基于有限元分析的压力管道缺陷智能评估软件系统设计.pdfVIP

281化工机械2024年

D0I:10.20031/j.cnki.0254-6094.202402017

基于有限元分析的压力管道缺陷

智能评估软件系统设计

郭静！刘昶辰！顾荣利²马利1

（1.浙江工业大学机械工程学院；2.杭州国特科技有限公司）

摘要针对缺陷安全性评价，开发了压力管道应力分析与安全性智能评价软件系统，集压力管道数据

管理-应力分析-智能评估-报告输出功能于一体。将无损检测获得的缺陷数据导入软件，自动建立含缺

陷的三维有限元模型并进行应力计算分析，自动结合相关安全标准对含缺陷的管道进行安全评定，形成

评价报告。该软件提高了管道检测与评价的精准性、可靠性与高效性。

关键词含缺陷压力管道数据管理应力分析安全评定有限元分析

中图分类号TQ055.8+1文献标志码A文章编号0254-6094(2024)02-0281-08

工业压力管道通常用于输送具有一定压力针对在役含缺陷压力管道的安全性评定方

的气态或液态介质，然而在其制造和使用过程中法，国内外学者做了大量研究,并制定了一系列

会不同程度地产生各种缺陷，一方面，压力管道的安全评定标准，包括GB/T19624一2019《在用

服役时承受的载荷较为复杂，缺陷的存在可能会含缺陷压力容器安全评定》、ASMEIWB-3650及

导致严重事故的发生，危害人们生命及财产安附录H“铁素体钢管道缺陷评定规程及验收准则”

全；另一方面,如果对存在缺陷的管道，不经过定等[9]。上述传统方法大多是基于相关标准和规范

期检验检测与安全性评价而直接进行维修或报给出评价方法，对检测数据进行人工计算，然后

废，则会造成不必要的经济损失，对企业的生产根据最终的计算结果评定其安全状态[10-12]。此过

经营产生不利影响。因此，准确检测压力管道缺程要求评定人员具备材料检验、应力分析及相关

陷并对这些缺陷做出安全性评价与合理处置具实验计算知识，并有较丰富的缺陷判别经验，评

有极大的工程实际意义。定过程复杂，对人工要求较高。另外，传统方法仅

目前，常见的压力管道缺陷无损检测手段有能够评定单个缺陷，无法更深人地对多个缺陷进

射线检测、渗透检测、电磁检测及相控阵超声检行综合分析，实现缺陷分析数据管理。因此，呕需

利用数据库与模型库对检测数据进行管理与分

测等[1-4]。其中,相控阵超声检测因可对缺陷进行

不同维度的成像显示，进而观察到缺陷位置和尺析,并以此为基础建立缺陷检测-分析-评价一体

化的智能评估系统。

寸形貌,逐渐成为管道缺陷检测的首选技术[5-8]。

然而，缺陷检测技术提升的最终目的是对含缺陷为此，笔者开发了一款压力管道应力分析与

管道给出其承压性能的安全性评价，所以如何处缺陷智能评价软件，提供了一套完整的压力管道

理检测出的缺陷是实际使用过程中最关注的问数据管理-应力分析-智能评估-报告输出系统。

题。在通过相控阵超声获得缺陷三维形貌数据的基

基金项目：国家重点研发计划（批准号：2021YFB4000903）资助的课题；浙江省基础公益研究计划（批准号：

LGF21E040002)资助的课题。

作者简介：郭静（1988-),讲师，从事计算力学、复合材料结构与光学检测的研究，guojing@zjut.edu.cn。

引用本文：郭静，刘昶辰，顾荣利，等.基于有限元分析的压力管道缺陷智能评估软件系统设计[J].化工机械，2024,51

(2):281-287;303.

第51卷第2期化工机械282

础上，结合ANSYS的二次开发工具APDL，建立含进而以最大等效应力点作为应力评定线的起始

缺陷结构的三维有限元