含裂纹管道剩余强度评价方法及其应用

含裂纹管道的剩余强度评价，目前国际上普遍采用失效评估图（ＦＡＤ）技术。文中介绍了失效评估图技术的基本思路和目前通用的失效评估曲线，ＣＥＧＢＲ６的选择１和ＢＳＩＰＤ６４９３的选择３。通过在役含裂纹管道全尺寸试验评价验证了失效评估图技术的可靠性。运用ＦＡＤ技术评价了佛两（佛荫一两路口）线管道剩余强度，结果表明，若能加强对天然气的脱硫、脱水，使输送天然气气质条件达到ＳＹＪ７５１４－８８标准中Ａ类ｌ级要求，并控制输送压力的平稳，管道可以在现役压力２．５ＭＰａ下安全运行。

裂纹管道失效评定中的有限元方法

J积分的精确计算是含缺陷结构安全评定的基础。对管道上的表面裂纹采用线弹簧单元 ,建立了裂纹管道J积分计算的有限元模型 ,给出了J积分的计算实例。基于J积分理论 ,利用这种有限元模型得到了裂纹管道的精确失效评定曲线 ,根据计算结果 ,讨论了影响失效评定曲线的各种因素。分析表明 ,裂纹尺寸和管材材料性能参数等都对失效评定曲线产生影响 ,用单一的失效评定曲线进行评定会出现精度较差的问题 ,因此 ,采用提出的有限单元方法对裂纹管道的失效进行精确评定具有重要意义。

两端弹性支承裂纹管道的非线性动力学特性

研究两端弹性支承输流管道含圆周方向裂纹时的非线性动力学特性。首先,推导出裂纹管道的模态函数与局部柔度系数,然后运用Galerkin离散技术将管道运动方程在模态空间中展开,采用非线性动力学仿真方法得到管道系统响应随各参数变化的分岔图和最大Lyapunov指数图。数值结果表明,这种两端弹性支承的特殊边界裂纹管道在参数激励、自激励和外激励联合作用下,表现出丰富的非线性动力学特性,分别出现周期运动、概周期运动、阵发性混沌和混沌等多种响应形式。

内压条件下轴向内表面裂纹管道蠕变断裂参量C;的工程估算方法

以内压条件下含轴向内表面裂纹的管道为研究对象,通过引入x_(0)参数使J积分全塑性解与蠕变指数无关对Zahoor提出的蠕变断裂参数C^(*)估算方法进行改进;采用改进方法、Zahoor估算公式以及参考应力法中的R6整体解和Kim优化解计算不同蠕变指数和不同裂纹尺寸下的C^(*)值,并与有限元计算结果进行比较。结果表明:参考应力法所得C^(*)值比有限元计算结果大2~8倍,准确度较差;改进方法所得C^(*)值与有限元计算结果的比值在1左右,准确度较高;与Zahoor估算公式相比,改进方法在蠕变指数为3时的计算准确度更高,但随着蠕变指数增大,2种方法的计算准确度趋于相同。

内压作用下复合材料修复裂纹管道的失效分析

为准确评估在内压作用下纤维复合材料修复含裂纹管道的有效性及失效压力,建立复合材料修复后裂纹管道的失效数值模型。该数值模型通过扩展有限元法模拟管道裂纹的扩展,利用cohesive单元模拟胶层的脱粘失效,复合材料的失效通过最大应力失效准则进行判定。通过静水压爆裂试验对所提失效数值模型进行验证,实验结果与数值计算结果具有较好的一致性。失效数值分析结果表明:当内压增大至一定值后,未修复管道的初始裂纹沿轴向及壁厚方向逐渐扩展,进而使得管道内壁单元扩展成真实裂纹,此时真实裂纹贯穿整个壁厚方向,即认为裂纹管道发生爆裂失效,爆裂失效压力随初始裂纹半长呈指数形式下降。复合材料修复裂纹管道的不同修复工况呈现相同的失效模式:在单调递增的内压作用下,管道内表面首先出现黏结裂纹,而后其外表面裂纹张开趋势急剧上升,使得复合材料层应力急剧上升,达到极限强度而失效。且对于不同的初始裂纹尺寸,存在对应的复合材料缠绕层数临界值。

