充分利用储罐检测数据

由于不断改进的技术发展，对大气储罐的检查产生了更好的数据，这些数据用作输入时提高了先进评估技术的准确性。将改进后的检测数据与先进的工程评估相结合，通常意味着油罐操作人员可以将维修推迟到下一次关井，从而无需进行维修或免除流体静力测试。

服役适应性标准的出现提高了坦克完整性评估的水平。API 579/ASME FFS-1维修适用性规则的应用意味着常见的损伤机制，如腐蚀、壳体鼓形、开裂和边缘沉降不再需要自动进行昂贵的维修。适用于服务的方法和先进的工程分析充分利用在必要的检查过程中收集的标准数据，并在需要进行额外检查以“微调”评估时帮助定义新的检查要求。

本文列举了若干先进工程分析的实例。每个项目都强调使用标准的服务外检查期间收集的宝贵数据，以及用于服务内和服务外检查的新检查技术。案例历史证明了工程分析通常可以用来避免昂贵的维修和停机时间。

水压试验豁免

流体静力试验豁免分析的目的是通过应用API 653的详细应力分析和断裂力学技术，确定修复后的储罐可以继续使用，而不需要进行流体静力试验。需要水压测试的维修包括更换地板，拆卸喷嘴的外壳维修和安装新的喷嘴。先进的服务适应性方法的应用使得许多罐不需要进行水压测试。

流体静力试验豁免分析有许多好处。它消除了水压试验本身的成本和时间，以及用于试验的水的处理和处置的成本。该豁免特别适用于冬季维修的坦克，当寒冷的温度使流体静力测试极其困难。此外，省去了水压测试，操作人员可以更早地将储罐恢复使用。

完成流体静力试验豁免所需的大部分输入数据是API 653内部检查期间收集的标准数据。每个壳体层厚度的最小测量值、油箱的一般尺寸、结构材料、服务产品比重等都可在内部检查报告中获得，用于服务适用性评估。

为了确定修复后的油箱是否适合在不需要水压试验的情况下使用，需要进行断裂力学分析，以确定修复区域内表面连接缺陷的临界尺寸。如果在缺陷增长到临界尺寸之前，所有的缺陷都能被可靠地检测和消除，那么该容器就被认为是安全的。否则，缺陷可能会增长到临界尺寸，并在被检测到之前造成灾难性的故障。

为了进行断裂力学分析(FMA)，必须建立施加在感兴趣区域的应力。一个简单的有限元分析(FEA)模型可以用来模拟储罐充满水时的水压试验(储罐的比重可能会超过运行过程中所含物质的比重)。一个有限元模型的例子如图1所示。由检测数据得到的壳体厚度可纳入有限元模型。

对储罐外表面的环向应力和储罐内部壳与地板角焊缝处的弯曲应力两个应力方向进行了有限元分析。图2显示了在罐体外表面和罐体内表面相同位置的环向应力结果的示例。在第一壳层中，最大环向应力的位置通常出现在插入板或加强板的边缘。图3展示了另一个例子，表明连接罐壁和罐底的底部角焊缝处的弯曲应力是值得关注的。

准确的断裂力学分析需要材料的断裂韧性。当储罐的维修不产生任何材料测试样品时，材料韧性根据API 579/ASME FFS-1中描述的下限估计来确定。下限估计被设计为保守的。

一旦确定了施加的应力和材料的韧性，就可以计算出感兴趣区域的临界缺陷尺寸。在此分析中，使用了Quest Integrity Group的商业软件Signal Fitness-for-Service。这是一个基于windows的程序，它实现了英国标准BS-7910和API 579/ASME FFS-1 Part 9 Level 3中描述的方法。信号服务适合度用于建立临界缺陷尺寸。在这项工作中，假定裂纹为平板上的半椭圆形表面裂纹，其表面长度为2c，深度为a。对于半椭圆型缺陷，没有唯一的临界缺陷尺寸(2c和a)。相反，2c和导致临界缺陷的a的组合被绘制成表面裂纹长度与裂纹深度图上的一条线。在达到最大可容忍尺寸之前，选择足够敏感的检测方法来检测缺陷/缺陷是很重要的。