GB∕T 35013-2018 承压设备合于使用评价

ICS23.020.30J74中华人民共和国国家标准GB/T35013—2018承压设备合于使用评价Fitness-for-serviceassessmentofpressureequipments2018-05-14发布2018-12-01实施国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会发布目次前言Ⅰ…………………………………………………………………………………………………………引言Ⅱ…………………………………………………………………………………………………………1范围1………………………………………………………………………………………………………2规范性引用文件1…………………………………………………………………………………………3术语和定义1………………………………………………………………………………………………4通用要求2…………………………………………………………………………………………………5均匀减薄评价3……………………………………………………………………………………………6局部减薄评价12……………………………………………………………………………………………7点蚀评价26…………………………………………………………………………………………………8氢致开裂、氢鼓包和应力导向氢致开裂评价39…………………………………………………………9凹陷和沟槽评价46…………………………………………………………………………………………10错边、棱角和不圆评价50…………………………………………………………………………………11火灾损伤评价62…………………………………………………………………………………………12蠕变损伤评价70…………………………………………………………………………………………附录A(资料性附录)蠕变数据106………………………………………………………………………附录B(规范性附录)脆性断裂倾向评价115……………………………………………………………附录C(资料性附录)腐蚀疲劳裂纹扩展加速因子的确定方法123……………………………………附录D(资料性附录)常见材料硬度值范围125…………………………………………………………附录E(资料性附录)常见材料国内外牌号对照128……………………………………………………GB/T35013—2018前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)提出并归口。本标准起草单位:中国特种设备检测研究院、国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局、合肥通用机械研究院、南京工业大学、华东理工大学、北京航空航天大学、清华大学、浙江工业大学。本标准主要起草人:王辉、贾国栋、陈学东、孙亮、赵建平、轩福贞、张峥、邵珊珊、范志超、汪逸安、刘应华、董杰、李翔、高增梁、吕运容、王笑梅、韩志远、艾志斌。ⅠGB/T35013—2018引言本标准编制的目的在于评价服役中的承压设备是否适合预期的工况及环境,制造缺陷、服役过程中产生的缺陷或损伤是否威胁其运行安全,使用本标准可以对设备继续运行或改造、维修、报废、更换等决策提供技术支撑。本标准涉及多个交叉学科,使用者可根据评价的具体情况予以选用,并与GB/T19624以及压力容器、管道、锅炉和陆上储罐等相关规范或标准配合使用。使用本标准给出的方法对超期服役承压设备进行评价,可以为设备的延寿提供参考,节约成本,提高企业经济效益。ⅡGB/T35013—2018承压设备合于使用评价1范围1.1本标准规定了金属制承压设备的合于使用评价方法。1.2本标准适用于金属制承压设备缺陷和损伤模式的评价,本标准适用的缺陷和损伤模式包括腐蚀减薄(均匀减薄、局部减薄和点蚀),氢致开裂、氢鼓包和应力导向氢致开裂,凹陷和沟槽,错边、棱角和不圆,火灾损伤,蠕变损伤和低温脆性断裂。平面缺陷的断裂和疲劳评价可按照GB/T19624进行。1.3本标准不适用于下列承压设备:———核能装置中承受核辐射的承压设备;———机器上非独立的承压部件(如压缩机、发电机、泵、柴油机的承压壳或气缸等);———电力行业专用的封闭式电气设备的电容压力容器(封闭电器)。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T150.3压力容器第3部分:设计GB/T1172黑色金属硬度及强度换算值GB/T6398金属材料疲劳试验疲劳裂纹扩展方法GB/T19624在用含缺陷压力容器安全评定GB/T20801.2压力管道规范工业管道第2部分:材料GB/T30579承压设备损伤模式识别3术语和定义GB/T19624界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1部件components根据规范、标准设计制造的承压设备的受压元件或其组合。3.2热暴露区heatexposurezone部件承受某一特定火灾温度范围的区域。3.3热暴露区等级heatexposurelevel部件在火灾过程中的暴露温度等级,根据部件在火灾中达到的最高金属壁温确定。3.4临界暴露温度criticalexposuretemperature;CET操作条件或常压工况下,压力和附加载荷引起的主应力大于55MPa时对应的最低金属温度。注1:操作条件包括开停工、操作波动和停机。CET可以是单一的温度,也可以是基于压力的温度系列值。1GB/T35013—2018注2:常压储罐CET取最低日平均气温加8℃,或者取水压试验的温度。低压储罐采用与压力容器相同的方法确定其CET。4通用要求4.1单位和人员要求采用本标准的单位在实施合于使用评价时应遵守国家相关法律、法规的规定,并建立相应的质量控制程序。进行合于使用评价的人员应具有必要的力学、材料、工艺、腐蚀、检验等知识背景和实践经验,并经过专业培训合格。