一種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于壓力容器的安全評(píng)估領(lǐng)域，具體涉及一種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。本方法包括以下步驟：判別火災(zāi)過(guò)程中過(guò)火壓力容器的冷卻方式；設(shè)置多個(gè)測(cè)定點(diǎn)，進(jìn)行其硬度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；獲得過(guò)火壓力容器上所用材料的相同材料的溫度臨界值；確定火災(zāi)發(fā)生時(shí)該過(guò)火壓力容器的最高受火溫度；比較過(guò)火壓力容器的最高受火溫度與溫度臨界值；當(dāng)最高受火溫度高于溫度臨界值時(shí)，進(jìn)入該過(guò)火壓力容器的維修或判廢操作，當(dāng)最高受火溫度低于溫度臨界值時(shí)，對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行金相檢驗(yàn)和宏觀檢驗(yàn)及無(wú)損檢測(cè)，根據(jù)結(jié)果判斷其是否合格和是否免于評(píng)定。本方法操作簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確可對(duì)火災(zāi)后壓力容器是否合于使用作出快速檢測(cè)評(píng)價(jià)。
【專利說(shuō)明】一種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于壓力容器的安全評(píng)估領(lǐng)域，具體涉及一種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力容器廣泛應(yīng)用于我國(guó)重要的國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱領(lǐng)域，壓力容器數(shù)量逐年增長(zhǎng)。近年來(lái)，我國(guó)石化企業(yè)發(fā)生的壓力容器火災(zāi)事故數(shù)量有增長(zhǎng)的勢(shì)頭?；馂?zāi)若發(fā)生在裝置林立、錯(cuò)綜復(fù)雜的過(guò)程裝置廠區(qū)和一些大型?；反鎯?chǔ)設(shè)施中，如大型原油儲(chǔ)罐、大型乙烯球罐、天然氣球罐、液化氣球罐等，可能會(huì)發(fā)生非常嚴(yán)重的罐體變形、傾斜、泄漏甚至爆炸事故，常常造成大量的人員傷亡、重大的經(jīng)濟(jì)損失或嚴(yán)重的環(huán)境污染，其后果將嚴(yán)重影響社會(huì)安定。
[0003]火災(zāi)事故發(fā)生后，除需對(duì)事故原因進(jìn)行分析外，亟需解決的關(guān)鍵問題是如何有效地對(duì)過(guò)火后的壓力容器進(jìn)行快速檢測(cè)評(píng)價(jià)，以便確定過(guò)火壓力容器是否適宜繼續(xù)服役或降級(jí)使用甚至報(bào)廢，這對(duì)于減少企業(yè)財(cái)產(chǎn)損失、及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)、確保過(guò)火后壓力容器的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益非常顯著。
[0004]火災(zāi)發(fā)生后，壓力容器的溫度經(jīng)過(guò)冷卻后下降到環(huán)境溫度，火災(zāi)過(guò)程中壓力容器金屬的溫度不能重現(xiàn)，因此難以對(duì)受火后壓力容器的安全性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。我國(guó)尚未建立火災(zāi)后壓力容器合于使用評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，國(guó)內(nèi)外目前對(duì)于火災(zāi)后壓力容器的合于使用評(píng)價(jià)，也基本完全參照美國(guó)API579的標(biāo)準(zhǔn)程序；其評(píng)價(jià)過(guò)程包括:收集評(píng)價(jià)所需數(shù)據(jù)；了解火災(zāi)事件的詳細(xì)記錄和體現(xiàn)溫度的各種跡象并進(jìn)行必要的檢測(cè)；根據(jù)熱暴露溫度、材料及影響程度劃分熱暴露區(qū)，將過(guò)火設(shè)備劃分到相應(yīng)的熱暴露區(qū)中，制定不同暴露區(qū)的檢查計(jì)劃，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果選擇3級(jí)評(píng)價(jià)方法；對(duì)所有可能相關(guān)的失效模式參照有關(guān)方法進(jìn)行剩余壽命評(píng)價(jià)。