合于使用評價在超高壓容器設計中的應用

元少昀，陳 超

(1. 中國石化工程建設有限公司，北京 100101； 2. 中石化上海工程有限公司，上海 200120)

1 合于使用評價方法

壓力容器用鋼材在制造中可能會存在諸如分層、夾渣等缺陷，在容器的制造和使用過程中也往往不可避免地產生新的缺陷，萌生出新的裂紋。國內外多年來壓力容器的使用經驗表明，并非所有缺陷都會引起壓力容器的失效，如果不加區分地禁止存在任何缺陷，強行進行不必要的返修或報廢含缺陷的容器，勢必會造成極大的損失。

為判斷帶缺陷的壓力容器是否能夠繼續服役，工程中采用了一種稱為“合于使用評價”(Fitness for Service，縮寫為FFS)的定量評價方法。“合于使用”這一術語在工程應用之前已使用了100多年，但直到1961年由英國焊接研究所主席Edgar Fuchs重新提出將該概念應用到工程中，才逐步得以推廣使用。“合于使用評價”與原有的設計理念和設計方法不同，原有觀念假定材料是完美無缺、各向同性的，焊接質量也是按設計要求達標的；而“合于使用原則”認為，存在缺陷的結構仍然可以使用【1】。開始，這一觀念令很多人接受不了，但隨著斷裂力學的興起和應用、無損檢測技術的提高、計算機和有限元計算技術的進步，“合于使用評價”在近幾十年來得到廣泛認可和應用。合于使用評價是在客觀地考慮壓力容器的材料和制造過程的質量、服役使用不是完美無缺的這一現實的基礎上制定出的基于設備實際狀況的安全評價方法，它是對定性分析的補充和完善，在保證安全的前提下，可獲得可觀的經濟效益。……