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郭思敏, 等: 受火损伤后聚乙烯管道合乎使用评定方法与进展


            度聚乙烯的结构性能将产生劣化, 结构的安全性下                            价, 即采用三级评定的方法可对设备是否能够继续
            降 [ ７ ] .火灾之后若对处于火场周边的管道也全部进                       使用作出判断      [ ９Ｇ１０ ] .
            行更换处理, 则耗时长, 成本高.如果能评估管道的                              按照合乎使用原则建立的结构完整性技术和相
            损伤程度, 预估管道剩余寿命则可以大幅度节约管                            应的工程安全评定规程逐渐趋于成熟, 已经形成了
            材和投资, 同时节省大量的人力, 并且减少对企业和                          一个分支学科, 随着各国纷纷建立起自己的合乎使
            居民正常生产生活的影响.                                       用评价体系, 我国也对含缺陷结构完整性展开了研
                 为此, 笔者总结了国内外常用的构件受火损伤                         究, 我国的基础研究工作始于 ２０ 世纪 ７０ 年代, 研究
            评定方法, 并在此基础上提出了聚乙烯管道受火损                            对象 主 要 针 对 压 力 容 器, 并 于 １９８４ 年 颁 布 了
            伤后合乎使用的评定方法与表征手段.                                 CVDA－１９８４ « 压力容器缺陷评定规范», 该规范根
                                                               据试验研究与理论分析结果对压力容器常见的失效
            １  国内外研究进展                                         模式给出了具体的评定方法, 并且针对平面缺陷和

                 高密度聚乙烯管道在石化行业投入使用已有很                          非平面缺陷给出了不同的评定方法                 [ １１ ] .这是我国
            多年的历史.运行中管道的老化状况一直是石化行                             第一部合乎使用的规范.随着国内外研究的进展,
                                                               在借鉴国际上相关标准的基础上, 我国于 ２００４ 年颁
            业关注的重点, 但目前国内外对高密度聚乙烯管道
                                                               布了 GB / T１９６２４－２００４ « 在用含缺陷压力容器安
            老化的研究大多是未投入运行的新管道, 对正在运
                                                               全评定», 该标准以弹塑性双判据法为基础, 依据合
            行中的高密度聚乙烯管道热老化机理及老化状态的
                                                               乎使用和最弱环原则, 适用于在用钢制含超标缺陷
            研究还很少.运行中的管道性能评定涉及合乎使用
                                                               压力容器和压力管道的安全评定, 适用的失效模式
            ( FitnessＧforＧservice ) 评定技术.合乎使用评定技术
                                                               有断裂失效、 塑性失效以及疲劳失效等                [ １２ ] .
            是评定含有缺陷的设备能否继续安全运行的一项技
            术, 目前世界上所有的压力容器完整性评定规范都                           ２  合乎使用评定技术评定受火损伤设备案
            是基于合乎使用标准          [ ８ ] .合乎使用评定包括了超标                 例介绍
            缺陷的安全评估, 也包含环境因素如介质、 温度对设
                                                                   从合乎使用评定相关标准或规范可以看到, 评
            备的影响和材料退化的安全评估.随着高温断裂力
                                                               价压力容器或管道的受火损伤适宜采用 API５７９ .
            学研究的深入, 一些发达国家相继制定了高温构件设
                                                               国内外依据 API５７９ 对设备受火后的性能进行评定
            计与寿命评定的规范, 目前国际上常用的高温构件结
                                                               已有不少成 功的案例.以下将介绍两个 运用 API
            构完整性评定标准或规范主要有: 美国机械工程师
                                                              ５７９ 评定受火损伤的案例.
            学会的 ASMEIIINＧ４７ 规范案例; 英国前中央电力
                                                                   某地一次火灾中有三十几台设备和超过 １５０ 根
            局颁布的 R５ 规程« 高温下结构相应的评定规程»;
                                                               管线被严重损毁.研究人员依据 API５７９ 对受火设
            法国 RCCＧMR 规范« 在用核结构高温缺陷完整性评
                                                               备与管道进行了安全评定.经评定将受火设备与管
            定» 的附录 A１６ ; 美国石油学会颁 布 的 API５７９－                   道分为３类: 第一类是硬度以及显微组织检验结果不
            ２００７ Recommended Practice f or FitnessＧ f orＧ      符合要求的临界值的设备与管道, 应进行维修或丢弃
           service , 即« 基于合乎使用的推荐实施方法»( 以下简                    处置; 第二类是硬度和显微组织检验结果满足临界值
            称 API５７９ ).                                        要求且与正常值偏离较小的设备与管道, 则应进行进
                 上述前 ３ 种标准或规范都只是针对于高温情况                        一步的检查和评估, 然后判断是否能够继续安全服
            下构件结构完整性的评定, 缺少受火情况下设备损                            役; 最后一类是硬度和显微组织检验结果满足临界值
            伤情况的评定. ２０００ 年, 美国石油学会制定了 API                      要求但与正常值偏离较大的设备与管道, 则需要进行
            ５７９ , 该标准根据合乎使用的原则, 以断裂力学为基                        热模拟试验以及相关检查和评估后来判断其是否能
            础, 对含缺陷设 备的剩余寿命进行评定. API５７９                        够继续安全服役.经上述方法评定能够安全服役的
            针对不同类型的缺陷和损伤模式设定了不同的数据                             设备与管道继续服役, 未发生安全事故               [ １３ ] .
            需求与 评 定 方 法. 值 得 注 意 的 是, API５７９ 中 的                   还有学者对一处火烧后发生倾斜的蒸馏塔进行
            第 １１ 章介绍了对于受火损伤设备的评定方法, 这在                         安全评定, 当时蒸馏塔的倾斜程度已经不能满足国
            之前的相关标准中是没有出现过的. API５７９ 首次                         标要求, 作为含有缺陷的设备, 研究者依据 API５７９
            提出了对受火和受热辐射损伤的承压设备的安全评                             通过硬度测试、 三维检查、 金相显微组织分析、 超声
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