API579標(biāo)準(zhǔn)程序評(píng)價(jià)在實(shí)際操作過(guò)程中，為了獲得過(guò)火壓力容器材料的力學(xué)性能，要求對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行破壞性的現(xiàn)場(chǎng)取樣，然后使用該樣品在實(shí)驗(yàn)室對(duì)試樣進(jìn)行試驗(yàn)，其不但操作極為繁瑣，同時(shí)也對(duì)壓力容器產(chǎn)生了破壞。如何研發(fā)出一種基于損傷熱模擬的基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，以達(dá)到火災(zāi)后壓力容器是否合于使用的快速檢測(cè)評(píng)價(jià)目的，從而降低實(shí)際操作成本和提高其操作效率，為國(guó)內(nèi)外近年來(lái)所迫待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確的壓力容器火災(zāi)后的安全評(píng)價(jià)方法，可對(duì)火災(zāi)后壓力容器是否合于使用作出快速檢測(cè)評(píng)價(jià)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]—種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟:
[0008]S1、判別火災(zāi)過(guò)程中過(guò)火壓力容器的冷卻方式；
[0009]S2、至少在過(guò)火壓力容器的受火損傷部位設(shè)置多個(gè)測(cè)定點(diǎn)，對(duì)其各測(cè)定點(diǎn)進(jìn)行其硬度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；[0010]S3、以過(guò)火壓力容器上所用材料的相同材料為對(duì)象，通過(guò)熱模擬實(shí)驗(yàn)獲得其硬度隨溫度的變化規(guī)律，取該種材料的硬度產(chǎn)生拐點(diǎn)變化時(shí)所在溫度為其溫度臨界值；
[0011]S4,比較步驟S2所測(cè)定的受火壓力容器不同測(cè)定點(diǎn)的硬度分布與步驟S3中所獲得的硬度隨溫度的變化規(guī)律，確定火災(zāi)發(fā)生時(shí)該過(guò)火壓力容器的最高受火溫度；
[0012]S5、對(duì)步驟S4過(guò)火壓力容器的最高受火溫度與溫度臨界值進(jìn)行比較，當(dāng)最高受火溫度高于溫度臨界值時(shí)，進(jìn)入步驟S6;否則直接進(jìn)入步驟S7和S8 ；
[0013]S6、當(dāng)最高受火溫度高于溫度臨界值時(shí)，進(jìn)入該過(guò)火壓力容器的維修或判廢操作；
[0014]S7、對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行金相檢驗(yàn)；
[0015]S8、對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行宏觀檢驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)；
[0016]S9、根據(jù)步驟S7的金相檢驗(yàn)和/或步驟S8的宏觀檢驗(yàn)及無(wú)損檢測(cè)結(jié)果判斷其是否合格:合格時(shí)，進(jìn)入步驟Sltl ;否則進(jìn)入步驟S11 ；
[0017]Sltl、受火壓力容器免于評(píng)定，可繼續(xù)投入使用；
[0018]Sn、進(jìn)入該受火壓力容器的常規(guī)斷裂與疲勞安全評(píng)定操作。
[0019]所述S1步驟中，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的消防措施，確定火災(zāi)過(guò)程中該過(guò)火壓力容器的冷卻方式是空冷還是水冷。
[0020]所述S1步驟中，對(duì)于空冷，溫度臨界值可看作是材料的硬度隨溫度的變化規(guī)律中，材料的硬度剛產(chǎn)生逐漸由高到低變化時(shí)其拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)所處溫度；而對(duì)于水冷，溫度臨界值就是實(shí)驗(yàn)材料的硬度剛產(chǎn)生由低到高變化時(shí)其拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)所處溫度。
[0021 ] 所述S2步驟中，對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行其硬度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定時(shí)，需要對(duì)受火壓力容器金屬表面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，測(cè)定點(diǎn)的設(shè)置覆蓋受火損傷部位和未受火損傷部位。
