摘要：本文针对某合成氨装置低压蒸汽罐定期检验过程中发现的局部腐蚀减薄问题，对其进行了分析及安全性评价，并给出了允许运行的条件。
关键词：压力容器，低压蒸汽罐，腐蚀减薄，安全评价
局部腐蚀减薄是合成氨装置使用过程中常见的一种损伤形式。合成氨装置一般面临着高压、高温、有毒介质的威胁，一旦因局部腐蚀减薄发生泄漏甚至爆炸，将给社会、经济、生产带来严重损失和危害。本文针对定期检验中发现的一台合成氨装置中的压力容器局部腐蚀减薄问题，分析并进行安全评价。
某公司合成氨装置中的一台低压蒸汽罐，在定期检验过程中，根据超声波测厚数据，发现低压蒸汽罐筒体发生局部减薄，最小壁厚处为10.1mm（低压蒸汽罐结构见图1）。该低压蒸汽罐于2003年9月投入使用，操作压力0.341MPa，公称壁厚20mm，内径6000mm，工作介质为蒸汽+水（罐体基本参数见表1）。
根据TSG R7001-2013《压力容器定期检验规则》规定容器的最小壁厚应大于公称壁厚-腐蚀裕量，即大于18.5mm，而实测筒体最小壁厚仅为10.1mm，因此按标准规定需要进行强度校核。按GB150-2011标准对容器筒体进行强度校核，筒体校核允许的最小厚度δ见式（1）：
δ=PcDi/（2[σ]tΦ-Pc）+C1 式（1）
其中最高工作压力Pc为0.341MPa；容器内径Di为6000mm；16MnR在147.2℃时的许用应力为189MPa；焊接接头系数Φ取0.8；周期腐蚀裕量C1=(20-10.1)/8.5×3=3.5mm。将以上各参数代入式（1）得筒体校核允许的最小厚度δ=10.28mm大于筒体最小壁厚10.1mm，因此不能满足强度要求。至下一检验周期时，预测的剩余壁厚仅为6.6mm.（目前实测最小厚度-年腐蚀速率×检验周期=10.1-1.16×3=6.6mm）。
2 评价分析
为了科学合理地评价局部减薄对该低压蒸汽罐安全运行的影响，保守假定该低压蒸汽罐筒体和封头发生整体减薄，壁厚为10.1mm，对其进行安全性评价。
2.1潜在失效模式分析、评价计算工况
根据该低压蒸汽罐的操作条件，由于操作工况稳定，故可排除疲劳失效模式；介质为低压蒸汽，因此无需考虑应力腐蚀问题；操作温度为147.2℃，材质为16MnR，公称厚度为20mm，故可排除低温脆断和高温劣化机理。因此，结构的潜在失效模式确定为因净强度削弱导致的塑性失效。
该低压蒸汽罐操作压力为0.341MPa，操作温度为147.2℃，在计算时考虑风载荷对低压蒸汽罐安全性的影响。
2.2材料性能数据的确定
该低压蒸汽罐的材料为16MnR，由于无法取样进行材料实验，故该材料的屈服极限、抗拉强度等常规机械性能参数取GB 150-1998中16MnR的标准值。
该低压蒸汽罐的材料为16MnR，由于无法取样进行材料实验，故该材料的屈服极限、抗拉强度等常规机械性能参数取相应标准中16MnR的标准值。材料性能数据的取值如表2所示。
作者：王贵彬