4.2一般要求4.2.1承压设备的合于使用评价一般应包括对评定对象的状况调查(历史、工况、环境等)、缺陷和损伤检测、损伤模式识别和缺陷成因分析、材料性能获取、必要的实验与计算,并根据本标准的规定对评定对象的安全性进行综合分析和评价。4.2.2进行合于使用评价时应考虑各种可能存在的工况。4.2.3如果设备或部件包含多种缺陷或损伤,应结合针对所有缺陷类型和损伤的多种评价方法进行综合评价,对各种可能的损伤和失效模式进行判断和评价后,才能给出评价结论。4.2.4针对每种缺陷或损伤,本标准给出多级评价方法。应根据缺陷或损伤的类型和部件类型,选择合适的方法进行评价。4.2.5通过按照本标准进行的合于使用评价,不能作为提高承压设备设计压力的依据。4.2.6按照本标准进行合于使用评价的结果的采用,不免除承压设备的设计、制造、安装、修理、改造等各有关方应承担的相应责任。4.3合于使用评价中的基础工作4.3.1损伤模式识别和缺陷成因分析按照GB/T30579进行损伤模式识别和缺陷成因分析。4.3.2基础数据获得4.3.2.1缺陷和损伤检测对被评价对象可能存在的各种缺陷、损伤,应根据材料和结构等合理选择有效的检测方法和设备进行全面的检测,缺陷和损伤检测结果应准确、真实、可靠。对于无法进行无损检测的部位存在缺陷和损伤的可能性应有足够的考虑,合于使用评价人员和无损检测人员应根据经验和具体情况作出保守的估计。4.3.2.2材料性能获得应按GB/T19624和其他有关标准的规定确定材料性能数据。应充分考虑材料性能数据的分散性和材料性能劣化,并按偏于保守的原则确定所需的材料性能数值。4.3.2.3应力水平确定可按照相应设计标准计算应力,必要时进行应力分析。应力分析应采用成熟、可靠的方法,并考虑各种可能的载荷及其组合。2GB/T35013—20184.4部件分类4.4.1A类承受压力(含液柱静压力)或其他载荷,利用设计标准中的计算公式可以直接得到计算厚度的元件,主要包括:a)圆筒或锥壳;b)球壳;c)凸形封头(球形、椭圆形、碟形、球冠形)和平盖;d)直管段、弯管、弯头;e)储罐壁板。4.4.2B类承受压力(含液柱静压力)或其他载荷,设计标准中未提供直接计算厚度的公式,但提供了设计计算的方法,例如开孔补强、法兰设计。部件的设计计算涉及多个元件,元件厚度相互影响,无法单独确定其中一个元件的最小厚度。主要包括:a)圆筒与接管、封头与接管、主管道与支管的连接处;b)锥壳加强段或过渡段;c)圆筒与平盖连接处;d)整体管板;e)法兰;f)管道系统。4.4.3C类承受压力(含液柱静压力)或其他载荷,设计标准中未提供计算厚度的公式,也未提供局部应力的计算方法,主要包括:a)凸形封头和圆筒的连接处;b)壳体加强圈;c)压力容器的裙座或耳式支座;d)储罐壁板和底板连接处。5均匀减薄评价5.1总则本章规定了含减薄缺陷承压部件的壁厚测定、表征方法,以及含均匀减薄型缺陷的承压部件合于使用评价方法。本章的评价方法不适用于在蠕变温度范围内服役的部件,蠕变温度范围参见附录A表A.1。5.2符号AR———加强圈或支撑圈的截面积,单位为mm2;c———金属减薄区的环向长度,单位为mm;COV———常规测厚所得壁厚实测值的变异系数;D———圆筒、球壳、椭圆封头、弯头的内直径,单位为mm;3GB/T35013—2018di———接管内径,单位为mm;Do———圆筒、球壳、椭圆封头、弯头的外直径,单位为mm;Do1———三通主管外径,单位为mm;Do2———三通支管外径,单位为mm;F———自重或自重加热载荷工况下有效截面上的轴向力,单位为N;{F→}———广义载荷向量,采用与各载荷相适应的量纲;{F→°}———参考载荷向量,采用与各载荷相适应的量纲;{F→L}———极限载荷向量,采用与各载荷相适应的量纲;FCA———未来计划运行时间内的腐蚀量,单位为mm;GBP———对内压载荷的弯头形状修正系数;H———当底部封头切线位于裙座内部时,裙座角焊缝至底部封头切线的距离,单位为mm;hi———椭圆封头内曲面深度,单位为mm;K———外径与内径之比;K1———三通主管外径与内径之比;L———部件的特征长度,单位为mm;Lni———不连续结构中,容器或主管道的环向测厚范围,单位为mm;Lno———不连续结构中,接管或支管的轴向测厚范围,单位为mm;Ls———测厚网格线间距,单位为mm;Lv———不连续结构中,容器或主管道的轴向测厚范围,单位为mm;n———常规测厚点的总数;P———评价计算压力,单位为MPa;pL———塑性极限内压载荷,单位为MPa;R———圆筒的内半径或弯头的弯曲半径,单位为mm;RL———锥壳过渡段大端圆筒内半径,单位为mm;RS———锥壳过渡段小端圆筒内半径,单位为mm;rm———弯头的平均半径,rm=Do+D4,单位为mm;St———常规测厚所得壁厚实测值的标准差,单位为mm;s———金属减薄区的轴向长度,单位为mm;t———弯头评价用计算壁厚,单位为mm;tL———锥壳过渡段大端圆筒供货壁厚,单位为mm;tS———锥壳过渡段小端圆筒供货壁厚,单位为mm;tZ———锥壳供货壁厚,单位为mm;tam———部件实测壁厚的表征值,单位为mm;tCam———部件环向实测壁厚的表征值,单位为mm;tSam———部件轴向实测壁厚的表征值,单位为mm;tc———评价用计算壁厚,单位为mm;tCc———基于危险壁厚截面测厚的圆筒、锥壳、弯头的环向评价计算用壁厚,单位为mm;tGc———基于危险壁厚截面测厚的球壳、凸形封头的评价计算用壁厚,单位为mm;tSc———基于危险壁厚截面测厚的圆筒、锥壳、弯头的轴向评价计算用壁厚,单位为mm;te———加强圈供货壁厚,单位为mm;tmin———根据设计规范或标准确定的部件所需最小壁厚,单位为mm;tCmin———根据设计规范或标准确定的部件环向所需最小壁厚,单位为mm;4GB/T35013—2018tSmin———根据设计规范或标准确定的部件轴向所需最小壁厚,单位为mm;tmm———危险壁厚截面法测厚所得部件