[0022]所述S3步驟中，采用熱模擬試驗(yàn)裝置對(duì)與過(guò)火壓力容器上所用相同材料開展不同熱暴露溫度和冷卻速度下的熱模擬試驗(yàn)，熱模擬試驗(yàn)時(shí)將相同材料升溫到預(yù)定溫度，然后根據(jù)所獲得的過(guò)火壓力容器的冷卻方式，將其空冷或水冷到環(huán)境溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)相同材料火災(zāi)過(guò)程的模擬，獲得其硬度和金相組織隨溫度的變化規(guī)律。
[0023]在步驟S3中獲得的硬度隨溫度的變化規(guī)律后，作出其變化規(guī)律圖，將步驟S2所測(cè)定的受火壓力容器不同測(cè)定點(diǎn)的硬度值分布代入，以確定火災(zāi)發(fā)生時(shí)該過(guò)火壓力容器的最高受火溫度。
[0024]所述S7步驟中的金相檢驗(yàn)是在測(cè)定點(diǎn)部位進(jìn)行，當(dāng)步驟S5的最高受火溫度低于溫度臨界值時(shí)，只需對(duì)最高受火溫度所處測(cè)定點(diǎn)部位周圍進(jìn)行金相檢驗(yàn)抽查，以驗(yàn)證最高受火溫度。
[0025]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于:
[0026]I)、本發(fā)明通過(guò)對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)硬度測(cè)定和金相組織檢驗(yàn)，同時(shí)采用熱模擬試驗(yàn)，確定該過(guò)火壓力容器所用材料的硬度隨溫度變化規(guī)律，以其相應(yīng)實(shí)驗(yàn)材料的硬度拐點(diǎn)變化時(shí)所處溫度為其溫度臨界值，然后將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的硬度分布結(jié)果代入其變化規(guī)律并得到相應(yīng)的最高受火溫度，在兩者對(duì)比后，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)火壓力容器的損傷嚴(yán)重程度的快速篩查目的，進(jìn)而根據(jù)宏觀檢驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)結(jié)果，來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)火壓力容器的安全評(píng)定；其評(píng)定效率高，可快速而有效的對(duì)過(guò)火壓力容器是否合于使用作出評(píng)價(jià)。
[0027]本發(fā)明通過(guò)利用硬度和強(qiáng)度的相關(guān)性，根據(jù)硬度的測(cè)定值就可以判斷壓力容器金屬的強(qiáng)度，而傳統(tǒng)的過(guò)火壓力容器金屬?gòu)?qiáng)度的測(cè)試需要對(duì)壓力容器進(jìn)行破壞性取樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)才能獲得；本發(fā)明比較現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定得到的硬度分布和試驗(yàn)得到的硬度隨溫度的變化規(guī)律，即可確定壓力容器的溫度分布及最高受火溫度，而硬度可以在壓力容器表面直接測(cè)定，根據(jù)硬度測(cè)定值可對(duì)壓力容器的強(qiáng)度性能進(jìn)行判斷，具有快速和操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。
[0028]此處需要說(shuō)明的是，在實(shí)際操作時(shí)，其對(duì)比對(duì)象是溫度參數(shù)間的對(duì)比而不應(yīng)當(dāng)是以硬度值(如過(guò)火壓力容器所用材料的最高硬度值和其硬度產(chǎn)生拐點(diǎn)變化時(shí)的硬度臨界值)進(jìn)行互為對(duì)比。這是因?yàn)椴煌匿摬?，即使同一個(gè)牌號(hào)，但由于當(dāng)時(shí)制造工藝的不同，其硬度值具有相當(dāng)大的差異性，更別論不同生產(chǎn)廠家自身的獨(dú)特配方或者客戶所需特定的工藝限制了。對(duì)于壓力容器，其使用年限常常數(shù)以十年計(jì)，而現(xiàn)今企業(yè)信息和生產(chǎn)工藝的變化日新月異，往往壓力容器出現(xiàn)故障時(shí)，廠家卻已經(jīng)倒閉，或者廠家十年后仍在但是已經(jīng)更換相應(yīng)的更先進(jìn)生產(chǎn)工藝了，這在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中是非常常見的。