含埋藏裂紋缺陷球罐的安全評定與修復

傾 明，楊 建

(1.蘭州石化職業技術學院 機械工程學院，甘肅 蘭州 730060；2.蘭州石化公司 化肥廠，甘肅 蘭州 730060)

1 球罐存在的問題

容器裝置液氨球罐主要用來存儲液氨，介質為中度危害，易燃易爆且存在應力腐蝕，球罐操作壓力范圍0.8～1.3Mpa，壓力變化幅度0.5Mpa。球罐在宏觀檢查及壁厚測定中均未發現異常，MT檢測對接焊縫處發現多處表面裂紋，經打磨消除。UT+TOFD[1]檢測發現在AG焊縫處存在一埋藏型缺陷，如圖1所示，表面可見焊縫金屬高度較低，TOFD缺陷圖譜見圖2，缺陷信息見表1，UT檢測缺陷信息見表2所示。

表2 UT檢測情況表(/mm)

圖1 缺陷焊縫圖 圖2 TOFD缺陷圖譜

從TOFD+UT檢測結果表1可以看出，該處焊縫存在埋藏缺陷，缺陷自身高度4mm，長度60mm，距外壁深度17mm。對照NB/T47013.10-2015中典型缺陷圖譜分析，缺陷類型為埋藏裂紋缺陷[2]。

表1 TOFD檢測情況表(/mm)

2 對埋藏型裂紋缺陷的安全評定

安全評定是以《在用含缺陷壓力容器安全評定》國家標準(簡稱SAPV標準)為評估依據，對球罐由裂紋應力集中導致的彈塑性斷裂失效，或因凈強度削弱導致的塑性失效，進行安全性評定[3]。

2.1 缺陷表征

根據SAPV表5-1選取正常工況的分安全系數，按"失效后果嚴重"確定各分安全系數，見表3所示。

表3 根據SAPV標準確定兩個工況下的安全系數

SAPV標準5.3.1規定，對經查明的缺陷，根據實際位置、形狀和尺寸需進行缺陷的規則化表征處理，表征裂紋尺寸應根據具體情況由缺陷外接矩形之高和長確定。對埋藏裂紋，高為2a、長為2c，表征圖如圖3所示。

圖3 埋藏裂紋表征圖 圖4 有限元模型

表征裂紋尺寸乘以裂紋分項安全系數后作為計算用的裂紋尺寸a、c值，見表4所示。……