含外表面轴向裂纹管道评估模型预测精度统计推断

含裂纹管道评估模型预测精度的分布情况对研究管道失效概率和改进模型都至关重要。基于89组实验数据,结合极大似然估计法和Kolmogorov-Smirnov检验对7种含外表面轴向裂纹管道安全评估模型的预测精度进行统计推断,并根据其分布规律对不同模型的预测性能进行对比分析。结果表明除Battelle和CorLAS模型的预测精度分别服从Gumbel分布和正态分布外,其他规范的预测精度均服从对数正态分布;7种模型的优先级顺序和推荐情况为R6-3、R6-1(或API)、R6-2和SINTAP规范;BS7910和GB规范应适用于要求比较高的项目;CorLAS和Battelle模型可用于项目的预估计;采用失效评定图(FAD)评估模型,两种FAD曲线无明显差异,受断裂比的影响较大,因此可通过改进断裂比的计算精度提高模型的预测水平。

外表面轴向裂纹管道失效评估误差对比分析

为了探究不同裂纹管道失效模型的预测误差的不确定性,基于89组实验数据,计算不同规范的预测精度,并采用距离相关系数和Kruskal⁃Wallis检验等统计手段,对裂纹管道的7种失效内压预测模型的预测性能差异进行评估,并对其适用范围提出合理建议。结果表明:所搜集模型的预测精度p0/pC与管道极限内压实验值pC相关关系较弱,可被忽略;根据规范间差异是否显著,可将其分为4组:①模型CorLASTM;②规范R6⁃1、API、Battelle和R6⁃2;③规范R6⁃3和SINTAP;④规范GB和BS7910,从第一到第四组规范,预测结果危险性逐渐降低,保守性逐渐升高;优先使用第二第三组规范进行预测,其优先级顺序:第二组为R6⁃1,API,R6⁃2和Battelle;第三组为R6⁃1和SINTAP;模型CorLASTM可作为裂纹管道极限内压的预估计;规范BS7910和GB应适用于要求较高的项目。

含轴向内表面长裂纹管道网格模型生成方法研究

介绍了一种基于三维有限单元法计算面形裂纹应力强度因子的方法,建立了一种创造三维有限单元网格模型的途径并编写了模型生成、网格划分、加载求解、计算断裂参量的宏命令流。模型方法的精度通过算例并与已有的EPR I延性断裂手册中的解进行比较得到了说明。

含周向内表面裂纹核电管道CEGB-R6选择2失效评定曲线研究

针对CEGB-R6选择2失效评定曲线存在精度欠缺问题,从J积分估算方法入手,分析了含周向内表面裂纹管道的H 1(n)/H 1(n=1)与硬化指数n、裂纹尺寸的分布规律。基于先前提出的改进的EPRI-J积分估算方法,推导获得了改进的选择2失效评定曲线。采用实际核电一回路管道材料力学性能数据,将R6选择2失效评定曲线、改进的选择2失效评定曲线与不同裂纹尺寸对应的有限元失效评定曲线进行比较,结果表明改进的选择2曲线精度优于R6选择2曲线,解决了R6选择2曲线在特定情况下评价精度不足问题。

基于权函数法的管道环向外表面三维裂纹应力强度因子计算

利用通用三维权函数形式,结合有限元计算,得到了径厚比t/R_(i)=1/20,1/10,1/5的直管环向外表面半椭圆裂纹最深点和表面点的权函数。通过对比高阶载荷下权函数与有限元方法应力强度因子影响系数计算结果,验证权函数的有效性。对于裂纹最深点,权函数与有限元结果误差最大值为1.3%。基于得到的权函数,计算受内压直管外表面半椭圆裂纹的应力强度因子,并与RSE-M标准规范计算结果对比,最深点和表面点的计算误差最大值分别为8.33%和11.86%,说明利用权函数方法可以较好地预测直管环向外表面裂纹的应力强度因子。