不同的材料，其硬度產(chǎn)生驟然降低或升高的硬度臨界值的數(shù)值變化范圍相當(dāng)大，這給最終的數(shù)據(jù)對(duì)比的精確性產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響；然而，根據(jù) 申請(qǐng)人:的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其材料的硬度值隨溫度變化后，硬度臨界值的波動(dòng)性固然極大，但是，其溫度臨界值的變化，也即材料硬度產(chǎn)生由高到低或由低到高的拐點(diǎn)變化時(shí)，其溫度所處范圍是始終不變的；換句話說(shuō)，同一種鋼材，即使生產(chǎn)工藝和廠家不同而影響了其硬度臨界值的選取(也即其鋼材間的硬度變化拐點(diǎn)值有所差異)，但是其硬度隨溫度變化的總體規(guī)律仍然相同，也即其規(guī)律圖的變化曲線是穩(wěn)定的，硬度發(fā)生急劇拐點(diǎn)變化對(duì)應(yīng)的溫度相同，因此根據(jù)溫度臨界值來(lái)對(duì)受火損傷進(jìn)行判斷可以極大的提高其獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，最終為本發(fā)明的快速可靠的火災(zāi)后壓力容器檢測(cè)評(píng)價(jià)提供有力保證。
[0029]2)、對(duì)受火壓力容器金屬表面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，從而使其測(cè)定點(diǎn)的設(shè)置覆蓋受火損傷部位和未受火損傷部位，以保證對(duì)于整個(gè)過(guò)火壓力容器的表面損傷結(jié)果的全面檢測(cè)目的。由于過(guò)火壓力容器的受火部位界限本身較為模糊，大范圍多目標(biāo)的測(cè)定點(diǎn)采用，能夠?yàn)槠渥罱K獲得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供理論依據(jù)，也更能保證所獲取的過(guò)火壓力容器的最高受火溫度的精確性。
[0030]3)、本發(fā)明具有免于評(píng)定的準(zhǔn)則:當(dāng)壓力容器的最高受火溫度低于溫度臨界值，且金相組織檢驗(yàn)結(jié)果合格和宏觀檢驗(yàn)及無(wú)損檢測(cè)沒有發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，過(guò)火壓力容器則免于評(píng)定，從而免去了雖是常規(guī)但極其繁冗而復(fù)雜的斷裂和疲勞安全評(píng)定過(guò)程，為實(shí)現(xiàn)火災(zāi)后壓力容器的快速檢測(cè)評(píng)價(jià)提供了保證。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明的操作流程圖；
[0032]圖2為本發(fā)明硬度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定點(diǎn)的網(wǎng)格分布示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明最高受火溫度低于臨界值時(shí)硬度分布圖；
[0034]圖4為本發(fā)明空冷時(shí)材料硬度隨溫度變化圖；
[0035]圖5為本發(fā)明空冷時(shí)最高受火溫度高于臨界值時(shí)硬度分布圖；
[0036]圖6為本發(fā)明水冷時(shí)最高受火溫度高于臨界值時(shí)硬度分布圖；
[0037]圖7為本發(fā)明水冷時(shí)材料硬度隨溫度變化圖。
【具體實(shí)施方式】[0038]作為本發(fā)明的判定依據(jù):步驟S2中根據(jù)GB/T1172-1999《黑色金屬硬度及強(qiáng)度換算值》將里氏硬度值轉(zhuǎn)換為維氏硬度或布氏硬度；步驟S8中的宏觀檢驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)原則根據(jù)TSG R7001-2013《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》進(jìn)行；步驟S11中的斷裂與疲勞安全評(píng)定按照GB/T19624-2004《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》的規(guī)定進(jìn)行。
[0039]“拐點(diǎn)”的定義，此處以其在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，其實(shí)驗(yàn)材料在溫度不斷升高時(shí)，其自身硬度在正常受熱升高時(shí)剛產(chǎn)生逐漸由高到低變化或在正常受熱降低時(shí)突然產(chǎn)生由低到高變化，換句話說(shuō)，也即其自身的硬度隨溫度變化規(guī)律曲線出現(xiàn)轉(zhuǎn)折變化時(shí)所處點(diǎn)。這樣，其溫度臨界值可以相應(yīng)的視為:在材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，其實(shí)驗(yàn)材料在溫度不斷升高時(shí)，其自身硬度在產(chǎn)生上述變化時(shí)相應(yīng)所處溫度值。
[0040]如果要確鑿的歸類于實(shí)際操作時(shí)，對(duì)于空冷，溫度臨界值可看作是材料的硬度剛產(chǎn)生逐漸由高到低變化時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度；而對(duì)于水冷，溫度臨界值就是實(shí)驗(yàn)材料的硬度剛產(chǎn)生由低到高變化時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度，這在下述實(shí)施例和相應(yīng)的圖示對(duì)比中即可看出。
