文摘丨对压力容器“设计使用年限”的进一步认识

本文主要整理自文献[1]，第一小节同时参考了文献[2]。

一、设计使用年限与实际使用年限

大容规TSG 21在3.1.4.4.1中要求设计总图中给出“压力容器设计使用年限（疲劳容器标明循环次数）”。GB/T 150.1则略有不同，它是在4.2.2.1中要求用户或委托方在设计条件中给出“预期使用年限”。这样做的目的在于提醒用户，当压力容器使用超过规定的设计使用年限时应对设备进行安全评估，若可以继续使用（通过金相、硬度检验判定材质无劣化，剩余壁厚强度足够，无超标缺陷，耐压试验合格等），应采取必要的安全保障措施（进行监控、缩短检验周期等）。

需要指出的是，设计使用年限并不等同于实际使用年限。压力容器实际可用年限，受设备的使用情况、自身状态及维保管理情况的影响，例如：介质在局部区域浓缩产生的局部腐蚀，介质成分“意外变化”加快腐蚀，隔热层下的腐蚀，消除应力热处理不充分引起的应力腐蚀等，材质运行过程中受介质、压力、温度等影响出现的劣化，局部冲刷，乃至材质的原始缺陷，加工、焊接过程中产生的制造缺陷等。这也正是（定期）检修的意义所在。

设备图纸上载明的设计使用年限，只适用于图纸上规定的设计及操作条件，包括压力、温度、介质组分等，对于超出上述条件的操作，应重新评估使用寿命。

二、确定设计使用年限应注意的几个问题

首先，应在工艺装置整体预期使用年限之下考虑某台设备的设计年限。装置整体预期使用年限，综合考虑了工艺技术的淘汰更新周期、投资回收期等效益指标及用户的需求等。皮之不存毛将焉附？所以在确定设备设计使用年限时，不能单单只是引用标准的推荐性规定，而应与整个装置协调，既要防止过度设计，也要避免设计裕量不足。对于一些采购周期长、更换成本高、装置内的关键设备，应能够保证其长期稳定运行，也应适当控制成本。

其次，不能简单地由以往类似装置的设计经验，或由直接根据腐蚀数据手册确定腐蚀裕量。设计经验只是设计经验，并不一定就是实际情况，严谨的做法，还应当对类似装置的实际腐蚀情况进行调研。而腐蚀手册中查到的腐蚀速率，往往只是某一种介质在特定条件下的范围值，实践中运用起来有一定的局限性，必要时应当进行试验。（这个问题显然无法单独由设计解决，而是需要业主、材料商、科研机构等共同参与）

第三，腐蚀裕量只能解决均匀、全面腐蚀的问题。对于由磨蚀、冲刷等造成的局部减薄应进行合理的结构设计，或者再取一些厚度裕量。有些设备不同的部位或部件腐蚀情况也是不一样的，可取不同的腐蚀裕量，这一点HG六合一等标准上有详细的规定。

第四，设备整体的设计使用年限，有时并不包括所有的内件或部件，如换热器的换热管束，塔盘内件，浮头法兰，钩圈等等，这点应在设计文件中注明。

参考文献：

[1] 张驰群. 确定压力容器设计使用年限问题的探讨[J]. 化工设备与管道, 2016, 53(5). 作者单位：寰球院

[2] 刘新尚. 超过设计使用年限的压力容器检验问题探讨[J]. 化工机械, 2019, 46(5). 作者单位：河南特检院