带裂纹管道静压爆破实验研究

介绍了对两个含有深度不等的周向焊接缺陷的管道所做的静压爆破实验。实验表明 ,韧性较好的材料所制成的管道其裂纹类缺陷将会导致裂纹韧带屈服 ,最终裂纹穿透造成泄漏而失效 ;

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。

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。

含横向裂纹管道固有频率的变化规律研究

基于应变能释放原理和线性断裂力学原理,推导了裂纹尖端方向与管道轴线方向成任意角度的横向裂纹的等效刚度的计算方程,得到了裂纹与管道固有频率的定量关系。进而研究了不同裂纹位置、深度和角度工况下结构的前3阶固有频率变化规律;通过对含裂纹管道进行实验,验证了含横向裂纹管道固有频率计算方法的有效性。

传递矩阵法分析弹性支承裂纹管道的失稳临界流速

研究两端线性弹簧支承且含有圆周非贯穿裂纹的输流管道的失稳临界流速.根据梁模型模态函数的一般表达式和裂纹处的关联式,采用传递矩阵法推导出含裂纹梁的模态函数,根据系统的特征方程具体探讨了裂纹部位、裂纹径向和周向尺寸参数对裂纹管道失稳临界流速的影响.数值仿真结果表明:由于管道裂纹的存在,系统的静态失稳和动态失稳临界流速将发生复杂的变化,管道失稳形态将随参数值的变化出现静态屈曲失稳和动态颤振失稳,并将相互转化.

压力容器管道裂纹检验中无损检测技术研究

常规的管道裂纹无损检测一般为单向识别检测,效率较低,导致最终得出的周向检测差增加,为此提出压力容器管道裂纹检验中无损检测技术的设计与验证研究。根据当前的测试需求,先进行压力容器管道裂纹数据采集及检测流程确定,采用周向导波的方式,提升整体的检测效率,构建周向导波管道裂纹无损定位检测模型,采用交叉核验的方式实现检测处理。测试结果表明:针对随机选定的5个管道测试段,经过两个阶段的比对分析,得出的周向检测差被控制在1.3以下,说明此次所设计的管道裂纹检验中无损检测技术更为精准、高效,针对性强,具有实际的应用价值。

锅炉压力管道检验裂纹的措施分析

随着我国经济发展多元化,锅炉产业作为传统的代表性产业,牢牢抓住机遇,呈现迅猛发展趋势。为了确保锅炉企业日常运行的安全性与稳定性,需要科学处理并有效预防管道中的裂缝问题,各个企业都认识到了其工作的重要性,企业内部相应的部门构建了完善的锅炉管道管理机制,由专业人员负责检测、维护及处理能够及时发现锅炉管道中存在的裂纹问题,并具有针对性的选择适当的技术,同时也能够对潜在的安全隐患进行及时的排除。为了能够进一步提升锅炉运行的安全性,需要在实际中总结经验,并结合科学理论知识,准确的识别各种裂缝出现原因以及处理措施,能够实现裂缝高效处理,为锅炉正常运行提供强有力的保障。本文主要就锅炉压力管道裂纹检查措施进行深入分析,为实现我国锅炉产业规范化、体系化,实现锅炉企业健康、可持续发展,提供了一定的理论基础。

目视检测技术在锅炉管道裂纹检验中的应用

为了满足工业生产的需要,保障锅炉使用单位的安全生产,必须定期对锅炉进行检验检测。其中管道裂纹的检测是锅炉检验的重要内容之一,直接关系着锅炉使用的安全性。分析锅炉检验检测中管道检测的内容,提出目视检测技术应用于管道裂纹检测的概念及其优越性,详细分析目视检测技术在锅炉管道裂纹检测的应用流程,以期能提高锅炉检验效率,构建良好的工业生产环境。

