1、压力容器在石油化工生产中实际使用寿命的分析中图分类号： TH49 文献标识码： A 文章编号： 压力容器是石油化工生产过程中不可缺少的一种设备。压力容器可以作为一种简单的盛装容器，用以储存有压力的气体、蒸汽或液化气体，如液氨储罐、氢气、氮气储罐等。也可以作为其他石油化工设备的外壳，为各种化工单元操作（如化学反应、传质、传热、分离、蒸馏等）提供必要的压力空间，并将该空间与外界大气隔离，如氨合成塔、尿素合成塔、氨分离器等。压力容器结构并不复杂，但在载荷作用下，应力分布比较复杂，尤其是在高温、低温、腐蚀等恶劣的运行条件下，如管理不当，就容易发生事故，造成严重的后果。 1 使用寿命影响因素 压力容器的
2、使用寿命不仅和材料厚度和腐蚀有关，而且与容器的设计制造参数、使用条件、介质特性、应力状况、高温蠕变、材质劣化、环节部位性能、容器外部环境、使用管理水平有关。 （1）压力容器的开工及运行。压力容器投用前应对容器及其装置进行全面检查验收，操作人员应了解设备，熟悉工艺流程和工艺条件，再确认容器能投入正常运行后，才能开工。开工过程中要严格按照工艺卡片的要求和操作规程操作，确保安全附件处于良好状态。 （2）使用压力和使用温度的控制。使用压力和使用温度是选定容器的设计压力和设计温度。使用压力的控制要点是控制其不超过最高工作压力，严禁盲目提高工作压力； 使用温度的控制要点是控制其极端工作温度，高温下，控制最
3、高工作温度，低温下控制最低工作温度。 （3）介质腐蚀性及交变载荷的控制。严格控制介质成分、流速、温度、水分及 PH 值等工艺指标，以减小腐蚀速度，延长使用寿命。在容器设计时尽可能地减少应力集中。容器使用过程中应尽量做到压力、温度升降平稳，对于高温压力容器和低温压力容，应尽可能减缓温度突变，以降低热应力。 （4）容器运行期间的维护与保养。保持完好的防腐层防止介质对器壁的腐蚀，经常检查容器的紧固件和紧密封状况，保持完好，防止产生 “跑、冒、滴、漏” 。维护保养好安全装置，减少并消除容器的震动。 2 实际使用寿命的评估 （1）压力容器的设计寿命是设计者根据设计委托单位提出的设计条件，结合容器的设计参
4、数和使用条件给出的一个预期数据，并不是压力容器的真正的使用寿命。对于已经达到设计使用年限的压力容器，或者未规定设计使用年限，但是使用超过 20 年的压力容器，如果要继续使用，使用单位应当委托有资格的特种设备检验检测机构对其进行检验，经过使用单位主要负责人批准后，方可继续使用。 （2）对于使用年限较长的压力容器，由于没有使用年限的限制规定，一般由检验单位进行定期检验后根据设备具体状况确定检验周期，检验周期是检验人员对检验数据分析后得出的，体现的是在一定时间内、在一定操作条件下，容器发生失效风险的可能性较低，但并不能保障容器在检验周期内的使用过程中完全不出现问题。设备的安全运行仅仅依靠定期检验是不
5、够的，还应以使用单位的检修、保养、日常巡检作为保证。（3）检验单位通常采取降低安全等级、剩余壁厚强度校核、缩短检验周期及合于使用评价等方法评估容器的剩余使用寿命。对于使用条件满足 TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程7.8.1 中要求的大型成套装置，可以向国家质检总局提出应用基于风险的检验（简称RBI）技术申请。经国家质检总局同意后，可以向核准的 RBI 检验机构提出申请，同时将该情况书面告知使用登记机关。实施 RBI 的压力容器可参照 TSG R7001-2004压力容器定期检验规则的规定，确定安全状况等级和检验周期，可根据压力容器风险水平延长或者缩短检验周期，但最长不得
6、超过 9 年；以压力容器的剩余使用年限为依据，检验周期做长不超过压力容器剩余使用年限的一半，并且不得超过 9 年。 3 影响压力容器寿命评价的原因 （1）剩余寿命可用合理的确定性参数加以计算。在 TSG R7001-2004压力容器定期检验规则中规定了均匀、局部腐蚀的压力容器的安全状况等级的划分。 （2）剩余寿命不能用合理的参数加以确定。晶间腐蚀开裂、应力腐蚀开裂、氢鼓泡等裂纹缺陷没有可靠的、确定性的、经验的增长速度可供利用，不能对损害和开裂速度加以计算，只能依据 GB/T 19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定进行评定（不包括疲劳评定） ，是在假设缺陷不扩展的状态下推导出的是否满足安
7、全要求的结论。容器使用单位如不接受这种风险，可进行缺陷修复，修复后由委托检验单位检验合格后方可投入使用。 （3）剩余寿命为零。但容器出现严重的腐蚀现象，如明显的应力腐蚀、晶间腐蚀、氢损伤等材质劣化现象和其他超标缺陷，容器必须经过修理或更换的方法才可保证安全运行。 4 压力容器实际使用寿命评价中的问题 （1）数据收集的准确性。压力容器的实际上使用寿命评价是一项复杂的工作，评价前需要进行大量的数据收集工作。收集其设计、制造、安装检验、材料、焊接、返修、无损检测、热处理、压力试验，环境数据、运行及事故记录、介质分析报告、历次检验报告、特别是最后一次全面检验报告等相关资料。涉及断裂力学、材料、焊接、无
8、损检测、金相、热处理等相关知识。必要时还应对检验检测数据进行复核。 （2）失效模式与使用风险的识别。失效模式是根据压力容器的设计制造方法、结构、材料、运行参数、介质及环境条件分析确定的。在高温、高压、强腐蚀介质工作下的压力容器，失效模式和使用风险是不同的。在限定压力下它的主要失效模式为腐蚀泄漏，使用风险为泄漏发生的可能性与介质泄漏后造成后果的乘积。当以失效模式评定剩余使用寿命时，应在考虑使用风险等级的条件下适当减少使用寿命，以降低使用风险。 （3）对检验机构资质的要求。承担压力容器合于使用评价的检验机构须经过国家质检总局批准。检验报告由具有相应经验的评鉴人员出具，并且经过检验机构法定代表人或者技术负责人批准，承担压力容器使用评价的检验机构对评定的正确性负责。 5 小结 在用压力容器使用寿命定短，一些符合安全技术要求的压力容器就要提前停止使用，报废造成浪费；定长容器的使用风险就会升高，给安全生产带来隐患。因此，压力容器的实际使用寿命评价是一项迫切需求的工作，它对装置的安全运行和使用管理者的决策提供有力的技术保障。参考文献： 1张兆杰，王发现，曹志红，马伟力，压力容器安全技术.黄河水利出版社,2001
