[发明专利]含裂纹类缺陷承压设备的安全评定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全评定方法，特别是涉及一种含裂纹类缺陷的承压设备，如压力容器、压力管道等的安全评定方法。

背景技术

承压设备是压力容器、压力管道、承压附件、压力锅炉等以流体压力为基本载荷的设备总称。广泛应用于石油、化工、食品、制药、航空航天、能源等领域。由于这些承压设备的服役条件千差万别，有高温、低温、深冷；有超高压、高压、中压、低压和真空等；有强酸、强碱、剧毒、易燃和易爆等介质，实际生产中的设备不可避免的存在着不同程度的缺陷。因而设备一旦发生泄漏或爆炸事故，将产生严重的破坏，不仅造成经济损失，而且会造成严重的环境污染。在众多设备事故中，由裂纹类缺陷导致的事故占比最大，因此裂纹类缺陷是一类危害性最大的缺陷。然而，如果管理者为了“安全保守”而一味将含此类缺陷的设备进行返修或报废，就会造成巨大的资源浪费。实践证明，并非所有超标缺陷都会导致设备失效，重要的是对缺陷加以区别，进行必要的分析评定，消除那些带有潜在危险的缺陷，而对安全没有威胁的缺陷则予以保留，达到既保证安全，又减少经济损失的目的。这就需要我们对裂纹类缺陷进行安全评定。

目前国际上普遍采用失效评定图(FAD)技术进行承压设备的安全性评价。失效评定图法起源于英国原中央电力局的双判据失效评定图，该方法同时考虑了弹塑性断裂失效和塑性极限两个失效准则，是兼顾安全可靠性和适用性的评定方法。经过多年的发展，该方法已发展为以J积分方法为基础的FAD法，如R6第四版，但是其存在两方面的不足：一、工程常用的选择1(通用)和选择2(材料相关)的FAD忽略了缺陷尺寸的影响，降低评定精度，甚至在某些条件下出现非保守的现象；二、对于更高精度的选择3FAD，由于其建立在专业软件的复杂J积分计算基础上，实现的成本高，而且通常设备由普通的工程技术人员来检修，运用专业软件进行计算难度太大，不易实现。针对上述两大不足本发明提供了一种简便易行且精度较高的安全评定方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服选择1和选择2FAD技术忽略了缺陷尺寸的影响，评定精度偏低，且选择3复杂、不易实现的问题，提供了一种简便易行且精度较高的含裂纹类缺陷承压设备的安全评定方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种含裂纹类缺陷承压设备的安全评定方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S₁、采用无损检测来确定承压设备中裂纹类缺陷的位置、形状和尺寸，并对设备材料进行标准拉伸实验；

S₂、针对所述承压设备的确定缺陷尺寸，获取不同n值对应的h₁值，计算ln(h₁/h₁(n＝1))，其中，n为材料硬化指数，h₁为全塑性解系数，h₁(n＝1)为n＝1时的h₁值，ln表示取底数为e的对数；

S₃、绘制ln(h₁/h₁(n＝1))与n之间的关系曲线，并且将所述关系曲线拟合成线性关系，将斜率记为B，根据式1计算缺陷尺寸影响因子φ，

式1：φ＝exp(-B)，

其中，exp表示以自然对数e为底指数的指数函数；

S₄、建立待评定承压设备材料的失效评定曲线，并计算截断点位置；

S₅、通过式2和式3分别确定承压设备发生的塑性破坏的程度和断裂失效程度，将评定参数(L′_r，K′_r)作为评定点描绘到评定图中判断含裂纹类缺陷承压设备的安全状态，

式2：Lr′=ppLφ,]]>