含缺陷壓力容器及管道的安全評(píng)定

含缺陷壓力容器及管道的安全評(píng)定第1頁/共25頁5.1常用的評(píng)價(jià)方法5.1.1斷裂力學(xué)J積分的評(píng)定方法

含缺陷結(jié)構(gòu)的大直徑厚壁壓力容器及管道也可能產(chǎn)生斷裂失效。隨著斷裂力學(xué)的發(fā)展，根據(jù)J積分?jǐn)嗔褏⒘慷a(chǎn)生的計(jì)算方法，無論在理論上還是在試驗(yàn)研究中都被廣泛采用。采用J積分的評(píng)定方法不僅可評(píng)判容器及管道所含裂紋的啟裂，而且還可以進(jìn)行裂紋擴(kuò)展的計(jì)算。它是通過含缺陷容器及管道在載荷作用下產(chǎn)生的斷裂推動(dòng)力J積分與容器及管道材料的抗斷裂阻力進(jìn)行比較，從而得到裂紋啟裂與失穩(wěn)的判斷。對(duì)于含缺陷結(jié)構(gòu)的J積分，嚴(yán)格的計(jì)算方法應(yīng)該是采用有限元分析方法，但這種方法非常費(fèi)時(shí)。在工程評(píng)定中，通常采用經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算方法來計(jì)算含曲線結(jié)構(gòu)的J積分。第2頁/共25頁5.1.2英國R6雙判據(jù)準(zhǔn)則評(píng)定方法

由英國中央電力局(CEGB)提出的，它適用于各種含缺陷結(jié)構(gòu)的斷裂評(píng)定。雙判據(jù)評(píng)定準(zhǔn)則是將斷裂評(píng)定和塑性失效評(píng)定表示在同一張失效評(píng)定圖上。其縱坐標(biāo)(Kr=KI/KIc)表示結(jié)構(gòu)脆斷的性能，其中KI為裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子，KIc為材料斷裂韌性；橫坐標(biāo)(Lr=P/P0)表示結(jié)構(gòu)的塑性失效行為，其中P為損傷區(qū)域施加的載荷，P0為該區(qū)域達(dá)到屈服時(shí)的載荷。第3頁/共25頁評(píng)定圖KrLr第4頁/共25頁

含缺陷結(jié)構(gòu)的失效形式有3種，即脆性斷裂、塑性失穩(wěn)和彈塑性斷裂。通常對(duì)3種失效形式分別進(jìn)行評(píng)定，而雙判據(jù)準(zhǔn)則是將3種斷裂評(píng)定用一張?jiān)u定圖表示。該圖的縱坐標(biāo)表示結(jié)構(gòu)脆斷的性能(Kr)，橫坐標(biāo)表示結(jié)構(gòu)的塑性失效行為(Lr)。隨著研究的深入，R6評(píng)定方法幾乎每年都進(jìn)行修訂，至今共進(jìn)行了6次修訂，但英國仍將目前文本稱為第3次修正版(R/H/R6,Revision3)，它是目前廣泛采用的斷裂評(píng)定方法，也是美國ASME規(guī)范IWB-3640和WB-3650管道評(píng)定方法的基礎(chǔ)。第5頁/共25頁5.1.3美國ASME規(guī)范評(píng)定方法

美國ASME規(guī)范第XI篇為核動(dòng)力裝置部件的檢驗(yàn)與驗(yàn)收規(guī)程，其中IWB-3640及附錄C為“奧氏體鋼管道缺陷評(píng)定規(guī)程及驗(yàn)收準(zhǔn)則”，IWB-3650及附錄H為“鐵素體鋼管道缺陷評(píng)定規(guī)程及驗(yàn)收準(zhǔn)則”。這是目前國際上最具有代表性的用于壓力管道的缺陷評(píng)定規(guī)范。第6頁/共25頁5.1.3美國ASME規(guī)范評(píng)定方法它的最大優(yōu)點(diǎn)在于編制者在大量理論分析、數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，把復(fù)雜的斷裂力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)化為應(yīng)用極其方便的計(jì)算公式和圖表，以便廣大工程技術(shù)人員使用。該方法的理論基礎(chǔ)是R6雙判據(jù)評(píng)定準(zhǔn)則，先對(duì)含缺陷管子的失效模式進(jìn)行篩選:即脆斷、塑性失效和彈塑性撕裂,然后根據(jù)不同的失效模式分別進(jìn)行評(píng)定。在脆斷評(píng)定中，采用經(jīng)典的線彈性斷裂力學(xué)；在塑性失效分析中，是以凈截面屈服準(zhǔn)則為基礎(chǔ)；而在彈塑性撕裂的評(píng)定中，提出了修正因子Z，只要將所受的載荷乘以Z因子，即可將復(fù)雜的彈塑性斷裂力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)化為較簡(jiǎn)單的塑性失效計(jì)算。第7頁/共25頁5.1.4GB/T19624-2004

根據(jù)“合于使用”和“最弱環(huán)”原則，用于判別在用含缺陷壓力容器及管道在規(guī)定的使用工況下能否繼續(xù)安全使用的一種安全評(píng)定方法。第8頁/共25頁5.2GB/T19624-2004第9頁/共25頁5.2.1GB/T19624-2004簡(jiǎn)介第10頁/共25頁5.2.2評(píng)定方法的分類第11頁/共25頁5.2.3安全系數(shù)第12頁/共25頁5.2.45.2.4評(píng)定程序（平面缺陷評(píng)定）第13頁/共25頁缺陷表征第14頁/共25頁由縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)以及等于0.7的水平線和等于0.8的垂直線所圍成的矩形為安全區(qū)，該區(qū)域之外為非安全區(qū)。第15頁/共25頁5.2.5體積缺陷評(píng)定（單個(gè)凹坑）第16頁/共25頁第17頁/共25頁材料性能的確定第18頁/共25頁G0的計(jì)算和免于評(píng)定的判別第19頁/共25頁第20頁/共25頁第21頁/共25頁課程考察1壓力容器分析設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)與方法的論述

1.1壓力容器分析設(shè)計(jì)的依據(jù)與方法

1.2壓力容器分析設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì)的比較2壓力容器爆炸及危害的論述

2.1壓力容器爆炸案例的分析

2.2壓力容器危害的剖析3金屬晶體微觀缺陷及其影響的論述

3.1金屬晶體微觀缺陷的形式及危害

3.2位錯(cuò)的受力與運(yùn)動(dòng)

3.3位錯(cuò)對(duì)材料的影響第22頁/共25頁4金屬宏觀缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)影響的論述

4.1焊接缺陷的產(chǎn)生與特征

4.2焊接冷裂紋的產(chǎn)生及其危害

4.3焊接殘余應(yīng)力的測(cè)量及對(duì)結(jié)構(gòu)破壞的影響

4.4應(yīng)力腐蝕開裂的形成與防治5含缺陷結(jié)構(gòu)（容器與管道）安全評(píng)定方法的論述

5.1材料本構(gòu)關(guān)系的論述

5.2含缺陷結(jié)構(gòu)安全評(píng)定的理論基礎(chǔ)

5.3國內(nèi)外壓力容器與管道安全評(píng)定規(guī)范的評(píng)述6工程應(yīng)用選取一工程實(shí)例，采用GB/T19624-2004進(jìn)行安全評(píng)定第23頁/共25頁要求（1）格式論文題目姓名