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壓力管道安全評定技術的研究

文檔作者：駱國林文檔來源：遵義市特種設備檢驗所		點擊數：	更新時間： 2021年07月17日
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壓力管道安全評定技術的研究
563000遵義市特種設備檢驗所-駱國林
關鍵詞一壓力管道安全評定技術失效分析建議
摘要:
隨著運輸行業的快速發展,管道運輸已經成為當今五大運輸方式之一。壓力安全評定技術對壓力管道的安全使用顯得尤為重要。本文對管
道的失效進行分析,重點介紹了國內外比較常用的壓力管道安全評定技術,并針對目前存在的問題提出建議。
前言
經濟損失和安全隱患。例如石油在運輸過程中由于壓力管道大多數為含環向缺陷[1],所以本
管道運輸是指以管道作為運輸媒介來運輸壓力管道破裂,不僅要對管道進行維修和更換,文主要是對含環向缺陷的壓力管道的安全評定
液體和氣體的長距離運輸方式。由于管道運輸而且石油泄漏到周圍會污染周圍的環境。
技術進行研究。
運量大、安全、經濟、可靠、平穩等優點,讓
為了保障管道運輸過程中的安全可靠,必
1失效及其原因
管道運輸已經成為非常常的運輸方n管道須對壓力管道主要的先效形式及原因進行研
先效

dU e ll l1
學術
表面損傷和材料性能退化、爆炸、泄漏。其中
爆炸和泄漏會帶來嚴重的后果。
1．2．原因
L 2．1．主觀原因
1．2．1．1．有些管道建設單位在進行管道建
設時，設計方案不合理、未經有關部門的備案；
1．2．1．2．建設單位在進行管道安裝時，使
用不合格的材料和不符合要求的閥門和法蘭以
及在焊接中出現焊接缺陷并且未進行安全監濺
管道使用后未進行合理的檢測維修。
1．2．1．3．人為破壞和違章操作。
1．2．2．客觀原因
由于管道時間過長導致管道老化而失去原
有的的性能。同時，外載荷帶來的彎矩應力和
壓力管道振動導致的疲勞損壞，都會對管道帶
來安全隱患。
2．壓力管道安全常用評定方法
2．1．斷裂力學J積分的評定方法
目前， 在實驗研究中廣泛地運用J積分斷
裂參數有限元分析方法來評定壓力管道的斷裂
失效。主要是用來尋找含缺陷結構的大直徑厚
壁壓力管道所含裂紋的源頭裂紋和計算壓力管
道裂紋擴展區。由于有限元分析方法比較繁瑣。
所以多數是采用將經驗或者半經驗來計算含曲
線結構的J積分與壓力管道材料的抗斷裂阻力
進行比較的安全評定方法。
計算公式：
J=JIC；
dJ／da：dJmat／da
其中，Jlc一一參量的斷裂韌性(N／mm)：
dJ／da，dJmat／da一一推動力和材料阻力對
裂紋擴展da的變化率。
2．2．英國R6雙判據準則評定方法
R6雙判據準則評定方法可以作為各種缺陷
類的壓力管道的安全技術評定方法。R6雙判據
準則主要是將脆性斷裂、塑性失穩和彈塑性斷
裂結合起來在同一個圖上來判定其安全性的。
其R6雙判據評定圖如下
K r ：KI／KIc；
Lr =P／PO
其中：Kr一一結構脆斷的性能；
Lr一一結構的塑性失效行為：
68 Machine China中國機械
KIc一一為材料斷裂韌性；
P為損傷區域施加的載荷；
P0為該區域達到屈服時的載荷。
2．3．美國ASME規范評定方法
美國ASME規范評定方法是目前國際上最具
有代表性的用于壓力管道缺陷評定的技術標準。
以R6雙判據評定準則，將復雜的斷裂力學計算
簡化為使用方便的計算公式和圖表。根據管徑、
材料性能、外載荷和缺陷幾何尺寸來計算sc，
然后直接查失效評定圖， 來判斷失效模式。判
定失效模式后，再進行管道安全評定。公式如下：
Kr’=Kl／√E Jl ；
Sr’=P／PL：
Sc=Kr’／Sr
Sc 失效形式 安全評定分析
Sc

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