含缺陷壓力容器及管道的安全評定

第5章含缺陷壓力容器及管道的平安評定.5.1常用的評價方法5.1.1斷裂力學(xué)J積分的評定方法含缺陷結(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)的開展，根據(jù)J積分斷裂參量而產(chǎn)生的計算方法，無論在理論上還是在試驗研究中都被廣泛采用。采用J積分的評定方法不僅可評判容器及管道所含裂紋的啟裂，而且還可以進行裂紋擴展的計算。它是通過含缺陷容器及管道在載荷作用下產(chǎn)生的斷裂推動力J積分與容器及管道材料的抗斷裂阻力進行比較，從而得到裂紋啟裂與失穩(wěn)的判斷。對于含缺陷結(jié)構(gòu)的J積分，嚴(yán)格的計算方法應(yīng)該是采用有限元分析方法，但這種方法非常費時。在工程評定中，通常采用經(jīng)驗或半經(jīng)驗的計算方法來計算含曲線結(jié)構(gòu)的J積分。.5.1.2英國R6雙判據(jù)準(zhǔn)那么評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)的斷裂評定。雙判據(jù)評定準(zhǔn)那么是將斷裂評定和塑性失效評定表示在同一張失效評定圖上。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)域到達屈服時的載荷。.評定圖KrLr.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3種失效形式分別進行評定，而雙判據(jù)準(zhǔn)那么是將3種斷裂評定用一張評定圖表示。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評定方法幾乎每年都進行修訂，至今共進行了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定方法，也是美國ASME標(biāo)準(zhǔn)IWB-3640和WB-3650管道評定方法的根底。.5.1.3美國ASME標(biāo)準(zhǔn)評定方法美國ASME標(biāo)準(zhǔn)第XI篇為核動力裝置部件的檢驗與驗收規(guī)程，其中IWB-3640及附錄C為“奧氏體鋼管道缺陷評定規(guī)程及驗收準(zhǔn)那么〞，IWB-3650及附錄H為“鐵素體鋼管道缺陷評定規(guī)程及驗收準(zhǔn)那么〞。這是目前國際上最具有代表性的用于壓力管道的缺陷評定標(biāo)準(zhǔn)。.5.1.3美國ASME標(biāo)準(zhǔn)評定方法它的最大優(yōu)點在于編制者在大量理論分析、數(shù)值計算和試驗研究的根底上，把復(fù)雜的斷裂力學(xué)計算簡化為應(yīng)用極其方便的計算公式和圖表，以便廣闊工程技術(shù)人員使用。該方法的理論根底是R6雙判據(jù)評定準(zhǔn)那么，先對含缺陷管子的失效模式進行篩選: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行評定。在脆斷評定中，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)那么為根底；而在彈塑性撕裂的評定中，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)計算簡化為較簡單的塑性失效計算。.5.1.4GB/T19624-2004根據(jù)“合于使用〞和“最弱環(huán)〞原那么，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)平安使用的一種平安評定方法。.5.2GB/T19624-2004.5.2.1GB/T19624-2004簡介.5.2.2評定方法的分類.5.2.3平安系數(shù).5.2.45.2.4評定程序〔平面缺陷評定〕.缺陷表征.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平安區(qū)，該區(qū)域之外為非平安區(qū)。.5.2.5體積缺陷評定〔單個凹坑〕..材料性能確實定.G0的計算和免于評定的判別...課程考察1壓力容器分析設(shè)計的理論根底與方法的論述1.1壓力容器分析設(shè)計的依據(jù)與方法1.2壓力容器分析設(shè)計與常規(guī)設(shè)計的比較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位錯的受力與運動3.3位錯對材料的影響.4金屬宏觀缺陷對結(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焊接剩余應(yīng)力的測量及對結(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〕平安評定方法的論述5.1材料本構(gòu)關(guān)系的論述5.2含缺陷結(jié)構(gòu)平安評定的理論根底5.3國內(nèi)外壓力容器與管道平安評定標(biāo)準(zhǔn)的評述6工程應(yīng)用選取一工程實例，采用GB/T19624-2004進行平安評定.要求〔1〕格