考虑裂纹面压力和裂纹处管道壁厚变化的管道失效弯曲应力评价方法

由于疲劳以及应力腐蚀开裂等老化现象,核电管道有发生裂纹的可能性。美国机械工程师协会锅炉和压力容器规范第11卷等国际规范给出了含有裂纹管道的失效弯曲应力的评价方法。应用此评价方法可对产生裂纹的管道进行结构完整性评估。该评价方法基于纯截面应力概念和薄壁理论提出,当包括裂纹断面的应力全部均匀达到流动应力时管道会发生失效。但是它没有考虑裂纹面压力以及由于裂纹的存在所产生的管道壁厚变化对失效弯曲应力的影响,这些影响都会随着裂纹尺寸增加而增大。针对上述问题,本文推导了裂纹所在位置的裂纹面压力和管道壁厚变化对应的管道失效弯曲应力,并就这些影响因子对失效应力的影响进行了定量考察。本方法基本维持了既存评价方法的简便性,方便于工程实际应用。