球罐焊缝错边缺陷合于使用安全评定方法研究.pdfVIP

第 53卷第 1期 化 工 设 置 与 管 道 、，01．53 No．1 2016年 2月 PROCESSEQUIPMENTPIPING Feb．2016 球罐焊缝错边缺陷合于使用安全评定方法研究 孙佳琳，陈鲲鹏，王泽武 (大连理工大学化T机械学院，辽宁 大连 116024) 摘 要 ：针对 目前GB／Tl9624--2004没有 明确球罐超标错边缺陷的评估方法，文章基于API579合于使 用原则，对桌含焊缝错边超标缺陷的大型球罐进行了三级评定，重点对第三级评定中有限元数值方法 进行 了探讨 ，通过建立与实际错边情况相符的非对称三维实体模型，对错边缺 陷高应力区进行 了合于 使用安全评定。研究成果可为今后 同类缺 陷问题 的安全评定提供一种可行的解决方法。 关键词 球罐 ；错边缺陷；合于使用评价 ；三级评 定 中图分类号：TO050．2；TH123 文献标识码：A 文章编号：1009—3281(2016)Ol一0013-005 压力容器特别是大型球罐，在生产、运输和现 规定，设备可免做疲劳分析。 场组装过程中不可避免会产生一定程度的缺陷，这些 但因加工制造及现场组装等问题，造成球瓣对 缺陷包括错边、角变形、凹坑、未焊透和未熔合等 ， 接环焊缝 出现较大的错边，最大错边发生在如图 1a 球罐失效大多与这些缺陷的存在有直接关系…，因此 球罐 =22．5。(赤道为 =0。)环向焊缝 F处，错边 对于在役含缺陷球罐的安全评定十分重要。 范围为一个球瓣的弧长 (0=33．75。56．25。)，其错边 国内外关于含缺陷承压设备安全评定标准主要有 量 e为 7．8rnlTl，错边区域的几何尺寸如图 lb所示， GB／T 19624-- 2004、API579— 2007、B 根据球罐对称坡 口的形式和尺寸…]，取错边长度 ， S1NTAP3【等。目前对于含凹坑、裂纹类球罐安全评 = 25mm，同时，错边也引起球罐局部变形。 定研究较多 [5-6]但鲜有文献对含超标错边缺陷球罐 安全评定进行研究。同时，标准 GB／T19624--2004 中也没有明确球罐超标错边缺陷的评估方法，其评定 缺陷的范围相对受限 ”【，与国外合于使用评价技术仍 有一定差距 8【】。因此，本文针对某含超标错边缺陷大 型球罐，通过引用API579合于使用思想，研究其三 级评定基本方法，以提供更加合理的安全评定结果 ， 为今后该类球罐继续服役的可行性提供了技术支持 ， a．错边位置 b．错边量 将球罐因制造过程中产生的超标错边缺陷而带来的 图1 球罐结构局部错边示意图 损失降低到最小 。 Fig．1Schematicdiagram ofMisalignmentofsphericaltank 1 问题分析 1．2 安全评定方法讨论 1．1 错边缺陷基本情况 对于含缺陷的压力容器 国内通常有两个标准可 某大型在役球罐，其公称直径为3500nqn3，壁厚 以进行评定。第一个，根据 GB150类 为25rnrn，设计压力为2．51ViVa，设计温度为20℃ 【， 焊接接头错边量应小于等于5mm (球壳板厚度为 球壳板材质为Q345R，根据压力容器分析设计标准 ¨， 收稿 日期 ：2015-11-16 20℃时Q345R许用应力 为 185MPa。由于该设备