焊接壓力管道“先漏后斷”評(píng)定理論及應(yīng)用研究.pdf

1、壓力容器及管道是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈,是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備,其安全與否與人民生命財(cái)產(chǎn)息息相關(guān).目前我國(guó)在役壓力容器和管道的安全評(píng)定方法都是建立在斷裂評(píng)定基礎(chǔ)之上,而對(duì)于壓力容器和管道等承壓構(gòu)件來(lái)說(shuō),經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)構(gòu)在斷裂之前先發(fā)生穩(wěn)定泄漏的現(xiàn)象.本文主要針對(duì)焊接壓力管道進(jìn)行了系統(tǒng)、全面的"先漏后斷"安全評(píng)定. 應(yīng)用英國(guó)BS7448試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),建立了管線用鋼API 5L X56焊縫和HAZ的J-R阻力曲線和δ-R阻力曲線,并采

2、用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB2038-91和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)BS7448對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析對(duì)比.結(jié)果表明:國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB2038-91對(duì)鈍化線和排除線的規(guī)定存在一些不合理之處,具有很大的局限性,是造成J<,Ic>測(cè)試?yán)щy的主要原因.建議參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改. 應(yīng)用國(guó)內(nèi)2005年開(kāi)始實(shí)施的"在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定"標(biāo)準(zhǔn)和EPRI的研究成果,對(duì)形狀參量的應(yīng)用范圍進(jìn)行外推研究裂紋擴(kuò)展的穩(wěn)定性；并依據(jù)SINTAP和BS7910標(biāo)準(zhǔn)中高級(jí)評(píng)定

3、方法,對(duì)環(huán)向內(nèi)表面裂紋的延性撕裂穩(wěn)定性和塑性失穩(wěn)穩(wěn)定性進(jìn)行分析,從而判斷管道的失效模式. 根據(jù)SINTAP標(biāo)準(zhǔn)考慮鼓脹因子等因素,推導(dǎo)出線彈性裂紋張開(kāi)面積計(jì)算公式,并與其他線彈性計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比.考慮到裂紋尖端附近的塑性變形對(duì)裂紋張開(kāi)面積會(huì)產(chǎn)生一定的影響,分析了建立在彈塑性斷裂力學(xué)基礎(chǔ)上的一些解析方法如Irwin模型、Dugdale模型. 利用流體有限元分析,計(jì)算實(shí)際管道焊縫處穿透裂紋的泄漏量.計(jì)算過(guò)程中分別討論了實(shí)際流