[0041]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0042]實(shí)施例1:
[0043]某一臺(tái)材料為07MnNiMoDR的?；反鎯?chǔ)壓力容器過(guò)火后，需要對(duì)其進(jìn)行火災(zāi)后的安全評(píng)價(jià)操作，以便確定它們是否適宜繼續(xù)服役或降級(jí)使用。此時(shí)采用圖1所示的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)流程圖，首先對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行硬度測(cè)定，得到壓力容器不同部位的硬度分布；同時(shí)以相同材料進(jìn)行熱模擬試驗(yàn)，得到07MnNiMoDR材料的硬度隨溫度的變化曲線。其具體評(píng)價(jià)步驟如下:
[0044]I)、根據(jù)火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中對(duì)壓力容器所采取的消防措施，確定火災(zāi)過(guò)程中壓力容器的冷卻方式是空冷。
[0045]2)、對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)硬度測(cè)定，根據(jù)圖2的網(wǎng)格劃分，對(duì)受火部位和未受火部位同時(shí)進(jìn)行硬度測(cè)定，使用里氏便攜式硬度計(jì)對(duì)過(guò)火壓力容器不同部位進(jìn)行硬度測(cè)定，并將里氏硬度值換算為維氏硬度；測(cè)得過(guò)火壓力容器不同部位的硬度分布如圖3所示。
[0046]3)、在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)熱模擬試驗(yàn)裝置對(duì)07MnNiMoDR材料進(jìn)行不同熱暴露溫度和空冷下的熱模擬試驗(yàn)，得到07MnNiMoDR材料空冷下的硬度隨溫度的變化曲線，其結(jié)果如圖4所示，圖4結(jié)果表明空冷時(shí)07MnNiMoDR的硬度急劇下降時(shí)的溫度為650°C，即溫度臨界值為650。。。
[0047]4)、比較圖3的硬度分布和圖4的硬度隨溫度的變化曲線，由于圖3中硬度分布不出現(xiàn)急劇下降，說(shuō)明其硬度分布對(duì)應(yīng)于圖4中低于650°C時(shí)的硬度分布，可以確定壓力容器的最高受火溫度低于溫度臨界值650°C。
[0048]5)、由于壓力容器的最高受火溫度低于溫度臨界值650°C，對(duì)該受火壓力容器進(jìn)行金相檢驗(yàn)、宏觀檢驗(yàn)及無(wú)損檢測(cè)。
[0049]6)、在最高受火溫度部位進(jìn)行金相檢驗(yàn)，金相組織與未損傷部位的金相相比，沒有發(fā)生組織變化，金相檢驗(yàn)結(jié)果合格。
[0050]7)、具體實(shí)施中，根據(jù)TSG R7001-2013《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》的宏觀檢驗(yàn)項(xiàng)目和無(wú)損檢測(cè)項(xiàng)目，經(jīng)宏觀檢驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)過(guò)火壓力容器有超標(biāo)缺陷。
[0051]8)、本實(shí)施例中，過(guò)火壓力容器的最高受火溫度低于溫度臨界值，金相檢驗(yàn)合格，且經(jīng)經(jīng)宏觀檢驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷，受火壓力容器免于評(píng)定，繼續(xù)投入使用。[0052]實(shí)施例2:
[0053]某一臺(tái)材料為07MnNiMoDR球形壓力容器過(guò)火后，需要對(duì)其進(jìn)行火災(zāi)后的快速檢測(cè)評(píng)價(jià)操作，以便確定它們是否適宜繼續(xù)服役或判廢。此時(shí)采用圖1所示的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)流程圖，首先對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行硬度測(cè)定，得到不同部位的硬度分布；同時(shí)以相同材料進(jìn)行熱模擬試驗(yàn)，得到07MnNiMoDR材料的硬度隨溫度的變化曲線。其具體評(píng)價(jià)步驟如下:
[0054]I)、根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)對(duì)壓力容器所采取的消防措施，確定火災(zāi)過(guò)程中壓力容器的冷卻方式是空冷。
