压力容器缺陷安全评定研究进展和衰减路径速度积方法

压力容器不断向大型化、复杂化方向发展,特别是应用于空气动力试验、核电工程、热电工程等的大型复杂压力容器,其内含缺陷具有先天性与后发性、多样性与复杂性、隐蔽性与突现性等特点,由此引起的重大安全事故多发,压力容器缺陷安全程度的研究一直是该领域关注的重点。从R6失效评定图出发,比较了国内外压力容器安全评价的研究进展,对比阐述了压力容器安全裕度研究的不同方法。针对射线法等传统评定方法对缺陷安全裕度及剩余寿命估算不能反映缺陷安全衰减路径与扩展速率的时变性问题,重点介绍了基于衰减路径速度积的新方法,并推导出速度积和安全裕度的计算公式。

基于衰减路径时变性的压力容器疲劳裂纹安全裕度研究

传统压力容器安全裕度表征模型未考虑裂纹扩展过程中的时变性,导致无法准确反映剩余安全裕度大小.为此,本文基于速度积概念建立了大型压力容器剩余安全裕度模型.裂纹扩展形式直接影响安全裕度判定,故运用Paris公式并考虑闭合效应得到裂纹扩展规律公式,并结合Newman和Raju数值计算应力强度因子的理论,得到了不同裂纹的深度和长度方向变化的关联函数.以表面裂纹为例,通过关联函数模型得到安全衰减路径,然后计算了路径速度积安全裕度模型的表征变化,从寿命安全裕度角度评价了路径速度积安全裕度模型,结果表明,随着裂纹在不同速度下的扩展变化,其安全评价结果更符合实际安全裕度变化,并为工程应用提供新思路.

含点蚀油气管道动态安全裕度表征模型

油气管道安全评价最广泛采用的美国API-579标准给出的点蚀剩余强度表征方法只能静态表征点蚀缺陷的安全程度,并未考虑点蚀深度、点蚀面积占比等参数的动态变化对点蚀缺陷剩余强度的影响。针对上述问题,在点蚀衰减路径仿真基础上,提出一种动态安全裕度表征模型。首先利用无缝表征点蚀评价函数在失效评定图中仿真获得点蚀缺陷安全衰减路径。通过衰减路径时变性分析,采用失效路径速率积分的解析方法,给出了油气管道点蚀缺陷动态安全裕度表征模型。该安全裕度模型能够表征点蚀缺陷在任意尺寸的动态安全裕度。该理论考虑实际工况中各影响因素的动态变化对点蚀缺陷安全裕度的影响,更加符合客观实际,能够为管道剩余寿命预测提供基础。