一种含表面裂纹缺陷承压设备的定量风险分析方法

摘要

本发明公开了一种含表面裂纹缺陷承压设备的定量风险分析方法，其包括以下步骤：1.对待分析承压设备进行无损检测；2.计算含裂纹缺陷承压设备的应力强度因子KI；3.计算承压设备发生塑性破坏的程度Lr；4.计算承压设备发生断裂失效的程度Kr′；5.建立失效方程，将Lr值和Kr′值代入方程中，根据公式Z＝Kr′-(1-0.14Lr2)(0.3+0.7exp(-0.65Lr6))进行计算；6.采用蒙特卡洛法计算含表面裂纹的失效概率；7.确定含表面裂纹缺陷修正因子FD，计算承压设备的失效可能性。本发明考虑了表面裂纹缺陷对承压设备的影响，提高了风险分析结果的精度，在对承压设备检验维修时更有针对性也更加合理。

主权项

1.一种含表面裂纹缺陷承压设备的定量风险分析方法，包括以下步骤：(1)采用无损检测方法测量承压设备中表面裂纹缺陷的位置、形状和尺寸；(2)根据无损检测获得表面裂纹缺陷的尺寸，获取在承压设备表面裂纹缺陷处一次应力和二次应力分别引起的应力强度因子表示一次应力引起的应力强度因子，表示二次应力引起的应力强度因子，(3)确定承压设备发生塑性破坏的程度，采用如下公式，$L_r=\left(\frac{1.2P_m}{{\sigma }_s}\right)\frac{1-a/\left({\mathrm{BM}}_g\right)}{1-a/B},$其中，M_g表示缺陷引起的承压设备的膨胀效应系数，对于圆筒形结构采用如下公式，$M_g=\sqrt{1+1.6[c^2/\left(\mathrm{RB}\right)]};$L_r表示承压设备发生塑性破坏的程度，P_m表示一次应力分解的薄膜应力，B表示承压设备的壁厚，R表示承压设备的半径，σ_s表示承压设备所用材料的屈服强度，a表示表面裂纹缺陷的深度，c表示表面裂纹缺陷的半长，(4)确定承压设备发生断裂失效的程度，采用如下公式，${K_r}^{\prime }=G(K_I^S+K_I^P)/K_p+\rho ,$其中，K_r′表示承压设备发生断裂失效的程度，G表示相邻两裂纹间弹塑性干涉效应系数，表示一次应力引起的应力强度因子，表示二次应力引起的应力强度因子，K_p表示承压设备所用材料的断裂韧度，ρ表示计算二次应力的塑性修正因子；(5)建立待评定承压设备的失效方程，采用如下公式，Z＝K_r′-(1-0.14L_r²)(0.3+0.7exp(-0.65L_r⁶))，将L_r值和K_r′值代入失效方程，判断含表面裂纹缺陷的承压设备的安全状态；若Z＜0，则认为该缺陷评定是安全的，承压设备能够继续运行；否则，即Z＞0，认为该缺陷评定结果为不安全；(6)基于蒙特卡洛法计算含表面裂纹缺陷的失效概率；(7)确定含表面裂纹缺陷的修正因子F_D值，并计算待评定设备的失效可能性F。