一种压力容器用核料位计设置方法技术

本发明专利技术公开了一种压力容器用核料位计设置方法，该方法包括的步骤为：1)根据压力容器内的操作料位，确定核料位计在压力容器上的安装位置；2)根据核料位计的安装位置，确定核料位计的安装顺序如下：a、安装内置核源套管；b、设置核发射源；c、堆焊圆环形凸台；d、加工非穿透开孔；e、安装核射线接收器。按照本发明专利技术的方法设置核料位计能较大的提高非穿透开孔的深度，从而提高核料位计射线的穿透性，降低核源的剂量，从而降低了核料位计的经济成本与附加的辐射风险。的辐射风险。的辐射风险。

【技术实现步骤摘要】
一种压力容器用核料位计设置方法


[0001]本专利技术涉及压力容器领域，具体地说涉及一种压力容器用核料位计设置方法。

技术介绍

[0002]石油化工装置中，当压力容器内部环境为高温、高压或物料粘度较大、腐蚀性较强时，为测量容器内部物料标高变化，通常采用具有非接触特性的核料位计测量系统。核料位计一般由内置核源、外置接收器组成。
[0003]当压力容器为高温高压作用时，其壳体壁厚较厚，将近100～400mm。核料位计运行时，射线穿过较厚的钢板会发生较大的衰减。为减少射线的衰减，降低发射源的剂量，确保辐射安全性和核料位计经济性，通常在厚壁的壳体外壁上开非穿透小孔，一般直径为开孔深度越深，开孔处壳体剩余壁厚越薄、射线衰减越小，但同时此开孔处的应力强度将极大提高、局部的承载能力减弱，并且开孔与壳体外壁过渡区因结构突变的峰值应力将急剧上升，其抗疲劳与抗蠕变失效性能也急剧降低。
[0004]为保证非穿透开孔处的承载能力以及抗疲劳与抗蠕变性能，工程设计中通常采用减小开孔深度，确保开孔处的壳体具备较大剩余壁厚，但为保证一定的穿透性则需要提高核料位计发射源的剂量，此方案不但经济性较差，同时带来较强辐射安全风险。另一种方案在开孔外部焊接加强短管，但存在以下问题：短管很难与筒体外壁实现全焊透连接，且焊接管内侧与开孔外沿很难实现紧密贴合，故其加强效果有限，并且开孔外沿的局部峰值应力也难以得到缓解。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的经济性与安全性问题，本专利技术提供了一种压力容器用核料位计设置方法。
[0006]压力容器一般由压力容器筒体、上封头、下封头组成，压力容器内部为高温高压作用，内部物料具有粘度较大或腐蚀性较强等特点，压力容器运行过程中，内部物料标高会发生变化。核料位计一般采用内置核源、外置核射线接收器的方式测量压力容器内部物料高度的变化。
[0007]本专利技术提供的压力容器用核料位计设置方法包括如下步骤：
[0008]1)根据压力容器内的操作料位，确定核料位计在压力容器上的安装位置；
[0009]2)根据核料位计的安装位置，确定核料位计的安装顺序如下：
[0010]a、安装内置核源套管：内置核源套管一般从压力容器上封头插入压力容器筒体内部，接近压力容器筒体底部，在确保内置核源套管与压力容器上封头开口补强满足的前提下，内置核源套管距离压力容器筒体内壁越近越好，内置核源套管通过套管支架固定在压力容器筒体内壁上；
[0011]b、设置核发射源：压力容器运行过程中，内部物料的高度通常有最高操作、正常操作、最低操作三种料位高度，根据料位高度在对应标高处内置核源套管内部设置核发射源，
如果压力容器运行中内部物料存在其他高度工况，可在相应标高处增设核发射源；
[0012]c、堆焊圆环形凸台：在压力容器筒体外壁垂直于核发射源射线方向，堆焊一圆环形凸台，圆环形凸台的材料与压力容器筒体材料相同；
[0013]d、加工非穿透开孔：在压力容器筒体外壁垂直于核发射源射线方向，采用钻头从圆环形凸台外表面向压力容器筒体内壁方向进行非穿透开孔，非穿透开孔为底部为半球形的圆柱孔；圆柱部分成型后，在圆柱部分底部加工半球形孔；
[0014]e、安装核射线接收器：在非穿透开孔处压力容器筒体外壁焊接核射线接收器支架，在压力容器筒体外壁铺设保温层，核射线接收器支架需露出保温层，在核射线接收器支架上安装核射线接收器。
[0015]还可以对本专利技术的设置方法进行以下几方面的改进：
[0016]其一，堆焊圆环形凸台时，堆焊前，在需堆焊圆环形凸台的压力容器筒体外壁区域进行100％磁粉检测或渗透检测I级合格；
[0017]其二，加工非穿透开孔时，在圆柱部分成型后，用硬质合金球形铣刀铣圆柱部分底部的半球形孔，通过镗铣床数控进刀量保证非穿透开孔深度及底部半球形孔形状；
