含局部减薄缺陷压力管道的塑性极限载荷数值分析和安全评定研究

局部减薄是压力管道一种常见的体积型缺陷。对含体积型缺陷管道,一般采用塑性极限载荷评价其承载能力和安全性。因此准确预测含局部减薄缺陷压力管道的极限载荷,对于压力管道的安全评定具有重要意义。通过有限元分析的方法,对承受内压、弯矩及弯矩和内压组合作用下的局部减薄压力管道极限载荷开展了研究工作。研究结果表明,在内压单独作用时,局部减薄缺陷的深度和轴向长度压力管道极限载荷影响显著,而周向长度的影响较小;在弯矩单独作用时,局部减薄缺陷的深度与周向长度对压力管道极限弯矩的影响显著,而轴向长度的影响较小。根据计算结果,得到了含局部减薄缺陷管道在内压和弯矩载荷联合作用下的安全评定方法。

管道未焊透缺陷安全尺寸的评价研究

未焊透是压力管道焊接接头常见缺陷之一,严重时会导致管道的承载能力明显降低,进而引发严重的安全事故。目前我国的《在用工业管道定期检验规程》中对未焊透管道的定级是很保守的,为了减少对未焊透缺陷的返修,文章采用非线性有限元分析的方法,通过简化未焊透管道的影响因素,并研究在不同载荷工况下管道失效模式与缺陷尺寸的关系,获得了未焊透管道的极限载荷曲线簇;再运用塑性力学分析方法对有限元分析结果进行筛选,得到了焊接缺陷的安全尺寸;最终通过试验验证极限载荷数值分析结果的合理性。研究结果表明含有超标焊接缺陷(如未焊透)的管道不通过复杂应力计算和安全评定即可在保证安全前提下最大限度地使用。