第二节 在用压力容器缺陷的评定
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失效模式 ：
1.断裂失效 2.塑性失效 3.疲劳失效
评定方法 ： 1.简化评定 2.常规评定 3.分析评定
缺陷表征（P141-142）
缺陷表征（P141-142）
缺陷表征（P141-142）
缺陷表征（P141-142）
平面缺陷评定中所需应力的确定
评定中应考虑的载荷及其产生的应力
平面缺陷评定中所需应力的确定
Lr
常规评定的失效评定图
平面缺陷的常规评定
知识要点
• 1、断裂力学与传统强度理论的主要差别是 什么？ • 2、简述缺陷评定中的“合于使用”原则。 • 3、写出应力强度因子KⅠ的含义和K判据的 表达式，说说该判据适用范围。 • 4、COD的定义是什么？COD判据的物理意 义是什么？ • 5、简述双判据法失效评定图的物理意义。
二、安全监察法规对缺陷评定的基本要求
《固定式压力容器安全技术监察规程》7.7 合于使用评价：
安全状况等级定为4级并且监控期满的压力容 器，或者定期检验发现严重缺陷可能导致停 止使用的压力容器，应当对缺陷进行处理， 缺陷处理的方法包括采用修理的方法消除缺 陷或者进行合于使用评价。
2016/1/2
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二、安全监察法规对缺陷评定的基本要求
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二、安全监察法规对缺陷评定的基本要求
（4）压力容器合于使用评价报告，由具有相应经验的 评价人员出具，并且经过检验机构法定代表人或者 技术负责人批准，承担压力容器合于使用评价的检 验机构对缺陷评定结论的正确性负责； （5）负责压力容器定期检验的检验机构根据合于使用 评价报告的结论和其它检验项目的检验结果确定压 力容器的安全状况等级、允许运行参数和下次检验 日期，并且出具检验报告 （6）使用单位将压力容器合于使用评价的结论报使用 登记机关备案，并且严格按照检验报告的要求控制 压力容器的运行参数，加强年度检查。
材料性能数据的测定与选取
平面缺陷简化评定的评定程序
由纵坐标、横坐
标以及 r等于 0.7的水平线和
s r 等于0.8的垂
直线所围成的矩 形为安全区，该
区域之外为非安
全区。
平面缺陷的常规评定
1.2 1.0
FAC
0.8
Kr
0.6 0.4 0.2 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
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三、国外压力容器缺陷评定规范进展
• 以线弹性断裂力学为基础的评定规范。 • 以弹塑性断裂力学COD方法为主的评定规 范；日本JWES 2805，英国BSI PD6493
• 以失效评定图（FAD）技术为基础的评定 规范；英国R6，欧洲SINTAP，美国API 579，我国GB/T 19624。
四、我国在用压力容器缺陷评定规范
• 1984年提出了以COD理论为基础的《压力容 器缺陷评定规范》(CVDA-84) • 2004年提出了采用三级评定的国家标准《在 用含缺陷压力容器安全评定》(GB/T 19624)
GB/T19624-2004
根据“合于使用”和“最弱环”原
则，用于判别在用含缺陷压力容器及管
道在规定的使用工况下能否继续安全使
用的一种安全评定方法。
GB/T19624-2004简介
GB/T 19624-2004
• GB/T 19624-2004: 在用含缺陷压力容器安全评定 适用范围： 1.平面缺陷：包括裂纹、未熔合、未焊透、深度 ≥1mm咬边
2.体积缺陷：包括凹坑、气孔、夹渣、深度＜1mm 咬边等
合于使用评价工作应当符合以下要求： （1）承担压力容器合于使用评价的检验机构须经过国 家质检总局批准。 （2）压力容器使用单位向批准的检验机构提出进行合 于使用评价的申请，同时将需评定的压力容器基本 情况书面告知使用登记机关； （3）压力容器的合于使用评价参照GB/T19624《在用 含缺陷压力容器安全评定》的要求进行，承担压力 容器合于使用评价的检验机构，根据缺陷的性质、 缺陷产生的原因，以及缺陷的发展预测在评价报告 中给出明确的评定结论，说明缺陷对压力容器安全 使用的影响；
第二节 在用压力容器缺陷评定方法
一、缺陷评定中的“合于使用”原则
