基于BS7910含缺陷X80钢焊接管道的安全评定

根据英国标准BS7448,制备带预制疲劳裂纹的三点弯曲(three point bent,TPB)标准试样,对X80管线钢焊缝、热影响区和母材进行0℃断裂韧度试验,根据CTOD(crack tip opening displacement)试验结果,结合材料的力学性能、载荷条件,采用英国BS7910结构完整性评定方法的1A、2A评定曲线,针对焊缝内部的深埋裂纹,对X80钢管道焊缝进行安全评定。通过迭代计算确定含有深埋裂纹X80钢管道焊缝中的容许裂纹尺寸。

基于BS7910的含焊接缺陷管道的评定方法

焊接缺陷是工业管道系统中最常见的缺陷,而管道系统中由于焊接缺陷引起的事故屡屡发生,因此管道焊接缺陷评定对于管道的安全运行具有重要意义。通过对R6、API579、SINTAP和BS7910等国外评定技术的比较,确立了采用英国标准BS7910-1999《金属结构中缺陷验收评定方法导则》的评定技术路线,对含焊接缺陷的压力管道进行评定,从而区分出严重焊接缺陷和非严重焊接缺陷。

基于BS7910标准含埋藏裂纹缺陷管线的一级安全评定

针对X80管线在生产制造过程中产生的埋藏裂纹缺陷,采用标准《焊接结构缺陷验收评定方法指南》(BS7910)中的一级评定方法,分别对存在于管道焊缝中的间距不同、位置不同、数量不同的埋藏裂纹缺陷进行安全评定,并给出了断裂比、载荷比、有效裂纹尺寸以及允许裂纹尺寸,为该类缺陷的返修、放行或报废处理提供一定的理论参考,有极大的工程意义.

基于BS7910评定高压加热器筒体分层缺陷安全性

通过对火电厂高压加热器筒体母材16MnR进行力学性能试验和对母材分层缺陷进行有限元应力分析,基于"合于使用"原则,依据英国标准BS7910对筒体分层缺陷进行了安全性评定、疲劳评定、剩余寿命评估。结果表明,该容器筒体分层缺陷在正常运行工况下将不会影响其安全稳定运行。

基于BS7910对含裂纹T型板的安全性评估研究

失效评估图(FAD)常用来评估焊接结构出现裂纹后的安全性,BS7910中给出了三个等级的评估方法,随着评估等级增加,精度提高,需要的数据增多。该标准在压力容器和石油管道安全性评估中应用广泛。海上吊机工作等级高,年检中有时会发现疲劳裂纹,但是海上吊机维修成本高、周期长,严重影响生产效率,故对含裂纹结构进行安全性评估具有重要意义。利用邵永波实测的材料性能数据,结合Abaqus软件构建了海吊裂纹位置处T型板的3C级评估曲线并与常规的2A级评估曲线进行了对比,结果表明两者趋势一致且2A级评估偏于安全,说明该结构可按照BS7910进行安全性评估。按照常规的2A级评估给出了一定裂纹尺寸下T型板结构的临界载荷。

基于BS7910载荷比修正值的CTOD允许值评定方法

基于BS7910《金属结构缺陷可接受性评定方法指南》标准的高强钢焊接接头CTOD(crack tip opening displacement)值的评定方法可以有效克服各国规范CTOD允许值的差异,但是评定结果的保守度一直被关注.文中通过高强钢E47的CTOD试验测试数据,以有限元模拟辅助手段通过δ5法模拟得到裂纹尖端的真实应力.基于BS7910中的2A级评定方法,对失效评定曲线评估点的横坐标即载荷比进行修正.结果表明:修正后横坐标值小于1,评估点在失效评定曲线安全范围内,且修正后的评估点位置偏于安全.由临界韧度比确定的CTOD允许值δmin较修正前有明显降低,使基于失效评定曲线求CTOD允许值方法更为精确.

