液化石油气球罐壁厚分层缺陷安全评定.pdf

学w. nucle
第37卷第3期
石油化工设备
Vol 37 No. 3
2008年5月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
May 2008
文章编号:1000-7466(2008)03-0019-03
液化石油气球罐壁厚分层缺陷安全评定
王勇',侍吉清2,慕希豹3
(1.甘肃省庆阳市特种设备檢验所,甘肃庆阳745000
2.机械工业兰州石油钻采炼油化工设备质量检测所,甘肃兰州730050
3.中国石油天然气股份有限公司庆阳石化分公司,甘肃庆阳745115)
摘要:叙述了液化石油气球罈壁厚检测中发现分层现象的基本情况,分析了形成缺陷的原因,针对
检验出的缺陷数据,用断裂力学方法计算出了各种类型缺陷的应力强度因子,并指出了继续使用此
设备应采取的措施。
关键词:球罐;液化石油气;缺陷;安全评定
中图分类号:TE972.07
文献标志码:B
Safety Assessmenf of Lamination Defect in a Liquefied Petroleum Gas Spherical Tank
WANG Yong, SHI Ji-qing, MU Xi-bao
1. Gansu Qingyang Special Equipment Inspection Institute, Qingyang 745000, China
2. Mechanical Industry Lanzhou Petroleum Drilling, Production, Refining and Chemical
Equipment Quality Inspection Institute, Lanzhou 730050, China
3. Qingyang Petrochemical Branch Co., CNPC, Qingyang 745115, China)
Abstract: The basic distributions of lamination phenomena of the spherical tanks for LPG are
found during wall-thickness inspection. The reasons which cause the defect formed are analyzed
According to the sizes of defects, three kinds of stress intensity factor are calculated using fracture
mechanics method. Finally, the precaution should be taken is pointed if these tanks are used con-
tinuously.
Key words: spherical tank; liquefied petroleum gas; defect; safety assessment
中中ーm中ー+wャーー+
表1大开孔接管应力强度评定结果MPa
(2)应用实例表明,采用开孔接管结构分析设计
次总体薄膜
次局部薄薄膜应力P+平台可以方便地实现开孔接管结构设计参数的修
应力Pm
应
弯曲应力P
路径
无内伸有内伸无内伸有内伸无内伸有内伸
改,达到缩短设计周期,提高设计效率的目的。
接管接管
接管接管
接管接
A-A41,:240.1159.8140.5234,3201.5
考文献
B-B41.240.1155.0134.8206.1183.0
[1]GB150-1998,钢制压力容器[S
C-C41.240.1143.1111.0182.2114.0
[2]博年创作室,APDL参数化有限元分析技术及其应用实例
5结论
M].北京:中国水利出版社,2004.
[3]彭公乎,席长有.基于VB整件开发的 ANSYS程序调用方法
(1)利用 Visual Basic的 Shell E函数,实现了Visu
[].武汉理工大学学报,2004,28(1):148-150
al Basic和 ANSYS间的无缝连接,为解决通用程序和[4]JB4732-1995,钢制压力容器一一分析设计标准[S]
专业需要间的矛盾提供了一种新的方法和途径。
(张编)
收稿日期:2007-12-20
作者简介:王勇(1964-),男,甘肃庆阳人,工程师,从事特种设备检验工作。
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石油化工设备
2008年第37卷
中国石油天然气股份有限公司庆阳石化分公司一些点。由于内表面腐蚀坑较多(深约1mm),表
的储存液化石油气的2台桔瓣式结构球鑵于198面不平,使得探头与母材耦合欠佳。只在个别耦合
年建成投用,其基本参数为,主体材质16MnR,设计得较好的点,内壁检测的分层数据与外壁检测的分
压力1.8MPa,最高工作压力1.2MPa,设计温度层数据较吻合。
50℃,体积400m3,壁厚32mm,内径9200mm。
球鑵外壁检测情况如下:①单层点状缺陷。各
自1996年10月搬迁至今,球罐运行情况良好,多次缺陷的尺す都很小,基本上可以看成是一个点,而相
定期全面检验均未发现任何超标缺陷。但在2007互之间的距离比较大,且距外表面约为20mm。②
年6月的检验中,发现壁厚有分层现象。笔者对分双层点状缺陷。沿壳体的厚度方向出现2个单层点
层缺陷产生原因以及设备是否能继续安全运行进行状缺陷面,2个面上的缺陷基本上有对应关系,一层
了简要分析(1:]。
深度约10mm,另一层深度约20mm。③单层面状
球罐壁厚超声波強
缺陷。各缺陷的长度不大于3mm,缺陷相互之间
的距离比较大,其距外表面的距离约20mm。④双
在常规的球罐壁厚抽检过程中发现检测数据异层面状缺陷。沿壳体的厚度方向出现2层面状缺陷
常,于是在球罐的上极板、上温带、下温带和下极板面,2个面上的缺陷基本上有对应关系,一层深度约
各随机抽取一定面积的母材,在其外表面上划分如为10mm,另一层深度约为20mm。阶梯状缺
图1所示的100mm见方的网格。缺陷较严重的部陷。几个不同深度的缺陷相互靠得很近,很可能已
位是下极板和下温带,其缺陷分布位置见图2。超经连通成为阶梯状缺陷。它们距外表面的距离在
声波检测基本上是在外表面进行,内表面只抽检了10~20mm,数量不多。
2分层缺陷产生原因
球罐中的介质含有水和H2S,水附着在球壳的
内表面,当其与易溶于水的H2S相遇之后,就电离
出氢离子,氢离子从钢的表面得到电子后还原成氢
原子。原子之间有很大的亲和力,容易结合成氢分
子排出,但是介质中的硫化物阻滯了氢原子结合成
氢分子。而附着在钢材表面的氢原子直径很小,易
于向钢材内部扩散,在钢材中的夹杂物、空隙或者其
他微观组织不连续区域聚集成氢分子,并且产生很
高的压力。随着时间的延续,渗人的氢原子越来越
图1检测部位照片
多,生成的氢分子也越来越多,在聚集区的压力也就
更高。这就使得本来结构不连续、应力集中很严重
000
的材料发生开裂,进而产生分层现象。由于球罐中
各个板材的原始状况不完全一致,再加上球罐不同
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部位发