天然气长输管道裂纹的无损检测方法探究

当前,我国天然气领域发展规模不断扩大,天然气管道的辐射范围也越来越大,在正式开展天然气长输管道敷设作业时,对相关施工技术人员自身专业素质也提出了更高要求,并且,需要有完善的工艺体系对其进行支持。可以看出,当前我国的天然气长输管道具有输送压力高的基本特点,因此,在前期设计及管道后续安装施工过程中,应该做好管道安全运行保障工作,这样才能使我国当前天然气供给更为稳定高效。由于我国科技水平不断提升,在开展天然气长输管道安装及检测等工作时,所应用的技术体系也越来越完善、成熟,尤其对于天然气长输管道检测工作来说,其是保障管道系统运行稳定性及安全性的关键,通过对检测技术的有效应用还可以确定长输管道裂纹情况,进而使相应的维修工作可以及时开展。而无损检测法则是当前我国天然气长输管道裂纹检测中最为常用的方法之一,其与天然气管道系统的特征较为符合,不会影响长输管道的稳定运行。基于此,本文也对天然气长输管道裂纹的无损检测方法进行了深入探究。

基于S构型内检式EMAT的管道裂纹电磁超声螺旋导波定量检测

为了解决传统轴向导波对管道斜向裂纹检测灵敏度低的缺点,基于电磁超声螺旋导波检测机理,提出了一种适用于管道斜向裂纹检测的S构型内检式EMAT(电磁超声换能器)。针对所提换能器,建立金属管道电磁超声螺旋导波检测有限元模型,探究不同螺旋角螺旋导波在管道上的传播过程和回波信号特征。搭建了电磁超声螺旋导波检测试验系统,采用所提EMAT和L(0,2)轴向导波EMAT对斜向裂纹进行检测。试验结果表明,S构型内检式EMAT对于斜向裂纹具有更高的检测灵敏度,对于裂纹的高分辨率检测具有重要意义。

基于小波域的锅炉压力容器压力管道裂纹X射线检测方法

针对难以获取锅炉压力容器压力管道裂纹细节信息,外界影响因子较多的问题,该文结合小波域理论提出一种裂纹缺陷的X射线检测方法。采用应力分布线性化的分析方法,取得压力管道的裂纹应力情况,根据裂纹应力分析结果与波粒二象性,将X射线的短电磁波看成是高能量的光子束流,设计出X射线检测模型。基于小波理论融合非局部均值滤波算法与双边滤波算法,利用适用于射线底片图像的处理手段,得到裂纹射线检测图像。实验结果表明,面向锅炉不锈钢固定式低温压力容器,主观性的视觉效果与客观性的评价结果均较为突出,获取到更多、更清晰的裂纹细节信息,检测优势较大,图像质量较高,可为压力管道后续的维修与处理提供更可靠的判定依据。

基于ANSYS Workbench的管道内表面裂纹强度因子干涉作用研究

基于ANSYS Workbench对管道内表面单裂纹和双裂纹的影响因素进行数值模拟研究。建立单向拉伸载荷作用下的管道内表面裂纹的有限元模型,比较研究数值模拟结果与理论解,研究表明两者的最大误差为6.01%。应用数值模拟方法研究管道内表面单裂纹与拉伸载荷倾角对裂纹等效应力和最大应力强度因子的影响规律,研究表明当倾角为30°时,裂纹的最大等效应力达到最大值(22.676 MPa),而最大应力强度因子随着倾角角度的增加呈现单调递减的趋势。建立水平裂纹和斜裂纹的有限元模型,分析单向拉伸载荷下的管道内表面水平裂纹和斜裂纹在夹角为30°、45°、60°和90°的干涉机制,研究表明两个裂纹的夹角从30°增加到90°,水平裂纹的最大等效应力在20.095~22.05 MPa之间,最大应力强度因子在9.7912 MPa·mm^(0.5)与9.2621 MPa·mm^(0.5)之间;而倾斜裂纹的的最大等效应力从24.103 MPa减小到5.7152 MPa;最大应力强度因子从7.9951 MPa·mm^(0.5)下降到1.7447 MPa·mm^(0.5)。

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。

锅炉检验中管道裂纹分析及改善

锅炉使用和腐蚀等因素会导致管道产生裂纹,会对其安全性和运行效率造成负面影响。本研究主要分析锅炉检验中管道裂纹的形成原因,分析锅炉压力管道检测方式,探索改善锅炉管道裂纹检验的方法,为同领域提供参考。