基于标准BS7910的管道螺旋焊缝缺陷评估方法研究

文章在《金属结构中缺陷可接受性评估方法指南》(BS 7910—2005)的基础上,将缺陷投影到管道轴向,借助有限元模拟调整公式参数,最后通过压力爆破试验进行验证,证明了本文提出的螺旋焊缝缺陷评价方法的准确性和可靠性,可以用于老管道和新建管道的类似缺陷评价,指导工程实践,保障管道的安全运行。

BS7910疲劳评定方法及特点

BS7910“金属结构缺陷验收评定方法导则”是英国标准委员会在PD64 93及其发展版本上建立的。主要介绍BS7910标准中提供的平面缺陷断裂力学的评定方法和质量等级的评定方法 ,并与IIW评定方法作了相应的对比。

基于BS7910的风电齿轮箱行星架断裂强度分析

风电齿轮箱工况复杂,同时要求高寿命,高可靠性。行星架作为齿轮箱主要承载部件结构复杂,往往通过铸造工艺制造,并依据相关标准对高应力区域无损探伤,以检测高应力区域的潜在体积缺陷。依据BS7910规范,以风电齿轮箱中的行星架作为研究对象,评价行星架的断裂强度和高应力区的缺陷容许尺寸。

地铁车辆铝合金车体服役寿命评估方法研究

需研究一套针对服役已近末期的地铁车辆铝合金车体的服役寿命评估体系,通过合理且准确的评估,决定是延寿使用还是到期报废。以上海轨道交通01A01型列车车辆铝合金车体为例进行分析。收集了该类车辆车体裂纹数据,并将裂纹发生的位置划分为4个关键区域;对出现裂纹的车体,通过改变结构、裂纹补焊、对裂纹区域补强或补修等方案对车体裂纹进行处理;分别基于EN 1999-1-3:2011和BS 7910:2005对4个关键区域的原车体使用寿命和补强或补修后车体剩余寿命进行了评估。评估结果表明,通过改变结构、裂纹补焊、对裂纹区域进行补强或补修处理,能够延长车体的服役寿命。基于两个标准的两维度评估方法确定:原车体的使用寿命为26年,补强或补修后车体的剩余寿命为9年。

带缺陷压力容器安全评定系统

为了对压力容器中的缺陷进行快速的安全评定,基于英国标准BS7910编制了供电系统带缺陷压力容器的缺陷评定专家系统。该专家系统由缺陷复合模块和缺陷断裂评定模块两大模块组成,是缺陷安全评定过程的有效辅助手段,可帮助普通工程技术人员掌握复杂的缺陷评定过程,对缺陷进行快速准确的评定。将该专家系统用于电厂锅炉空气压缩罐环向焊缝中表面裂纹的安全评定结果表明,该缺陷安全评定系统为含缺陷压力容器的继续服役提供了技术依据。

大厚度高强钢焊接接头CTOD允许值的研究

CTOD作为焊接构件韧性的评定标准之一,已经应用于各个领域,但是,国内CTOD准则的理论基础相对比较薄弱,对于大厚度高强度钢板焊接接头CTOD允许值的讨论已成热点,基于英国标准BS 7910-1999《金属结构中缺陷验收评定方法导则》的评定技术路线,将60 mm厚EQ70高强钢CTOD试样的单边疲劳预裂纹作为缺陷,结合焊接接头的CTOD试验结果,对其焊接接头热影响区进行失效评定。同时采用扫描电镜对EQ70焊接接头粗晶区微观组织进行分析。结果表明,焊接接头热影响区的CTOD试验值都在可接受缺陷范围内,且其热影响区存在有利于韧性的良性组织,为高强钢CTOD的允许值取值提供了思路。

海底油气外输管线的断裂和疲劳评定

以旅顺—大连间海底油气外输管线为例,依据英国标准BS7910对管线铺设过程的断裂及疲劳性能进行了ECA评估,得到了不同水深、不同缺陷形式和位置及不同错边量条件下管道焊接接头部位缺陷的断裂临界尺寸和使用寿命,为海底管线铺设工程中的焊接缺陷的验收和拒收提供了依据。

