[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于速度積的壓力容器裂紋缺陷安全裕度表征方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810364562.2
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108629094B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍偉;劉華國(guó);岳建平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發(fā)明屬于壓力容器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于速度積的壓力容器裂紋缺陷安全裕度表征方法，根據(jù)在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)定流程，得到壓力容器擴(kuò)展裂紋缺陷在R6圖中的安全衰減路徑；確定衰減路徑各點(diǎn)處的失效速度，da/dN，根據(jù)衰減路徑與失效速度的關(guān)系，用速度積分求出評(píng)估點(diǎn)出的安全裕度；最后得到整條衰減路徑上各點(diǎn)的時(shí)變安全裕度。本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)該模型，得到出一種準(zhǔn)確的壓力容器裂紋缺陷的安全裕度時(shí)變衰減的表征模型，更直觀的反應(yīng)含裂紋缺陷壓力容器的時(shí)變安全裕度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于壓力容器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于速度積的壓力容器裂紋缺陷安全裕度表征方法。

背景技術(shù)

壓力容器廣泛運(yùn)用于電力、石油、化工、冶金等重要領(lǐng)域，同時(shí)這些領(lǐng)域往往工作環(huán)境惡劣，容易發(fā)生泄露和爆炸事故。而分析研究指出，不少突發(fā)性安全事故的原因并不在于采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)缺陷安全評(píng)定的技術(shù)手段有什么問(wèn)題，而是在于現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)僅能對(duì)缺陷的安全性進(jìn)行評(píng)定，即只能給出缺陷是否安全的結(jié)論，不能給出缺陷的安全程度，而實(shí)際工程中多數(shù)服役時(shí)間較長(zhǎng)的壓力容器顯得安全裕度不足。因此，研究壓力容器裂紋缺陷的安全程度，一直是壓力容器安全評(píng)估領(lǐng)域的重要技術(shù)要求。

對(duì)于壓力容器裂紋缺陷的安全裕度表征，主要的方法有：梯度平行線法、射線法等。對(duì)于梯度平行線法，在通用評(píng)定圖(R6)的安全區(qū)內(nèi)用平行線進(jìn)行安全等級(jí)劃分，通過(guò)觀測(cè)評(píng)估點(diǎn)所落在的安全等級(jí)區(qū)來(lái)確定缺陷的安全程度，顯得不夠準(zhǔn)確。對(duì)于射線法，在通用評(píng)定圖(R6)中，作射線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)和評(píng)估點(diǎn)，交于安全評(píng)定線，根據(jù)安全評(píng)定點(diǎn)到安全評(píng)定線的距離以及安全評(píng)定線的原點(diǎn)的距離來(lái)定義安全裕度。此方法僅適用于以極限應(yīng)力作為失效標(biāo)準(zhǔn)的安全評(píng)估。對(duì)于在周期疲勞應(yīng)力作用下的失效過(guò)程，由于裂紋擴(kuò)展速率具有時(shí)變性，表現(xiàn)在安全失效評(píng)價(jià)圖的衰減路徑，是一個(gè)以疲勞載荷dN作為時(shí)變量的冪函數(shù)曲線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提出一種準(zhǔn)確的壓力容器裂紋缺陷的安全裕度時(shí)變衰減的表征模型，更直觀的反應(yīng)安全裕度的衰減過(guò)程。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于速度積的壓力容器裂紋缺陷安全裕度表征方法，包括以下過(guò)程：

根據(jù)在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)定流程，得到壓力容器擴(kuò)展裂紋缺陷在R6圖中的安全衰減路徑；

確定衰減路徑各點(diǎn)處的失效速度，da/dN，根據(jù)衰減路徑與失效速度的關(guān)系，用速度積分求出評(píng)估點(diǎn)出的安全裕度；

最后得到整條衰減路徑上各點(diǎn)的時(shí)變安全裕度。

具體的過(guò)程進(jìn)一步的為：

(1)根據(jù)施加的載荷以及相應(yīng)的裂紋的長(zhǎng)度深度尺寸，計(jì)算出評(píng)定點(diǎn)所需要的Kr、Lr值；

(2)在一定的裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)深比條件下，計(jì)算出每一步裂紋擴(kuò)展增量為△a時(shí)所對(duì)應(yīng)的評(píng)定點(diǎn)值，得到一條壓力容器裂紋缺陷衰減路徑，直到評(píng)定點(diǎn)超出安全區(qū)；

(3)計(jì)算評(píng)估點(diǎn)到臨界點(diǎn)的距離，根據(jù)衰減路徑上每一個(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的裂紋尺寸，利用paris公式，計(jì)算出衰減路徑上個(gè)點(diǎn)處的時(shí)變失效速度dN，得到路徑距離與失效速度的S-V冪函數(shù)關(guān)系；

(4)利用微分割距原理求取S-V冪函數(shù)的路徑速度積；

(5)根據(jù)步驟(1)到步驟(4)，設(shè)缺陷的全域路徑速度積為A，剩余路徑速度積為An，則缺陷安全評(píng)估點(diǎn)衰減到n步時(shí)其安全裕度的數(shù)學(xué)模型為：

M_S＝(A_n/A)％ (1)。

本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)該模型，得到出一種準(zhǔn)確的壓力容器裂紋缺陷的安全裕度時(shí)變衰減的表征模型，更直觀的反應(yīng)含裂紋缺陷壓力容器的時(shí)變安全裕度。

附圖說(shuō)明