=年(nian)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)×設(she)(she)計(ji)(ji)年(nian)限。
02 設(she)計(ji)壽命的確定
容器設計(ji)壽命(ming)的確定,一般(ban)應(ying)考慮(lv)以下(xia)因素:
1.選用適(shi)宜的(de)材料及結(jie)構(gou)設(she)計;
2.合理的腐蝕裕量;
3.限制蠕變(bian)(高溫工況)或疲勞的可(ke)能性;
4.容器建造的(de)費用;
5.裝(zhuang)量的更換周期(qi)等。
根(gen)據《SH/T 3074-2007石油化工鋼制壓力容器(qi)》,除有特殊要(yao)求(qiu)外,當腐蝕速率小于(yu)或者等于(yu)0.2mm/a時(shi),推薦的容器(qi)設計使用(yong)壽命(ming)如下(xia):
煉油設備
1.一般容器、換熱器殼(ke)體及(ji)管箱(xiang):不少于10年;
2.分餾塔(ta)類、一般反應器(qi)、高壓換熱器(qi)殼體及其他(ta)難于更換的(de)元件(jian)和容器(qi):不少于20年;
3.厚(hou)壁加氫反應器(qi)外殼:不少于30年。
石(shi)油化工設(she)備(bei)
1.一般容器、換(huan)熱器殼體(ti)及管箱:不少于10年;
2.塔類反應器等主要設備(bei),不(bu)少于(yu)15年。
對于進行疲勞分析(xi)設計(ji)的(de)容器,應在(zai)設計(ji)圖樣中注明設計(ji)壽命期間內交變載(zai)荷的(de)循(xun)環次數。
03 腐蝕裕量
根(gen)據《SH/T 3074-2007石油化(hua)工鋼制壓力容器》,下列情(qing)況,腐蝕裕量(liang)可小于1mm:
1.奧氏體(ti)不銹鋼(gang)元件;
2.有可靠耐腐蝕襯里材料的基體金屬;
3.法蘭的(de)密封表面(mian);
4.管(guan)(guan)殼式(shi)換熱(re)(re)器的換熱(re)(re)管(guan)(guan)、拉桿、定距管(guan)(guan)、折流板;
5.容器外(wai)部(bu)構件,如支座(zuo)(不(bu)包括裙座(zuo)筒體)、基(ji)礎環(huan)(huan)、塔頂吊(diao)架等,以及用涂漆可有效防止環(huan)(huan)境(jing)腐蝕的外(wai)部(bu)構件。
考慮腐蝕(shi)裕(yu)量的原則:
1.與工(gong)作介(jie)質接(jie)觸的筒體(ti)(ti)、封頭、接(jie)管、人(ren)(手)孔及(ji)內部元件等均應考慮腐蝕裕量;
2.工藝系統專業(ye)或工程設計文件中(zhong)對(dui)腐蝕裕量(liang)有(you)專門規(gui)定(ding)或實際(ji)使用經(jing)驗的,按規(gui)定(ding)和(he)經(jing)驗選取;
3.有腐(fu)蝕或磨損的(de)(de)元件(jian),應根(gen)據預期的(de)(de)容器設計壽命和介質對金屬(shu)材料的(de)(de)腐(fu)蝕速率的(de)(de)乘(cheng)積確(que)定(ding)腐(fu)蝕裕量(liang);
4.還應(ying)考慮介(jie)質對容器殼體或(huo)元(yuan)件(jian)的(de)沖(chong)蝕、磨損及局部腐蝕的(de)影響;
5.兩(liang)側同(tong)時與介質接觸的元件,應根據兩(liang)側不(bu)同(tong)的操作介質選取不(bu)同(tong)的腐蝕裕量,兩(liang)者(zhe)疊加。
腐蝕裕量選取見(jian)下表
各項厚度(du)之間的關系
注:加工裕量包括以下內容:
1.制造廠設定的加工成(cheng)形減薄量(如封頭等);
2.機械加(jia)工裕(yu)量(如(ru)管板(ban)、金(jin)屬件的機加(jia)工裕(yu)量等)。