[0055]2)、對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)硬度測(cè)定，根據(jù)圖2的網(wǎng)格劃分，對(duì)受火部位和未受火部位同時(shí)進(jìn)行硬度測(cè)定，使用里氏便攜式硬度計(jì)對(duì)過(guò)火壓力容器不同部位進(jìn)行硬度測(cè)定，并將里氏硬度值換算為維氏硬度；測(cè)得過(guò)火壓力容器不同部位的硬度分布如圖5所示。
[0056]3)、在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)熱模擬試驗(yàn)裝置對(duì)07MnNiMoDR材料進(jìn)行不同熱暴露溫度和空冷下的熱模擬試驗(yàn)，得到07MnNiMoDR材料空冷下的硬度隨溫度的變化曲線，其結(jié)果如圖4所示，圖4結(jié)果表明07MnNiMoDR的硬度急劇下降時(shí)的溫度為650°C，即溫度臨界值為650。。。
[0057]4)、比較圖5的硬度分布和圖4的硬度隨溫度的變化曲線，由于圖5中第3點(diǎn)位置之后硬度急劇下降，表明第3點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)于圖4中的溫度臨界值650°C，可以確定壓力容器的最高受火溫度高于溫度臨界值650°C。
[0058]5)、由于壓力容器的最高受火溫度高于溫度臨界值650°C，此時(shí)根據(jù)圖1，直接進(jìn)入維修或判廢步驟。
[0059]實(shí)施例3:
[0060]某一臺(tái)材料為07MnNiMoDR的?；反鎯?chǔ)壓力容器過(guò)火后，需要對(duì)其進(jìn)行火災(zāi)后的安全評(píng)估操作，以便確定它們是否適宜繼續(xù)服役或降級(jí)使用。此時(shí)采用圖1所示的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)流程圖，首先對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行硬度測(cè)定，得到壓力容器不同部位的硬度分布；同時(shí)以相同材料進(jìn)行熱模擬試驗(yàn)，得到07MnNiMoDR材料的硬度隨溫度的變化曲線。其具體評(píng)價(jià)步驟如下:
[0061]I)、根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)對(duì)壓力容器所采取的消防措施，確定火災(zāi)過(guò)程中壓力容器的冷卻方式是水冷。
[0062]2)、對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)硬度測(cè)定，根據(jù)圖2的網(wǎng)格劃分，對(duì)受火部位和未受火部位同時(shí)進(jìn)行硬度測(cè)定，使用里氏便攜式硬度計(jì)對(duì)過(guò)火壓力容器不同部位進(jìn)行硬度測(cè)定，并將里氏硬度值換算為維氏硬度；測(cè)得過(guò)火壓力容器不同部位的硬度分布如圖6所示。
[0063]3)、在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)熱模擬試驗(yàn)裝置對(duì)07MnNiMoDR材料進(jìn)行不同熱暴露溫度和水冷下的熱模擬試驗(yàn)，得到07MnNiMoDR材料水冷下的硬度隨溫度的變化曲線，其結(jié)果如圖7所示，圖7結(jié)果表明07MnNiMoDR的硬度急劇下降隨之又升高時(shí)的溫度為750°C，即溫度臨界值為750°C。
[0064]4)、比較圖6的硬度分布和圖7的硬度隨溫度的變化曲線，圖6中第4點(diǎn)位置為硬度先下降隨之又升高的位置，表明第4點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)于圖7中的溫度臨界值750°C，可以確定壓力容器的最高受火溫度高于溫度臨界值750°C。
[0065]5)、由于壓力容器的最高受火溫度高于溫度臨界值750°C，此時(shí)根據(jù)圖1，直接進(jìn)入維修或判廢步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、判別火災(zāi)過(guò)程中過(guò)火壓力容器的冷卻方式； 52、至少在過(guò)火壓力容器的受火損傷部位設(shè)置多個(gè)測(cè)定點(diǎn)，對(duì)其各測(cè)定點(diǎn)進(jìn)行其硬度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定； 53、以過(guò)火壓力容器上所用材料的相同材料為對(duì)象，通過(guò)熱模擬實(shí)驗(yàn)獲得其硬度隨溫度的變化規(guī)律，取該種材料的硬度產(chǎn)生拐點(diǎn)變化時(shí)所在溫度為其溫度臨界值； 54、比較步驟S2所測(cè)定的受火壓力容器不同測(cè)定點(diǎn)的硬度分布與步驟S3中所獲得的硬度隨溫度的變化規(guī)律，確定火災(zāi)發(fā)生時(shí)該過(guò)火壓力容器的最高受火溫度； 