[发明专利]一种管道损伤后LBB评估处理方法

说明书

本发明公开了一种管道损伤后LBB评估处理方法，评估处理方法包括以下步骤，对管道焊接或矫形过程中的损伤作数值仿真分析；计算残余应力单独引起的应力强度因子、评估时刻其它载荷引起的应力强度因子以及考虑残余应力的弹塑性断裂参量；计算不同裂纹尺寸下裂纹前沿的积分，并进行拟合，再计算结构失效临界裂纹尺寸及结构临界泄漏裂纹尺寸；计算两者的比值，并将其与行业评估标准中的评价准则进行比较，若所述比值结果不满足所述评价准则，启动通信模块以向对应的联系人发送提示消息。本发明提供的管道损伤后LBB评估处理方法能够快速计算焊接过程残余应力，克服了现有计算过程热源复杂、计算耗时、结果收敛性差等的计算问题。

技术领域

本发明涉及结构完整性评定技术领域，尤其涉及一种管道损伤后LBB评估处理方法。

背景技术

核电厂广泛使用奥氏体不锈钢的管道，在制造和服役更换设备过程中常存在大量的焊 接接头。目前，核电厂工程安全评估中，如何精确分析焊接残余应力的分布仍是一个技术 难点。焊接残余应力的数值仿真是指在短时间内将热能添加到有限元模型中的“焊接单 元”，然后停止能量加入，通过热传导形成模型的反复加热冷却过程。其中，移动“双椭球型热源”是模拟焊机过程最精确的方法。但“双椭球型热源”热源形式复杂，计算耗时、 收敛性也存在问题。

同时，当前主要核电的结构完整性评估规范中仍未提供考虑焊接残余应力的断裂评估 方法，工程上仍需要建立复杂的含缺陷有限元模型进行分析计算，难以满足快速、可靠的 评估要求。另一方面，上世纪80年代以前的核反应堆设计中，为了保证结构的可靠性，往往把压力管道的双端剪切断裂作为设计基准事故，但后来的理论研究和实验发现，双端剪切断裂事故的发生概率是非常小，以此作为设计基础事故会带来一些得不偿失的问题。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种管道损伤后LBB(破前漏，Leak-Before-Break，简称 LBB)评估处理方法，技术方案如下：

提供了一种管道损伤后LBB评估处理方法，包括以下步骤：

S1、对管道焊接或矫形过程中的损伤作数值仿真分析，包括：设定焊缝材料性能、确 定焊缝工艺、确定焊接单元尺寸与焊接顺序、焊接热输入量控制准则设定和焊接过程温度 场数值模拟、焊接过程应力场数值模拟；

S2、基于残余应力的弹塑性断裂参量计算方法来计算残余应力单独引起的应力强度因 子、计算评估时刻其它载荷引起的应力强度因子以及计算考虑残余应力的弹塑性断裂参

S3、根据步骤S1中的数值仿真分析结果及步骤S2中的计算结果，计算不同裂纹尺寸下 裂纹前沿的积分，并将不同裂纹尺寸裂纹前沿的积分进行拟合，再计算结构失效临界裂纹 尺寸及结构临界泄漏裂纹尺寸；

S4、计算所述结构失效临界裂纹尺寸与结构临界泄漏裂纹尺寸的比值，并将其与行业 评估标准中的评价准则进行比较，若所述比值结果不满足所述评价准则，则计算机获取所 述管道的位置信息，根据所述位置信息在数据库中匹配相应联系人信息，并启动通信模块以向对应的联系人发送提示消息。

进一步地，在S1步骤中，所述焊缝材料性能包括导热系数、热膨胀系数、比热容、密度、弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度和应力-应变曲线，所述焊缝材料性能随温度 变化而发生变化。

进一步地，，在S1步骤中，所述焊接热输入量控制准则设定包括以下步骤：

S101、对单元体进行均匀体积加热，在每个增量时间步长中加热率递增一个常数数值；

S102、检查每个热输入增量过程中的温度分析结果，直至所述单元体温度已经到达其 熔化温度，则终止热量输入，使得所述单元体开始冷却。

进一步地，，在S1步骤中，所述焊接过程应力场数值模拟为热-机械应力的间接耦合计 算方法。