压力容器不可避免地存在不同程度的缺陷，而且压力容 器在使用过程中，还会因载荷、介质等各种因素的影响，萌 生出新的缺陷。如果坚持不允许任何缺陷存在那是不经济的， 如果不加分析任其存在，那也是危险的。实践证明，并非所 有超标缺陷都导致压力容器失效，重要问题是对缺陷加以区 别，进行必要的分析评定，消除那些带有潜在危险的缺陷， 而对安全没有威胁的缺陷则予以保留。加之实践也证明，返 修过程中电弧气刨、焊接等过程不可避免地对材料性能产生 影响，有可能加速材料的劣化，从而使结构失效。另外，不 必要的返修和报废压力容器会造成巨大的经济损失。为此， 工程界提出了基于“合于使用”（fitness-for-service） 原则的压力容器安全评定方法。
一、缺陷评定中的“合于使用”原则
由无损检测发现的焊接缺陷，经过按规范中偏安 全的断裂力学方法分析之后，如果确认不致发生断裂 或失稳破坏，且还有足够的安全裕度，则这些缺陷就 被认为是安全的、可接受的。对这种不符合设计制造 规范（或称控制质量规范）的缺陷予以保留，且投用 后既不致引起危险，又能保持容器完整性的缺陷处理 原则，称为“合于使用”原则。
计算题
• 某石油化工厂有一台1000m3的球形贮罐 ，该贮罐在开罐检查时发现焊缝处有一 长280mm，深18mm的内表面缺陷，试 按应力强度因子法对该裂纹作出评价(因 a/t>0.7，按2c=280mm穿透裂纹计算)。 主要计算参数为：Di=12250mm， t=21.5mm, 材质 16MnR,σs=33Kgf/mm2, KIC=322Kgf/mm3/2, P =0.6MPa 。
API 579（美国石油协会）
API 579的工业背景是石油化工承压设备，其特点 是更多反映了石油化工在役设备的安全评估。 API579与其它标准不同之处是不仅包括在役设备缺 陷安全评估，还在很广范围内给出在役设备及其材 料的退化损伤的安全评估方法，如：均匀腐蚀的评 定、局部减薄及槽状缺陷的评定、点蚀的评定、鼓 泡及分层的评定、高温蠕变操作元件的评定、火灾 对设备造成损伤的评定。
R6
英国中央电力局（CEGB）提出的R6评定准则是一个双判据准 则，该准则经历了4次修订。1976年英国CEGB发表了题为 “带缺陷结构完整性评价”R/H/R6报告，给出了一条失效评 定曲线，1977年作了第一次修订，1980年又进行了第二次修 订，1986年第三次修订是一次极为重要的修订，对老R6曲线 作了彻底地修改，以J积分取代窄条区屈服模型，给出了3条失 效评定曲线。关于塑性失稳载荷的计算，将1986年以前的以 材料的流源自文库应力为基础改为以材料的屈服强度为基础。而最近 的一次修订是在2001年，是由英国British Energy（英国核电 公司）、BNFL（英国核燃料公司）及AEA（英国原子能管理 局）组成的结构完整性评定规程联合体下的R6研究组编制的。
1.断裂失效 2.塑性失效 3.疲劳失效
评定方法 ： 1.简化评定 2.常规评定 3.分析评定
缺陷表征（P141-142）
缺陷表征（P141-142）
缺陷表征（P141-142）
缺陷表征（P141-142）
平面缺陷评定中所需应力的确定
评定中应考虑的载荷及其产生的应力
平面缺陷评定中所需应力的确定
Lr
常规评定的失效评定图
平面缺陷的常规评定
知识要点
• 1、断裂力学与传统强度理论的主要差别是 什么？ • 2、简述缺陷评定中的“合于使用”原则。 • 3、写出应力强度因子KⅠ的含义和K判据的 表达式，说说该判据适用范围。 • 4、COD的定义是什么？COD判据的物理意 义是什么？ • 5、简述双判据法失效评定图的物理意义。
二、安全监察法规对缺陷评定的基本要求
《固定式压力容器安全技术监察规程》7.7 合于使用评价：
安全状况等级定为4级并且监控期满的压力容 器，或者定期检验发现严重缺陷可能导致停 止使用的压力容器，应当对缺陷进行处理， 缺陷处理的方法包括采用修理的方法消除缺 陷或者进行合于使用评价。
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二、安全监察法规对缺陷评定的基本要求
2016/1/2 5
二、安全监察法规对缺陷评定的基本要求
（4）压力容器合于使用评价报告，由具有相应经验的 评价人员出具，并且经过检验机构法定代表人或者 技术负责人批准，承担压力容器合于使用评价的检 验机构对缺陷评定结论的正确性负责； （5）负责压力容器定期检验的检验机构根据合于使用 评价报告的结论和其它检验项目的检验结果确定压 力容器的安全状况等级、允许运行参数和下次检验 日期，并且出具检验报告 （6）使用单位将压力容器合于使用评价的结论报使用 登记机关备案，并且严格按照检验报告的要求控制 压力容器的运行参数，加强年度检查。
材料性能数据的测定与选取
平面缺陷简化评定的评定程序
由纵坐标、横坐
标以及 r等于 0.7的水平线和
s r 等于0.8的垂
直线所围成的矩 形为安全区，该
区域之外为非安
全区。
平面缺陷的常规评定
1.2 1.0
FAC
0.8
Kr
