ICS23.020.30;13.110 J74 中华人民共和国国家标准 GB/T19624—2019 代替GB/T19624—2004 在用含缺陷压力容器安全评定 Safetyassessmentofin-servicepressurevesselscontainingdefects 2019-06-04发布 2020-01-01实施 国家市场监督管理总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅱ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语、定义和符号 1 ………………………………………………………………………………………… 4 总论 8 ……………………………………………………………………………………………………… 5 断裂与塑性失效评定 10 …………………………………………………………………………………… 6 疲劳失效评定 34 …………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 应力腐蚀、高温蠕变和腐蚀疲劳环境对安全评定的影响 43 …………………… 附录B(规范性附录) 材料性能数据的测定和选取方法 45 ……………………………………………… 附录C(规范性附录) 载荷比Lr参量的计算 47 ………………………………………………………… 附录D(规范性附录) 应力强度因子KI的计算 54 ……………………………………………………… 附录E(规范性附录) 缺陷间的干涉效应系数 80 ………………………………………………………… 附录F(资料性附录) 平面缺陷的分析评定方法 83 ……………………………………………………… 附录G(规范性附录) 压力管道直管段平面缺陷安全评定方法 98 ……………………………………… 附录H(规范性附录) 压力管道直管段体积缺陷安全评定方法 105 …………………………………… 附录I(资料性附录) 压力管道弯头和三通体积缺陷安全评定方法 111 ………………………………… 附录J(资料性附录) 材料断裂韧度替代取值经验公式 119 ……………………………………………… 参考文献 121 ……………………………………………………………………………………………………GB/T19624—2019 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》。与GB/T19624—2004相比,主 要变化如下: ———修改了规范性引用文件(见第2章,2004年版的第2章); ———修改了一次应力分安全系数(见表1,2004年版的表5-1); ———修改了焊接修补区、高拘束度焊缝区或焊接残余应力分布情况不明区域焊接残余应力引起的 二次应力取值(见5.4.2.3.4,2004年版的5.4.2.4.4); ———修改了凹坑缺陷的安全评定限定条件和免于评定的判别条件(见5.8,2004年版的5.8); ———修改了流变应力取值(见5.8.4和H.7,2004年版的5.8.4和H.7); ———增加了内压圆筒整圈内表面环向裂纹、半椭圆表面轴向和环向裂纹、椭圆埋藏轴向或环向裂纹 Lr的计算公式,修改了内压球壳上长2a穿透裂纹Lr的计算公式和适用范围,增加了示意图 (见附录C,2004年版的附录C); ———增加了内压圆筒整圈内表面环向裂纹、半椭圆表面轴向和环向裂纹、椭圆埋藏轴向或环向裂 纹、内压球壳上长2a穿透裂纹KI的计算公式,删除了十字接头中的焊根裂纹KI的计算公式 (见附录D,2004年版的附录D); ———增加了腐蚀疲劳对安全评定的影响(见附录A); ———修改了起裂时载荷比LF r的确定方法(见G.4.2.2,2004年版的G.4.2.2); ———修改了无量纲的含缺陷管道在纯内压下的塑性极限内压的计算公式(见H.11.1,2004年版的 H.11.1); ———增加了压力管道弯头和三通体积缺陷安全评定方法(见附录I); ———增加了材料断裂韧度替代取值经验公式(见附录J)。 本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)提出并归口。 本标准起草单位:中国特种设备检测研究院、合肥通用机械研究院有限公司、国家市场监督管理总 局特种设备安全监察局、北京航空航天大学、华东理工大学、南京工业大学、浙江工业大学、清华大学。 本标准主要起草人:谢铁军、陈学东、孙亮、贾国栋、张峥、轩福贞、赵建平、高增梁、范志超、邵珊珊、 刘长军、刘应华、王辉、董杰、谢国山、韩志远、曹逻炜、王冰、王笑梅。