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1、第42卷第5期化肥设计Oct.20042004年10月ChemicalFertilizerDesign25钢制压力容器与管道腐蚀裕量的可靠性设计刘小宁(武汉工交职业学院,武汉430015)摘要:从分析介质和环境对钢材的最大腐蚀深度入手,应用可靠性设计方法,通过数学模型、参数估计,建立了腐蚀裕量与腐蚀速率及变异系数、设计年限、可靠度之间的定量关系,得到了确定腐蚀裕量的计算公式,并列举了实际算例。结果表明,钢制压力容器与压力管道的最大腐蚀深度属于型极大值分布。关键词:钢制压力
2、容器;压力管道;腐蚀裕量;型极大值分布;可靠度中图分类号:TH49;U177文献标识码:B文章编号:1004-8901(2004)05-0025-03ReliabilityDesignofCorrosionAllowanceforSteelPressureVesselandPipingLIUXiaoning(WuhanPolytechnicCollegeofIndustryandCommunication,Wuhan,430015,China)Abstract:Startingfromth
3、emaximalcorrosiondepthofsteelduetomediumandenvironment,usingthereliabilitydesignmethod,throughthemathematicmodel,parameterevaluation,thequantativerelationamongthecorrosionallowance,corrosionrate,coefficientofvariation,durableyearsandreliabilitywasestabl
4、ished,calculatingformuladeterminingthecorrosionallowancewasobtainedandtheactualcalculatingexamplewaslisted.Theresultindicatesthatthemaximcorrosivedepthofsteelpressurevesselandpressurepipingbelongstotypemaximumdistribution.Keywords:steelpressurevessel;
5、pressurepiping;corrosionallowance;typemaximumdistribution;reliability腐蚀是指在介质及环境的综合作用下,金属一样,但能否采用同样的公式确定腐蚀裕量;#材质和介质元素发生化学或电化学反应而引起的腐蚀裕量的大小与其可靠度有何关系。损伤。由于钢制压力容器与压力管道的工作介质笔者从分析介质与环境对钢材的最大腐蚀深具有腐蚀性,因此,人们十分关注容器及管道在度入手,应用可靠性设计方法,得到了确定腐蚀腐蚀介质及环境作用下的安全性问题。裕量的公
6、式。目前,工程上通常采用设置腐蚀裕量的方法1数学模型[1]来保证容器与管道的安全性。如果要求容器与管道的使用年限为NF,若介质及环境对钢材1.1基本假设[2]为了讨论方便,对钢制压力容器与管道作如的腐蚀速率为dC2,则相应的腐蚀裕量C2为:下假设:!介质及环境对钢材厚度的腐蚀深度与C2=NFdC2(1)时间成正比;∀容器与管道的应力水平对腐蚀速设置腐蚀裕量的防腐蚀设计方法,对防止容率及变异系数的影响可以忽略不计。器与管道出现安全事故起到了十分积极的作用;1.2最大腐蚀深度的分布规律但笔者认为有
7、如下几个问题值得讨论:!由于影在工程上,人们十分关心在一定时间内介质响介质腐蚀速率的因素过多,因此他是一个变量,而文献[2]将其视作定量,未考虑腐蚀速率作者简介:刘小宁(1963年-),男,湖北武汉人,1983年毕业于变异系数对腐蚀裕量的影响;∀腐蚀大体上可分华东理工大学化工机械专业,高级讲师,从事教学及压力容器可为均匀腐蚀和局部腐蚀,虽然他们的腐蚀机理不靠性课题的研究。26化肥设计2004年第42卷及环境对钢材最大腐蚀深度的分布规律,这也是k=vx%NF-0.4501vx
8、%NF%Cx(11)确定腐蚀裕量的重要基础工作。=0.7797vx%NF%Cx(12)在20世纪50年代,Aziz研究铅合金腐蚀及由于腐蚀裕量的可靠度指的是最大腐蚀深度Eldredge研究土中埋设管道的腐蚀时,发现最大x不超过腐蚀裕量C2的概率,如果要求的可靠[3,4]腐蚀(孔蚀)深度符合型极大值分布;蒋晓度为Ra,由式(3)可得腐蚀裕量的计算公式为:东等在研究长期暴露在大气中的压力管道的腐蚀C2=-ln(-lnRa)+k时,发现最大腐蚀深度也服从型
