石化领域管道与设备结构完整性评估.ppt

结构完整性评估 完整性是指整体质量完整、完善或状态未损坏。结构完整性评估是用于对结构是否能够安全符合服务条件以及在设计使用寿命期内的可靠性进行评价的一种方法。 任何构件公认的设计方法是确保构件制作材料的强度高于服务过程中的实际应力。如果前者大于后者，可以认为构件适用于该服务，否则，需要修改设计或使用其他更高强度的材料。（剑桥大学Afshin Motarjemi等） 完整性评估所使用的技术 焊接维修规范 适用性（FFS）评估 材料和腐蚀工程 失效分析与专家证明 FE分析 设备的设计分析 基于风险的检测与RBLM 剩余寿命 实验室测试 无损检测（NDT）—TELETEST?大范围超声测试 适用性（FFS） 损伤评估 蠕变 腐蚀 火灾损伤 疲劳 断裂 剩余寿命评估 避免补焊和/或管道焊后热处理 （PWHT） FFS评估软件 CRACKWISE 根据BS7910进行断裂和疲劳分析 FATIGUEcalc S-N疲劳设计 CvK 夏比-断裂韧度相关性 CRACKWISE 实现了工程临界评估中的断裂和疲劳评估程序（BS 7910）自动化。 决策支持软件，用于辅助工程师评估存在裂缝的管道、压力设备和结构的完整性。 严格使用修订版BS 7910：2005断裂评估程序。 目的适用性工程师采用的首选软件——LINKpipe。 CRACKWISE 适用于平板、曲壳以及钢筋/螺栓的大范围几何缺陷，包括表面缺陷、通透缺陷、内嵌缺陷和角部缺陷。 计算临界缺陷尺寸、材料性质和外加或残余应力。 可以确定待评估构件的设计、运行和延长使用寿命的限制条件。 断裂计算的大部分输入参数的自动灵敏度分析选项，允许用户对设计、运行条件的变化及其对相关安全因素影响的容许度进行评估。 输入用户定义的参考应力和K解决方案。 夏比韧性相关度和屈服强度计算工具箱。 充分扩展的软件帮助程序。 CRACKWISE 使用工程临界评估（ECA）是公认的惯例。 适用于很多行业，包括： 压力容器 管道-海上和近海 储罐 建筑 桥梁 船舶 飞机 其他结构构件 LINKpipe 使用一种非线性、专用有限元法（FEM）工具进行管道和管道结构疲劳和断裂力学的计算。 极大改进了管道设计技术。通过使用LINKpipe软件，将断裂机械学理论和实践与设计工程师的FEM模型结合起来。 确认大规模试验 实验室测试 拉伸试验 蠕变试验 冲击韧性 断裂韧性 疲劳试验 疲劳裂缝生长 酸性作业测试 金相学实验室测试 有限元分析（FEA）后的残余应力 应变监测 目的：临时检测叠层钢容器（24小时） 进行应力测量，以便评估外壳层的完整性 应变监控（续） 所进行的工作：顺时针进行应变测量，计算容器外部的表面应变。 结论：容器加压时，外层逐渐出现预期的应变。 优点：快速报告目的适用性确认信息，避免不必要的停工检测。 基于风险的检测 RISKWISETM 管道 处理厂 储罐 锅炉 顾问工作 培训 基于RISKWISE的UltraPIPE RBI模块 第2步 剩余寿命（RL） 使用BS7910、ASME、B31G、API RP579中的程序进行评价： 裂缝，如疲劳裂缝、SCC等 外部或内部腐蚀 蠕变断裂或裂缝扩大 管网 LIFEWISETM执行下列功能： 当前管道：状况评估 确定使用寿命终结的标准 以后可能发生的失效 后果代价估计 确定以后发生失效带来的风险（￡） 运行，修复和替换成本模型 分析确定结果的置信度 确定最佳更换时间表 材料与腐蚀服务 材料工程现场服务 电话咨询 制定标准 培训和工作场所 提问与专家解释 分析材料服务 金属材料 发光光谱测定法 X射线荧光性 X射线衍射 能量分散X射线分析 元素映射 影像分析 非金属材料 傅立叶变化红外分光计 差分扫描热量计 熔体流动指数 材料专门技术 金属 合金金属 焊接金属 合成材料 聚合材料 陶瓷 表面层/防腐层 热喷 堆焊层和覆层 溶胶-凝胶 有机防腐 料场服务 场地金相复制（TTH） 断裂复制 舟取样 现场硬度测试 铁酸盐测定 腐蚀试验 金属在： -酸性服务环境 -氢服务环境 通过以下方法进行测试： -恒定载荷 -4点弯曲 -凹口 -SSRT -腐蚀疲劳 塑料 合成材料 导电材料 腐蚀试验应用 环境舱内进行直接暴露试验 电化学和电镀腐蚀试验 应力腐蚀破裂试验 腐蚀疲劳试验 慢应变率试验方法 高压舱内升温加压试验 液化石油气（LPG）球罐案例 LPG球罐焊缝的TOFD和脉冲回波超声现场检测 焊缝处出现由持续出现硫化氢而产生SCC 随后用于对氢离子断裂进