焊接壓力管道“先漏后斷”評定理論及應(yīng)用研究.pdf

1、壓力容器及管道是我國國民經(jīng)濟(jì)的大動脈,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產(chǎn)息息相關(guān).目前我國在役壓力容器和管道的安全評定方法都是建立在斷裂評定基礎(chǔ)之上,而對于壓力容器和管道等承壓構(gòu)件來說,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.本文主要針對焊接壓力管道進(jìn)行了系統(tǒng)、全面的"先漏后斷"安全評定. 應(yīng)用英國BS7448試驗標(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、用國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB2038-91和國際標(biāo)準(zhǔn)BS7448對試驗結(jié)果進(jìn)行了分析對比.結(jié)果表明:國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB2038-91對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>測試?yán)щy的主要原因.建議參考國外標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)實際情況進(jìn)行修改. 應(yīng)用國內(nèi)2005年開始實施的"在用含缺陷壓力容器安全評定"標(biāo)準(zhǔn)和EPRI的研究成果,對形狀參量的應(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)中高級評定

3、方法,對環(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)出線彈性裂紋張開面積計算公式,并與其他線彈性計算方法進(jìn)行對比.考慮到裂紋尖端附近的塑性變形對裂紋張開面積會產(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,計算實際管道焊縫處穿透裂紋的泄漏量.計算過程中分別討論了實際流