合于使用评价在超高压容器设计中的应用

元少昀，陈 超

(1. 中国石化工程建设有限公司，北京 100101； 2. 中石化上海工程有限公司，上海 200120)

1 合于使用评价方法

压力容器用钢材在制造中可能会存在诸如分层、夹渣等缺陷，在容器的制造和使用过程中也往往不可避免地产生新的缺陷，萌生出新的裂纹。国内外多年来压力容器的使用经验表明，并非所有缺陷都会引起压力容器的失效，如果不加区分地禁止存在任何缺陷，强行进行不必要的返修或报废含缺陷的容器，势必会造成极大的损失。

为判断带缺陷的压力容器是否能够继续服役，工程中采用了一种称为“合于使用评价”(Fitness for Service，缩写为FFS)的定量评价方法。“合于使用”这一术语在工程应用之前已使用了100多年，但直到1961年由英国焊接研究所主席Edgar Fuchs重新提出将该概念应用到工程中，才逐步得以推广使用。“合于使用评价”与原有的设计理念和设计方法不同，原有观念假定材料是完美无缺、各向同性的，焊接质量也是按设计要求达标的；而“合于使用原则”认为，存在缺陷的结构仍然可以使用【1】。开始，这一观念令很多人接受不了，但随着断裂力学的兴起和应用、无损检测技术的提高、计算机和有限元计算技术的进步，“合于使用评价”在近几十年来得到广泛认可和应用。合于使用评价是在客观地考虑压力容器的材料和制造过程的质量、服役使用不是完美无缺的这一现实的基础上制定出的基于设备实际状况的安全评价方法，它是对定性分析的补充和完善，在保证安全的前提下，可获得可观的经济效益。……