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压力管道安全评定技术的研究

文档作者：骆国林文档来源：遵义市特种设备检验所		点击数：	更新时间： 2021年07月17日
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压力管道安全评定技术的研究
563000遵义市特种设备检验所-骆国林
关键词一压力管道安全评定技术失效分析建议
摘要:
随着运输行业的快速发展,管道运输已经成为当今五大运输方式之一。压力安全评定技术对压力管道的安全使用显得尤为重要。本文对管
道的失效进行分析,重点介绍了国内外比较常用的压力管道安全评定技术,并针对目前存在的问题提出建议。
前言
经济损失和安全隐患。例如石油在运输过程中由于压力管道大多数为含环向缺陷[1],所以本
管道运输是指以管道作为运输媒介来运输压力管道破裂,不仅要对管道进行维修和更换,文主要是对含环向缺陷的压力管道的安全评定
液体和气体的长距离运输方式。由于管道运输而且石油泄漏到周围会污染周围的环境。
技术进行研究。
运量大、安全、经济、可靠、平稳等优点,让
为了保障管道运输过程中的安全可靠,必
1失效及其原因
管道运输已经成为非常常的运输方n管道须对压力管道主要的先效形式及原因进行研
先效

dU e ll l1
学术
表面损伤和材料性能退化、爆炸、泄漏。其中
爆炸和泄漏会带来严重的后果。
1．2．原因
L 2．1．主观原因
1．2．1．1．有些管道建设单位在进行管道建
设时，设计方案不合理、未经有关部门的备案；
1．2．1．2．建设单位在进行管道安装时，使
用不合格的材料和不符合要求的阀门和法兰以
及在焊接中出现焊接缺陷并且未进行安全监溅
管道使用后未进行合理的检测维修。
1．2．1．3．人为破坏和违章操作。
1．2．2．客观原因
由于管道时间过长导致管道老化而失去原
有的的性能。同时，外载荷带来的弯矩应力和
压力管道振动导致的疲劳损坏，都会对管道带
来安全隐患。
2．压力管道安全常用评定方法
2．1．断裂力学J积分的评定方法
目前， 在实验研究中广泛地运用J积分断
裂参数有限元分析方法来评定压力管道的断裂
失效。主要是用来寻找含缺陷结构的大直径厚
壁压力管道所含裂纹的源头裂纹和计算压力管
道裂纹扩展区。由于有限元分析方法比较繁琐。
所以多数是采用将经验或者半经验来计算含曲
线结构的J积分与压力管道材料的抗断裂阻力
进行比较的安全评定方法。
计算公式：
J=JIC；
dJ／da：dJmat／da
其中，Jlc一一参量的断裂韧性(N／mm)：
dJ／da，dJmat／da一一推动力和材料阻力对
裂纹扩展da的变化率。
2．2．英国R6双判据准则评定方法
R6双判据准则评定方法可以作为各种缺陷
类的压力管道的安全技术评定方法。R6双判据
准则主要是将脆性断裂、塑性失稳和弹塑性断
裂结合起来在同一个图上来判定其安全性的。
其R6双判据评定图如下
K r ：KI／KIc；
Lr =P／PO
其中：Kr一一结构脆断的性能；
Lr一一结构的塑性失效行为：
68 Machine China中国机械
KIc一一为材料断裂韧性；
P为损伤区域施加的载荷；
P0为该区域达到屈服时的载荷。
2．3．美国ASME规范评定方法
美国ASME规范评定方法是目前国际上最具
有代表性的用于压力管道缺陷评定的技术标准。
以R6双判据评定准则，将复杂的断裂力学计算
简化为使用方便的计算公式和图表。根据管径、
材料性能、外载荷和缺陷几何尺寸来计算sc，
然后直接查失效评定图， 来判断失效模式。判
定失效模式后，再进行管道安全评定。公式如下：
Kr’=Kl／√E Jl ；
Sr’=P／PL：
Sc=Kr’／Sr
Sc 失效形式 安全评定分析
Sc

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