压力容器检验规范:广泛分散凹坑的FFS评价

简介

API 579-1/ASME FFS-1第6部分将点蚀定义为:

金属损失的局部区域，其特征是坑直径等于或小于板厚，坑深度小于板厚。

第6部分中的适用性(FFS)评估程序可用于评估四种类型的点蚀:

1. 广泛分散的点蚀发生在部件的重要区域
2. 局部薄区(LTA)位于广泛分散的点蚀区域
3. 局部的点蚀区域
4. 局限在LTA区域内的点蚀

API 510, 7.4.3通过提供FFS评估程序来解决广泛分散的点蚀，该程序具有三种不同的条件，如果满足这些条件，则认为坑蚀广泛分散，检验员可能会忽略;如果不满足，则应将凹坑视为局部薄区，并进行相应的分析。

在此基础上，在进行压力容器检查时，检验员可以忽略广泛分散的坑所有符合API 510, 7.4.3中规定的以下标准。

• 坑下方的剩余厚度大于要求厚度的1 / 2(要求1 / 2吨)。注意:此条件针对的是由于单个深坑造成的孤立泄漏的风险。
• 深于腐蚀容许量的点蚀的总面积不超过7英寸²(45厘米²)在直径8英寸(20厘米)的圆内。注意:这个条件防止设备有一组坑，一起成为局部变薄区域。
• 坑的尺寸总和，如果坑的深度超过沿任何8英寸(20厘米)直线的腐蚀允许范围，则不超过2英寸(5厘米)。注意:这种情况是为了防止坑排列成裂缝状的形成，可能使血管容易破裂。

下面的CASTI连接代码^©举例说明如何考虑API 510, 7.4.3中列出的三个条件。

例1:用剩余厚度评价点蚀

在对内径为6英尺、要求厚度为1.5英寸、腐蚀余量(c)为0.250英寸的压力容器的腐蚀区域进行FFS分析时，考虑到以下数据，这些坑是否可以忽略?

坑1:0.125英寸深	2号坑:0.212英寸深	3号坑:0.244英寸深
坑4:0.063英寸深	坑5:0.194英寸深

根据API 510, 7.4.3，广泛分布的凹坑必须满足以下可忽略的标准:

• 坑下面的剩余厚度大于要求厚度的1 / 2。
• 深于腐蚀允许的坑的总面积不超过7英寸。2个在直径8英寸的圆内。
• 在任何8英寸直线中，深于腐蚀允许的坑尺寸总和不超过2英寸。

审查三个条件:

• 由于没有凹坑低于腐蚀允许，那么凹坑也不低于所需厚度的1 / 2，同样满足7.4.3 a)要求。
• 由于没有一个坑低于腐蚀容许量，那么满足7.4.3 b)的要求。
• 由于没有一个坑低于腐蚀容许量，那么满足7.4.3 c)的要求。

结论:由于广泛分布的凹坑满足7.4.3的所有要求，因此可以忽略凹坑。

例2:用坑面积评价点蚀

在对压力容器腐蚀区域进行API 510 FFS分析时，在当前的检查中记录了以下数据:内径4英尺，要求厚度1英寸，腐蚀剩余量0.125英寸，所有凹坑包含在一个直径8英寸的圆中，没有凹坑大于要求厚度的1 / 2，但所有凹坑深度超过0.125英寸，凹坑尺寸的和是令人满意的。根据以下数据，坑的总面积是多少?这些坑可以忽略吗?

坑1:直径1英寸	坑2:直径½英寸	坑3:3 / 4英寸直径
坑4:直径½英寸	坑5:3 / 4英寸直径

公式

API 579-1/ASME FFS-1第6部分将点蚀定义为坑的直径，因此坑的面积可以用以下公式计算:

A =圆的面积
r =圆的半径
d=圆的直径

A(坑)= πr²

在那里,r =

7.4.3(b)中的所需变量:

D(坑1)= 1英寸
D(坑2)= 0.5英寸
D(坑3)= 0.75英寸
D(坑4)= 0.5英寸
D(坑5)= 0.75英寸

A(凹坑1)= π= 0.785。²

A(坑2)= π= 0.196。²

A(坑3)= π= 0.442。²

A(坑4)= π= 0.196。²

A(坑5)= π= 0.442。²

总面积= A(坑1)+ A(坑2)+ A(坑3)+ A(坑4)+ A(坑5)

= 0.785。²+ 0.196。²+ 0.442。²+ 0.196。²+ 0.442。²

= 2.06。²

结论:由于总点蚀面积为2.06英寸。²≤7英寸。²，则可以忽略坑。

例3:用坑深评价点蚀

在对压力容器腐蚀区域进行FFS分析时，在当前检查中记录了以下数据:内径4英尺，所需厚度1英寸，腐蚀余量0.125英寸，没有凹坑大于所需厚度的1 / 2，凹坑的总面积是令人满意的。用以下数据沿8英寸直线取的深于腐蚀容许量(c)的坑尺寸的总和是多少，这些坑可以忽略吗?

坑1:0.250英寸直径，0.100英寸深	坑2:0.250英寸直径，0.110英寸深	坑3:直径0.750英寸，深0.135英寸
坑4:0.100英寸直径，0.155英寸深	坑5:0.750英寸直径，0.124英寸深

公式

根据API 510, 7.4.3(c):

c以下深度=坑深- c

所需的变量:

坑1深度= 0.100英寸
坑2深度= 0.110英寸
坑3深度= 0.135英寸
坑4深度= 0.155英寸
坑5深度= 0.124英寸
C = 0.125英寸

只有坑3和坑4比腐蚀允许深度深:

D(坑3)= 0.750英寸
D(坑4)= 0.100英寸

因此:

坑尺寸之和= d(坑3)+ d(坑4)

= 0.750英寸+ 0.100英寸

= 0.850英寸

结论:由于在任何8英寸直线中，深于腐蚀允许的坑尺寸总和小于2英寸，因此坑可以忽略。

稀释厚度低于要求厚度的备选评估方法

对于压力容器及其组件稀释到要求厚度以下的替代评估方法，API 510, 7.4.4允许使用ASME第VIII节第2部附录4或API 579-1/ASME FFS-1附录B-1的分析设计方法。这些方法还可以评估缺陷去除的混合地面区域，当这种去除降低了壁厚低于腐蚀余量。

当使用ASME Section VIII, Division 2，附录4作为评估薄层区域的替代方法时，还有一个额外的规则。该规则是基于将第2部分的Sm值替换为原始压力容器设计中使用的应力值。如果:

• 设计应力在温度下≤1 / 3 -规定的最小屈服强度(SMYS)时，可采用原压力容器设计中采用的应力值;或
• 原设计应力为> 1 / 3规定的温度下最小屈服强度，则用1 / 3规定的最小屈服强度代替S_米．

在任何一种情况下，工程师都应该在使用时进行分析。

参考文献

1. 美国石油研究所。适用于服务:API 579-1/ASME FFS-1。第二版,2007年。

本文是为促进CASTI和ASTM国际共同努力而写的，旨在促进技术培训，并将主题专业知识带给世界各地的人们。这种合作关系使CASTI和ASTM能够向任何有互联网连接的人提供具有成本效益的教育。

点击这里了解更多。