确定压力容器设计使用年限问题的探讨.pdf

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1、·压力容器·确定压力容器设计使用年限问题的探讨张驰群(中国寰球工程公司，北京100012)摘要：主要探讨了如何确定压力容器设备设计使用年限的问题，从压力容器设计使用年限与工艺装置整体预期使用年限的协调一致、设备腐蚀速率和腐蚀裕量的确定、特殊条件及特殊结构形式的影响因素及在设计图纸上注明设计使用年限注意事项几个方面进行探讨分析，给出了确定压力容器设计使用年限时的意见及建议，供工程设计人员参考。关键词：压力容器；设计使用年限；腐蚀裕量；影响因素中图分类号：TO050．2：TH122文献标识码：A文章编号：1009

2、-3281(2016)05-0001—004TSGR0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》对压力容器的设计使用年限问题提出明确规定，要求在压力容器设计总图上必须注明设备的设计使用年限(疲劳容器标明循环次数)【l】，目的在于提醒用户，当压力容器使用超过规定的设计使用年限时应采取必要措施，如测厚及缩短检验周期等，以保障压力容器的安全使用。行业推荐规范HG／T20580一2011《钢制化工容器设计基础规定》也对各类型压力容器的设计使用年限给出了建议的预期设计使用年限。国内的一些工程公司和设计院虽然按照

3、规程及规范的要求在设计图纸上标明了设备的设计使用年限值，但缺少系统全面的设计考虑，有的甚至直接参照行业规范中推荐的设计使用年限数值，将其标注在设计总图上作为最终的设计使用年限，缺少与工艺专业及用户的沟通，也缺少必要的调研分析，很难相对准确确定压力容器的预期使用年限，也有悖规程及规范要求的本意。本文就如何合理确定压力容器的设计使用年限进行探讨。1工艺装置整体预期使用年限的考虑因素新建工艺装置一般要求进行前期可行性研究，并对拟采用的工艺技术的先进性及技术更新淘汰的周期进行比较分析；同时对装置的投资回收期等经济效益

4、指标进行评估，来初步确定工艺装置的整体预期使用年限；之后再考虑用户的需求，最终确定装置的预期使用年限。国内外一般均按20年设定装置的预期使用年限。装置的预期使用年限确定后，工程公司或设计院的工艺系统专业便作为牵头专业，向设备、管道、电仪、结构等相关下游专业以设计输入条件的形式提出装置预期使用年限的总体要求，各专业根据此要求结合各自专业情况决定本专业内涉及压力容器、压力管道、建筑结构物等的设计使用年限。设备专业应以工艺系统专业提出的装置总体预期使用寿命及推荐的压力容器设计使用年限作为确定压力容器设计使用年限的前

5、提条件，在此基础上，考虑用户或设计委托方提出的关于压力容器预期使用年限的具体要求，再结合行业规范的相关规定来最终确定压力容器的设计使用年限。HG／T20580__2011对压力容器设计使用年限做了如下推荐性规定【3】：(1)一般容器、换热器：lO年；(2)分馏塔类、反应器、高压换热器：20年；(3)球形容器：25年；(4)重要的反应器(如厚壁加氢反应器、氨合成塔等)：30年。以上这些设计使用年限的规定是通过多年的经验确定和总结出来的设计实践成果，值得借鉴参考。但是，如果工程公司或设计院负责压力容器设计的设备专

6、业直接引用其推荐性规定，不协调用户需求，收稿日期：2016．07．08作者简介：张驰群(1976一)．男，辽宁辽阳人，高级工程师。主要从事压力容器设计及设计管理工作。·2’化工设置与管遵第53卷第5期不顾及压力容器设计使用年限与装置整体预期设计使用年限的协调性等因素来确定压力容器设计使用年限，显然存在不足之处。一般工艺装置的工艺包技术从开发成功及投入使用后，一般10～15年就会被新的工艺包技术替代；同时工艺装置不断大型化，老旧的较小规模装置在规模效益上也会逐步失去竞争力，所以一般石化装置都按20年考虑预期使用

7、年限。HG／T20580一2011中对重要反应器按设计使用年限30年进行设计考虑，虽然从设备专业出发，考虑重要反应器类设备采购周期长，更换成本高，且为装置内重要设备，应保证长期有效运行和使用，可以考虑一些额外的设计裕量，但从装置整体预期使用年限角度考虑，这类反应器的设计使用年限就存在与整个装置预期使用年限不协调一致的问题，或多或少有些过度设计的嫌疑。同时，近些年随着工艺技术更新换代的加速，很可能一些装置在未到预计使用年限时就被淘汰，设计使用年限超过装置预期使用年限过长的压力容器势必会造成一定的资源浪费。至于前

8、面提到的重要反应器采购周期长，替换成本高，应保证其长期有效运行的考虑因素，笔者认为，设计者可以给予考虑，建议先确定这类压力容器的设计使用年限，使其与装置整体预计使用年限协调一致，然后确定初步的设备腐蚀裕量，再从保证重要设备长期有效运行的考虑因素出发，在设备腐蚀裕量确定上给予考虑。如在初步的腐蚀裕量基础上增加额外年限的腐蚀裕度，使该类设备的设计使用年限具备一定的储备，当然设计图纸上需要标明的压力容器设