含缺陷压力容器安全评定发展历程和趋势.pdfVIP

综述 P石油化工设备技术，2012，33(4)·47· etroChem icalEquipmentTechnology 含缺陷压力容器安全评定的发展 历程与趋势 韩 毅 ，淡 勇 ，李小勇 ，李 娟。 (1．西北大学化工学院，陕西 西安 710069；2．西安市特种设备检验检测 院，陕西 西安 710068 3．西安华悦能源工贸有限公司 ，陕西 西安 710045) 摘 要 ：系统地分析 了以 “合于使用”为原则的含缺 陷压力容器安全评定的发展状况，介绍 了国内外最 新评定标准的研究成果 以及我 国标准 的优势与不足；对模糊理论、概率断裂力学、风险评估、人工神经网 络和专家系统等新技术在压力容器缺 陷评定中的应用进行 了评述，并展望 了含缺 陷压力容器安全评定的发 展趋势。 关键词 ：压力容器 缺 陷评定 发展 趋势 压力容器广泛应用于核能 、石油化工等领域 ， 以线弹性断裂理论 (K 因子)为基础 的评定标准。 在其服役的过程 中，不可避免存在着不同程度 的 这种方法在预测高强度材料制造的压力容器的裂 缺陷。若不允许任何缺陷存在 ，会使压力容器 的 纹容限上成效显著 ，而对用 中、低强度材料却因为 经济性能下降；若忽视其存在 ，必将成为发生事故 超出线弹性断裂力学 的适用范 围而不合使用l1。 的根源 。目前，工程上有两大类安全保证标准 ：一 1．2 以弹塑性 COD理论为基础的缺陷评定 类是质量控制标准，它以获得优质产品为 目的，在 1975年国际焊接协会颁布的 I1w—X一749—74 役容器一旦发现有裂纹 ，立 即报废或修补，而不必 《按脆断观点建议 的缺陷评定方法 》是第一部 以 要的返修会造成经济上的浪费，这类标准针对于 COD设计曲线为核心的标准，其认为当工作应力 新造 的压力容器 。另一类是 “合于使用”标准，以 小于屈服应力 时 ，缺陷的评定根据 K 因子理 断裂力学为基础 ，对不造成安全危害的缺 陷将允 论 ，原则上安全判据为K K。；当工作应力 大 许存在 ；对无威胁但可能发展的缺陷允许在监控 于屈服应力 口。时 ，对 于厚度在 10mm 以上铁 素 下使用 ；对安全生产构成威胁的缺陷必须返修或 体钢的判据为 nam_l2]。 报废 ，这类标准对于在役压力容器，是确保安全生 英 国中央电力局于 1976年公布的 “含缺陷结 产、减少经济损失所必须的。 构完整性评定 (R6)”最早提 出了失效评定 图方 20世纪中后期 ，断裂力学的发展为压力容器 法 ，它以裂纹张开位移 COD为理论依据 ，从 D—M 的缺陷评定提供了理论依据 ，从 线弹性方法到弹 模型推导出其失效评定 曲线 ，可将脆性断裂 、塑性 塑性 COD 曲线法 ，进而发展为弹塑性 J积分的失 失稳和弹塑性断裂三种失效形式用一张评定图表 效评定 图(FAD)技术 。近年来 ，随着安全评定领 示 ，横坐标 (L)表示结构的塑性失效行为，纵坐标 域新方法的发展，一些新兴方法如模糊断裂力学、 (K )表示结构脆断的性能 ]。COD判据法在中、 人工智能技术 、风险评估 、专家系统等成为压力容 低压强度钢焊接结构断裂分析 中得到了广泛应 器缺陷安全评定 的研究重点和发展方向。 用 ，但由于其本身并不是一个直接而严密的裂纹 1 国外压力容器缺陷评定的发展历程