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T19624—2004。 ⅠGB/T19624—2019 引 言 为了适应国家有关法规、规章中关于在用含缺陷压力容器、压力管道安全评定要求和工程需要,我 国陆续开展了“七五”重点科技项目“带缺陷压力容器安全性评定研究”、“八五”国家重点攻关课题“在役 锅炉压力容器安全评估与爆炸预防技术研究”、“九五”国家重点科技攻关课题“在役工业压力管道安全 评估与重要压力容器寿命预测技术研究”,在这些研究工作的基础上,于2004年形成GB/T19624— 2004《在用含缺陷压力容器安全评定》。该标准依据“合于使用”和“最弱环”原则,用于判别在用含缺陷 压力容器在规定的使用条件下能否继续安全使用。GB/T19624—2004的主要起草单位及人员为:中 国特种设备检测研究中心陈钢、李学仁、左尚志、孙亮、陶雪荣、贾国栋;北京航空航天大学钟群鹏、 田永江;华东理工大学李培宁、王志文;清华大学余寿文、董亚民;合肥通用机械研究所陈学东、张立权、 何处仁、王冰;中国石化经济技术研究院寿比南;浙江工业大学张康达;大连理工大学秦红;中国通用石 化机械工程公司肖有谷;浙江大学王宽福;南京工业大学沈士明。 为了解决标准实施中的问题,后续又开展了“十五”国家重点科技攻关课题“城市埋地燃气管道及工 业特殊承压设备安全保障关键技术研究”、“十一五”国家科技支撑课题“大型高参数高危险性成套装置 长周期运行安全保障关键技术研究”、质检公益项目“基于损伤模式的承压设备合于使用评价技术研究 及应用”等研究工作,结合国际上有关技术的发展,完成了对GB/T19624—2004的修订。 ⅡGB/T19624—2019 在用含缺陷压力容器安全评定 1 范围 本标准规定了在用含缺陷压力容器安全评定的术语、定义和符号、总论、断裂与塑性失效评定、疲劳 失效评定。 本标准适用于在用钢制含超标缺陷压力容器的安全评定。锅炉、管道以及其他金属材料制容器中 的受压元件在进行安全评定时也可参照使用。 本标准适用于含下列类型缺陷的受压元件的安全评定: a) 平面缺陷:包括裂纹、未熔合、未焊透、深度大于或等于1mm的咬边等; b) 体积缺陷:包括凹坑、气孔、夹渣、深度小于1mm的咬边等。 本标准不适用于下列压力容器和结构: a) 核能装置中承受核辐射的压力容器和结构; b) 机器上非独立的承压部件(如压缩机、发电机、泵、柴油机的承压壳或气缸等); c) 承受直接火的受压元件; d) 电力行业专用的封闭式电气设备的电容压力容器(封闭电器); e) 潜在失效模式包含蠕变的压力容器和结构。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T150.2 压力容器 第2部分:材料 GB/T228(所有部分) 金属材料 拉伸试验 GB/T4161 金属材料 平面应变断裂韧度KIC试验方法 GB/T6398 金属材料 疲劳试验 疲劳裂纹扩展方法 GB/T21143—2014 金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法 JB/T4732 钢制压力容器 分析设计标准 NB/T47013.2 承压设备无损检测 第2部分:射线检测 3 术语、定义和符号 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 超标缺陷 defectexceedingstandard 超过有关压力容器制造或验收法规、标准所规定的容许尺寸的缺陷。 3.1.2 断裂评定 fractureassessment 采用断裂力学的方法评价含缺陷压力容器和结构能否排除断裂失效的安全评定。 1GB/T19624—2019 3.1.3 塑性失效评定 plasticcollapseassessment 采用塑性极限分析的方法评价含缺陷压力容器和结构能否排除塑性失效的安全评定。 3.1.4 疲劳评定 fatigueassessment 评价含缺陷压力容器和结构在预期疲劳载荷的作用下,在所要求的继续使用期内能否排除疲劳失 效的安全评定。 3.1.5 缺陷表征 defectcharacterization 缺陷的规则化 将实际缺陷按规则简化为一个简单几何形状的缺陷。 3.1.6 等效裂纹尺寸 equivalentcracksize 在平面缺陷的简化评定中,按等应力强度因子的原则,将表征后的椭圆埋藏裂纹或半椭圆表面裂纹 用具有相等应力强度因子的穿透裂纹代替,该穿透裂纹的半长称为上述椭圆埋藏裂纹或半椭圆表面裂 纹的等效裂纹尺寸。 3.1.7 塑性