復合材料在生產、使用和維護過程中不可避免會產生缺陷或損傷。復合材料工藝復雜而多樣,意味著維修方案的多樣化。復材損傷產生、發展的特性,意味著從業者需要識別缺陷具體特征等級,針對不同類型、不同程度的損傷按照一定原理進行維修處理。
復合材料儲罐是玻璃鋼產品的一種,它主要是以樹脂為基體,以玻璃纖維為增強材料制成的復合材料。耐腐蝕、便于攜帶、使用壽命長是玻璃鋼儲罐的所有特點。由于其靈活的設計和強大的可制造性,它們可以靈活地設計和使用在各種行業,包括化工、環保、食品、制藥等。在工業上,大部分的碳鋼和不銹鋼細分市場正逐漸被其取代。
但據美國玻璃纖維增強塑料研究會統計,復合材料地面儲罐過早失效每年給行業造成的損失超過1.07億美元。在一份復合材料儲罐過早失效的正式研究中,研究人員總共捕獲了388種故障類型和328種原因。從研究數據來看,52%的故障類型可歸因于層壓問題,其中75%的原因是制造商的缺陷。
我國需要盡快建立符合自身需求、國情,且具備參考價值的復合材料儲罐標準,目前可以參考借鑒已有的標準,可優先制定在役復合材料儲罐的完整性管理體系。
1、復合材料儲罐完整性管理應覆蓋復合材料儲罐全壽命周期,包括設計、施工、運行、維護直至報廢的過程;
2、數據采集、文件管理工作應從設計期開始,并在完整性管理全過程中持續進行;
3、 應明確完整性管理的責任部門及職責要求,并對完整性管理從業人員進行培訓;
4、應建立針對完整性管理工作內容和效果的效能評價方法,并通過持續評價不斷改進完整性管理工作。
二、完整性管理體系的流程
復合材料儲罐的完整性管理體系的基本要素一般分為管理要素和技術要素。使用單位應設定規范的流程,將管理要素和技術要素涵蓋于復合材料儲罐設計、施工、運行、維護和報廢等各個環節(下圖)。
三、完整性管理的要素
1、風險評估
復合材料儲罐使用單位應開展復合材料儲罐的風險評估工作,并在復合材料儲罐的介質、操作工藝發生改變,導致損傷機理或損傷速率發生變化時,重新進行風險分析。復合材料儲罐的風險評估應進行損傷機理分析和風險計算,根據風險的高低以及檢驗方法的有效性確定復合材料儲罐的檢驗策略,指導檢修維護和完整性評價工作。
2、完整性評價
復合材料儲罐使用單位應根據風險評估的結果選擇并應用合適的完整性評價方法。完整性評價方法包括針對性的檢驗檢測、合于使用評價等。完整性評價方法的選擇應考慮識別出的主要風險因素,并能準確判定儲罐的完整性狀態。
3、降險措施
復合材料儲罐使用單位應通過檢驗、維護和修理措施保證復合材料儲罐的完整性,降低安全使用風險。主要措施包括復合材料儲罐檢驗、監測、修理和其他措施。復合材料儲罐上不同部位實施維修與降險措施的優先級應通過風險評估和完整性評價的結果確定。
4、 效能評價
復合材料儲罐使用單位應結合收集的信息定期對復合材料儲罐完整性評價、風險控制措施等的效能進行評價。復合材料儲罐使用單位應編制復合材料儲罐基礎信息資料、完整性管理方案、復合材料儲罐檢驗評價報告、應急管理方案等材料,并根據效能評價的結果改進完整性管理工作,提升完整性管理體系的有效性
5、應急管理
復合材料儲罐使用單位應根據復合材料儲罐可能的失效原因和失效后果制定包括應急物資準備、應急處置流程等內容的應急管理方案。
6、失效管理
復合材料儲罐使用單位應建立儲罐失效管理的信息數據檔案和調查處理程序。數據檔案包含失效預測和實際出現的失效兩部分。失效事件發生后,按規定程序進行事件分析和調查,并根據具體情況建立相應的糾正或預防措施,有效控制偏離完整性管理預期的事件。
7、停用或報廢
如復合材料儲罐不能滿足安全運行要求,修復也不具備經濟性,應通過安全和環保的方式對復合材料儲罐進行停用或報廢處理。
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