[0018]其三，在加工非穿透开孔完毕后，安装核射线接收器前，对非穿透开孔的外侧与圆环形凸台端部过渡区、圆环形凸台端部外圆周、圆环形凸台与压力容器筒体外壁连接处进行圆滑过渡打磨；对圆环形对凸台内外表面以及非穿透开孔内壁进行100％的渗透检测I级合格。
[0019]采用本专利技术的方法设置核料位计，具有如下的有益效果：
[0020]1)在压力容器筒体外壁堆焊相同材料圆环形凸台，与压力容器筒体母材融为一体，能一起承受内部压力和温度作用，进而有效的降低非穿透开孔处的应力强度。
[0021]2)非穿透开孔底部为半球形状，能有效缓解开孔底部的应力集中。
[0022]3)非穿透开孔的不连续过渡区均打磨圆角过渡，能有效降低开孔处外侧因结构不连续造成的过大局部峰值应力，极大的提高了其抗疲劳与抗蠕变失效能力。
[0023]4)开孔直径一般为50mm，剩余厚度一般为开孔处名义厚度的1/4，以满足内压作用下开孔局部的剪切强度。
[0024]5)圆环形凸台厚度以及直径，可通过有限元分析方法，综合考虑温度、压力作用下，依据压力容器设计标准对开孔局部可能存在的棘轮、疲劳或蠕变失效进行分析评定合格后确定。
[0025]6)开孔过程分两步执行，通过镗铣床中心定位及钻孔深度进刀量，确定钻孔成型深度，其中开圆柱部分时在钻孔深度留有一定深度余量，再更换镗铣床钻头，用硬质合金球形铣刀铣圆柱部分底部半球形孔，通过镗铣床数控进刀量保证非穿透开孔深度。
[0026]7)采用本专利技术的方法，使的核料位计的设置简单可靠、制造简便，经济合理，经过详细计算，能较大的提高非穿透开孔的深度，从而提高核料位计射线的穿透性，降低核源的剂量，从而降低了核料位计的经济成本与附加的辐射风险。
[0027]本专利技术适用于石油化工厚壁压力容器中核料位计设置，尤其适合承受高温高压循环作用、存在蠕变或疲劳失效风险的高压厚壁容器。
附图说明
[0028]图1是采用本专利技术的方法设置的一种核料位计的布置示意图；
[0029]图2是核料位计布置的局部放大示意图。
[0030]图中：1
‑
核源套管，2
‑
核发射源，3
‑
核射线接收器支架，4
‑
核射线接收器，5
‑
压力容器筒体，6
‑
套管支架，7
‑
保温层，8
‑
下封头，9
‑
物料，10
‑
最低操作料位，11
‑
正常操作料位，12
‑
最高操作料位，13
‑
上封头，14
‑
圆环形凸台，15
‑
非穿透开孔，t
‑
压力容器筒体金属壁名义厚度，h0
‑
压力容器筒体金属壁剩余厚度。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术做进一步说明。
[0032]结合图1和图2，本专利技术提供的压力容器用核料位计设置方法包括如下步骤：
[0033本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力容器用核料位计设置方法，其特征在于包括如下步骤：1)根据压力容器内的操作料位，确定核料位计在压力容器上的安装位置；2)根据核料位计的安装位置，确定核料位计的安装顺序如下：a、安装内置核源套管：内置核源套管一般从压力容器上封头插入压力容器筒体内部，接近压力容器筒体底部，在确保内置核源套管与压力容器上封头开口补强满足的前提下，内置核源套管距离压力容器筒体内壁越近越好，内置核源套管通过套管支架固定在压力容器筒体内壁上；b、设置核发射源：压力容器运行过程中，内部物料的高度通常有最高操作、正常操作、最低操作三种料位高度，根据料位高度在对应标高处内置核源套管内部设置核发射源，如果压力容器运行中内部物料存在其他高度工况，可在相应标高处增设核发射源；c、堆焊圆环形凸台：在压力容器筒体外壁垂直于核发射源射线方向，堆焊一圆环形凸台，圆环形凸台的材料与压力容器筒体材料相同；d、加工非穿透开孔：在压力容器筒体外壁垂直于核发射源射线方向，采用钻头从圆环形凸台外表面向压力容器筒体内壁方向进行非穿透开孔，非穿透开孔为底部为半球形的圆柱孔；圆柱部分成型后，在圆柱部分底部加工半球形孔；e、安装核射线接收器：在非穿透开孔处压力容器筒体外壁焊接核射线接收器支架，在压力容器...

【专利技术属性】
技术研发人员：许超洋，张国信，李群生，李双权，
申请(专利权)人：中石化洛阳工程有限公司中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：