55、對(duì)步驟S4過(guò)火壓力容器的最高受火溫度與溫度臨界值進(jìn)行比較，當(dāng)最高受火溫度高于溫度臨界值時(shí)，進(jìn)入步驟S6;否則直接進(jìn)入步驟S7和S8 ； 56、當(dāng)最高受火溫度高于溫度臨界值時(shí)，進(jìn)入該過(guò)火壓力容器的維修或判廢操作； 57、對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行金相檢驗(yàn)； 58、對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行宏觀檢驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)； 59、根據(jù)步驟S7的金相檢驗(yàn)和/或步驟S8的宏觀檢驗(yàn)及無(wú)損檢測(cè)結(jié)果判斷其是否合格:合格時(shí)，進(jìn)入步驟Sltl;否則進(jìn)入步驟S11 ； Sltl、受火壓力容器免于評(píng)定，可繼續(xù)投入使用； Sn、進(jìn)入該受火壓力容器的常規(guī)斷裂與疲勞安全評(píng)定操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一`種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:所述S1步驟中，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的消防措施，確定火災(zāi)過(guò)程中該過(guò)火壓力容器的冷卻方式是空冷還是水冷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:所述S1步驟中，對(duì)于空冷，溫度臨界值可看作是材料的硬度隨溫度的變化規(guī)律中，材料的硬度剛產(chǎn)生逐漸由高到低變化時(shí)其拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)所處溫度；而對(duì)于水冷，溫度臨界值就是實(shí)驗(yàn)材料的硬度剛產(chǎn)生由低到高變化時(shí)其拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)所處溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:所述S2步驟中，對(duì)過(guò)火壓力容器進(jìn)行其硬度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定時(shí)，需要對(duì)受火壓力容器金屬表面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，測(cè)定點(diǎn)的設(shè)置覆蓋受火損傷部位和未受火損傷部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:所述S3步驟中，采用熱模擬試驗(yàn)裝置對(duì)與過(guò)火壓力容器上所用相同材料開展不同熱暴露溫度和冷卻速度下的熱模擬試驗(yàn)，熱模擬試驗(yàn)時(shí)將相同材料升溫到預(yù)定溫度，然后根據(jù)所獲得的過(guò)火壓力容器的冷卻方式，將其空冷或水冷到環(huán)境溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)相同材料火災(zāi)過(guò)程的模擬，獲得其硬度和金相組織隨溫度的變化規(guī)律。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:在步驟S3中獲得的硬度隨溫度的變化規(guī)律后，作出其變化規(guī)律圖，將步驟S2所測(cè)定的受火壓力容器不同測(cè)定點(diǎn)的硬度值分布代入，以確定火災(zāi)發(fā)生時(shí)該過(guò)火壓力容器的最高受火溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種基于硬度和金相的火災(zāi)后壓力容器快速檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:所述S7步驟中的金相檢驗(yàn)是在測(cè)定點(diǎn)部位進(jìn)行，當(dāng)步驟S5的最高受火溫度低于溫度臨界值時(shí)，只需對(duì)最高受火溫度所處測(cè)定點(diǎn)部位周圍進(jìn)行金相檢驗(yàn)抽查，以驗(yàn)證最高受火溫度。`
【文檔編號(hào)】G01N3/40GK103743641SQ201310711709
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】陳學(xué)東, 楊景標(biāo), 范志超, 艾志斌, 李蓉蓉, 王冰, 關(guān)衛(wèi)和, 謝鐵軍, 鄭炯 申請(qǐng)人:合肥通用機(jī)械研究院, 廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院