0.6 0.4 0.2 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
2016/1/2 6
三、国外压力容器缺陷评定规范进展
• 以线弹性断裂力学为基础的评定规范。 • 以弹塑性断裂力学COD方法为主的评定规 范；日本JWES 2805，英国BSI PD6493
• 以失效评定图（FAD）技术为基础的评定 规范；英国R6，欧洲SINTAP，美国API 579，我国GB/T 19624。
四、我国在用压力容器缺陷评定规范
• 1984年提出了以COD理论为基础的《压力容 器缺陷评定规范》(CVDA-84) • 2004年提出了采用三级评定的国家标准《在 用含缺陷压力容器安全评定》(GB/T 19624)
GB/T19624-2004
根据“合于使用”和“最弱环”原
则，用于判别在用含缺陷压力容器及管
道在规定的使用工况下能否继续安全使
用的一种安全评定方法。
GB/T19624-2004简介
GB/T 19624-2004
• GB/T 19624-2004: 在用含缺陷压力容器安全评定 适用范围： 1.平面缺陷：包括裂纹、未熔合、未焊透、深度 ≥1mm咬边
2.体积缺陷：包括凹坑、气孔、夹渣、深度＜1mm 咬边等
合于使用评价工作应当符合以下要求： （1）承担压力容器合于使用评价的检验机构须经过国 家质检总局批准。 （2）压力容器使用单位向批准的检验机构提出进行合 于使用评价的申请，同时将需评定的压力容器基本 情况书面告知使用登记机关； （3）压力容器的合于使用评价参照GB/T19624《在用 含缺陷压力容器安全评定》的要求进行，承担压力 容器合于使用评价的检验机构，根据缺陷的性质、 缺陷产生的原因，以及缺陷的发展预测在评价报告 中给出明确的评定结论，说明缺陷对压力容器安全 使用的影响；
第二节 在用压力容器缺陷评定方法
一、缺陷评定中的“合于使用”原则
压力容器不可避免地存在不同程度的缺陷，而且压力容 器在使用过程中，还会因载荷、介质等各种因素的影响，萌 生出新的缺陷。如果坚持不允许任何缺陷存在那是不经济的， 如果不加分析任其存在，那也是危险的。实践证明，并非所 有超标缺陷都导致压力容器失效，重要问题是对缺陷加以区 别，进行必要的分析评定，消除那些带有潜在危险的缺陷， 而对安全没有威胁的缺陷则予以保留。加之实践也证明，返 修过程中电弧气刨、焊接等过程不可避免地对材料性能产生 影响，有可能加速材料的劣化，从而使结构失效。另外，不 必要的返修和报废压力容器会造成巨大的经济损失。为此， 工程界提出了基于“合于使用”（fitness-for-service） 原则的压力容器安全评定方法。
一、缺陷评定中的“合于使用”原则
由无损检测发现的焊接缺陷，经过按规范中偏安 全的断裂力学方法分析之后，如果确认不致发生断裂 或失稳破坏，且还有足够的安全裕度，则这些缺陷就 被认为是安全的、可接受的。对这种不符合设计制造 规范（或称控制质量规范）的缺陷予以保留，且投用 后既不致引起危险，又能保持容器完整性的缺陷处理 原则，称为“合于使用”原则。
计算题
• 某石油化工厂有一台1000m3的球形贮罐 ，该贮罐在开罐检查时发现焊缝处有一 长280mm，深18mm的内表面缺陷，试 按应力强度因子法对该裂纹作出评价(因 a/t>0.7，按2c=280mm穿透裂纹计算)。 主要计算参数为：Di=12250mm， t=21.5mm, 材质 16MnR,σs=33Kgf/mm2, KIC=322Kgf/mm3/2, P =0.6MPa 。
API 579（美国石油协会）
API 579的工业背景是石油化工承压设备，其特点 是更多反映了石油化工在役设备的安全评估。 API579与其它标准不同之处是不仅包括在役设备缺 陷安全评估，还在很广范围内给出在役设备及其材 料的退化损伤的安全评估方法，如：均匀腐蚀的评 定、局部减薄及槽状缺陷的评定、点蚀的评定、鼓 泡及分层的评定、高温蠕变操作元件的评定、火灾 对设备造成损伤的评定。
R6
英国中央电力局（CEGB）提出的R6评定准则是一个双判据准 则，该准则经历了4次修订。1976年英国CEGB发表了题为 “带缺陷结构完整性评价”R/H/R6报告，给出了一条失效评 定曲线，1977年作了第一次修订，1980年又进行了第二次修 订，1986年第三次修订是一次极为重要的修订，对老R6曲线 作了彻底地修改，以J积分取代窄条区屈服模型，给出了3条失 效评定曲线。关于塑性失稳载荷的计算，将1986年以前的以 材料的流源自文库应力为基础改为以材料的屈服强度为基础。而最近 的一次修订是在2001年，是由英国British Energy（英国核电 公司）、BNFL（英国核燃料公司）及AEA（英国原子能管理 局）组成的结构完整性评定规程联合体下的R6研究组编制的。