基于J参量的管道环焊缝表面缺陷塑性撕裂评定

基于英国标准BS7910中的三级评定规程(3C),采用SC.ENG(表面裂纹工程估算方法)J积分工程估算方法对承受纯弯曲载荷作用的管道环焊缝表面裂纹进行塑性撕裂评定。以X56钢管道环焊缝内表面缺陷为算例,讨论了选用J参量进行含缺陷结构的塑性撕裂评定时,裂纹尺寸和断裂评定参量选取对评定曲线及评定结果的影响规律,提出了在J积分评定中选择参量Jmat确定评定点较Jg更趋合理。研究内容不仅对管线铺设安全评价具有指导作用,而且对含缺陷结构的塑性撕裂评定在工程上的应用具有推广和借鉴价值。

海底油气输送焊接管线的疲劳评定

以旅顺至大连海底油气输送焊接管线为例,依据英国BS7910标准中的疲劳评定规程,对管线敷设过程中受到周期循环海浪施加在管线上的震动(VIV)载荷作用时管线的疲劳性能进行了工程临界评定,得到了不同水深、不同敷设跨距、不同缺陷形式和位置及不同错边量条件下管道焊接接头的使用寿命,为海底管线敷设工程的定期维护提供了理论依据。

港口起重机球铰轴断裂分析及评定

由港口起重机球铰轴的失效分析结果表明热处理残余应力是引发断裂事故的根源。通过有限元分析软件ANSYS的结构分析及热分析功能,计算得到了材料为40Cr、经正火热处理且承受128t外载荷作用的球铰轴断裂面上的弯曲应力和热处理残余应力。依据英国标准BS7910,以应力强度因子KIC作为断裂评定参量,进行含半椭圆表面裂纹和环形表面裂纹的球铰轴断裂性能的评定,得到2种缺陷形式的极限裂纹尺寸,结果表明裂纹深度是影响断裂性能的关键特征尺寸。

海底管线2A级断裂评定

以缺陷的可接受性评定方法BS7910为标准,针对海底管线裂纹进行了2A级评定。以V isual Basic 6.0为平台,开发了海底管线断裂评定软件。在给定裂纹尺寸与载荷条件下,利用断裂评定程序对一裂纹缺陷进行了评定,得到了海底管线失效评定曲线(FAD图)。

镍基合金压力容器环形焊缝残余应力数值模拟与失效应力分析

根据英国结构完整性评估标准BS7910(2013),考虑焊接残余应力影响,采用失效评估图(Failure Assessment Diagram,FAD)方法对镍基合金压力容器焊接部位内表面裂纹进行安全评估。首先采用有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)方法,对压力容器V型、X型坡口环焊缝多层多道对接焊进行数值模拟,获取焊接残余应力分布,并将V型坡口对接焊焊接残余应力曲线与BS7910(2013)标准残余应力分布进行了对比;其次,对BS7910(2013)1级-FAC曲线进行公式化简,在焊接位置考虑残余应力、应力集中、塑性失效因子三因素的影响,对轴向内部半椭圆裂纹进行了失效应力预测。结果表明:残余应力的分布直接影响计算结果,残余拉应力越大,相应失效应力越小;残余应力值和裂纹深度a保持不变,失效应力计算结果随c/a(c为裂纹半长)增大而减小;当c/a比值不变,失效应力值随着a增大而减小。本文焊接残余应力模拟即及失效应力预测方法为以后含缺陷压力容器及管道失效应力计算(寿命预测)提供一定的参考。

含缺陷高压加热器疲劳评定及寿命预测

基于英国标准BS 7910开发了含缺陷压力容器疲劳评定专家系统,可用于含缺陷构件的疲劳失效评定及寿命预测。该专家系统由缺陷复合模块和缺陷疲劳评定模块组成,用于判定缺陷在疲劳载荷作用下是否导致结构疲劳失效及预测疲劳寿命。利用该专家系统,对高压加热器母材中埋藏裂纹的安全进行评定。评定结果表明,在疲劳载荷作用下高压加热器在规定的时间内不会疲劳失效,剩余疲劳寿命N=1 250。