[发明专利]一种对含缺陷的常压储罐的整体评价方法

说明书

本发明公开了一种对含缺陷的常压储罐的整体评价方法，其特征在于，包括以下步骤：测量储罐上缺陷的性质、尺寸和位置；根据储罐结构和缺陷位置、尺寸、性质，在Ansys软件中建立缺陷的储罐模型；使用Ansys软件，加载实际载荷计算储罐结构强度和储罐应力强度因子，加载单位载荷进行稳定性计算；对计算得到的储罐结构强度、储罐应力强度因子及稳定性结果进行评价，全面评估储罐的安全状况。本发明解决目前国内储罐安全评估标准方面的不足与缺失，通过前期无损检测检测结合有限元软件Ansys计算的方法，从结构力学、断裂力学等多角度评估了储罐的安全状况，计算结果有较高的可靠性。

技术领域

本发明涉及石油化工设备技术领域，具体涉及一种对含缺陷的常压储罐的整体评价方法。

背景技术

我国的储罐检验工作开展较晚，目前尚未形成一套完整的储罐检验标准。我国在八九十年代建成了大批石油化工储罐，由于当时法规标准的缺失，很多储罐的施工质量都不尽理想，其内部通常都存在着较多的缺陷。目前，国内没有专用于储罐缺陷的安全评价方法，若要对储罐的缺陷进行定性定量的话，一般会采用RT(射线)探伤与PT(磁粉)探伤或者MT(渗透)探伤结合的办法，缺陷定级参照NB/T47013《承压设备无损检测》，但是这种方法有如下不足：

NB/T47013《承压设备无损检测》只论述了缺陷检出手段的方法和工艺，并未对缺陷的局部受力情况进行计算，而是根据缺陷尺寸将缺陷进行定级，但是即使是RT检测Ⅳ级缺陷或者PT、MT的Ⅱ级缺陷，也并不一定会影响储罐使用。同时NB/T47013《承压设备无损检测》缺陷定级的对象是承压设备，并不完全适用于储罐。储罐根据施工质量的不同，或多或少都会存在几处或者几十处的缺陷，在这种情况下，如果将所有缺陷都认定为不合格，则修理工作会很繁琐，极大地影响企业的生产，同时，在修补过程中，一旦缺陷数量较多，则可能由于焊接工艺、焊工水平、多处缺陷之间焊接残余应力互相影响等各种原因，导致储罐修补后效果往往不尽如人意。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于有限元模拟的对含缺陷的常压储罐的整体评价方法，以解决背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种对含缺陷的常压储罐的整体评价方法，其特征在于，检测储罐上缺陷的性质、尺寸和位置；根据储罐结构和缺陷位置、尺寸、性质，在Ansys软件中建立缺陷的储罐模型；使用Ansys软件，加载实际载荷计算储罐结构强度和储罐应力强度因子，加载单位载荷进行稳定性计算；对计算得到的储罐结构强度、储罐应力强度因子及稳定性结果进行评价，全面评估储罐的安全状况。

进一步的，一种对含缺陷的常压储罐的整体评价方法，具体包括以下步骤：

S1.采用无损探伤方法检测出储罐上缺陷的性质、尺寸和位置；

S2.使用有限元分析Ansys软件，在Ansys中，根据储罐的结构和缺陷的位置、尺寸、性质，按照1:1等比例建立含缺陷的储罐模型；

S3.使用Ansys软件，加载实际载荷，计算储罐结构强度，所述实际载荷根据储罐本身的状况及储罐所处环境计算，所述储罐结构强度的计算包括最大一次应力、最大二次应力、最大一次加二次应力、最大总应力的计算，并将计算出的储罐结构强度中的最大一次应力、最大二次应力、最大一次加二次应力、最大总应力与国家标准《JB/T4732-2005钢制压力容器-分析设计标准》进行一一比较，若有一个以上不符合标准要求，则需要采取整体加固储罐或者维修应力较高处的缺陷；

S4.当缺陷类型中含有裂纹或者未熔合时，需使用Ansys软件计算实际载荷下储罐裂纹或未熔合的尖端应力强度因子，将储罐中裂纹或未熔合的尖端应力强度因子与所述储罐所采用材料的断裂韧性进行比较；若储罐的应力强度因子小于断裂韧性，则裂纹和未熔合在当前工况下并不会发生扩展；若大于等于断裂韧性，则裂纹和未熔合在当前工况下有发生扩展的可能性，需及时修复，消除扩展隐患；