受内弯扭复杂载荷的含未焊透缺陷压力管道安全控制法

摘要

本发明公开了一种受内弯扭复杂载荷的含未焊透缺陷压力管道安全控制法，包括获取待测管道中每个未焊透缺陷的位置、形状及尺寸以及限定不同的未焊透缺陷相对环向长度a下所允许的未焊透缺陷相对深度b的最大极限值bmax；然后对每个未焊透缺陷进行具体检测，最后依靠相应的计算公式来判断该压力管道是否安全；当结论为安全时，保持压力管道的控制阀门为打开状态；否则，关闭该阀门。使用该安全控制法能够预防压力管道的突发性破坏事故的发生，从而保证压力管道的安全使用。

主权项

1.一种受内弯扭复杂载荷的含未焊透缺陷压力管道安全控制法，包括获取待测管道中每个未焊透缺陷的位置、形状及尺寸；其特征是还包括：首先，限定不同的未焊透缺陷相对环向长度a下所允许的未焊透缺陷相对深度b的最大极限值b_max：当a≤0.25时，b_max＝0.6；当0.25＜a≤0.5，b_max＝0.5；当0.5＜a≤1时，b_max＝0.4；然后，对每个未焊透缺陷分别进行如下步骤的检测：1)、判断是否适用本方法：当同时满足以下2个条件时，进入步骤2)；否则结束检测；①管道材料为20#钢；②管道内外径比k满足1.1≤k≤1.2，所述k＝R₀/R_i；R₀为未焊透缺陷所处的待测管道外半径，R_i为未焊透缺陷所处的待测管道内半径；2)、获取未焊透缺陷的规则化参数：获取未焊透缺陷的规则化环向长度L和未焊透缺陷的规则化深度H：所述l为未焊透缺陷环向上的最大长度；H＝h，所述h为未焊透缺陷径向上的最大深度；3)、初步判断：当满足以下条件时，进入步骤4)；否则进入步骤10)；H＜70％T、且T-H≥1.2mm；所述T代表壁厚，T＝R₀-R_i；4)、未焊透缺陷的无量纲化处理：未焊透缺陷相对环向长度a＝L/(πR_i)；未焊透缺陷相对深度：b＝H/T；5)、获得无缺陷管道在纯内压下的塑性极限内压P_L0，在纯弯矩下的塑性极限弯矩M_B0以及纯扭矩下的塑性极限扭矩M_τ0；所述σ_s为待测管道材料的屈服强度，σ_b为待测管道材料的抗拉强度；R为未焊透缺陷所处待测管道中半径；6)、对待测管道是否免于评定作出判断：当同时满足以下3个条件时，进入步骤9)；否则进入步骤7)；①整个待测管道的结构尺寸符合设计要求；②所述P为待测管道实际承受的内压力；③未焊透缺陷相对深度b≤b_max；7)、获得待测管道在纯内压下的塑性极限内压P_L^*，在纯弯矩下的塑性极限弯矩M_B^*以及在纯扭矩下的塑性极限扭矩M_τ^*：P_L^*＝f₁×P_L0，式中：f₁＝0.994-1.17G₁-14.27G₁²+111.45G₁³，G₁＝α^1.71b^6.30k^-0.128；M_B^*＝f₂×M_B0，式中：f₂＝1.24-1.61G₂+3.43G₂²-3.26G₂³，G₂＝α^0.160b^0.374k^-0.121；M_τ^*＝f₃×M_τ0，式中：f₃＝1-G₃，G₃＝ab；8)、根据待测管道内未焊透缺陷处实际承受的内压P，弯矩M_B和扭矩M_τ进行综合判断：当满足时，进入步骤9)，否则进入步骤10)；9)、保持压力管道的阀门为打开状态；10)、关闭压力管道的阀门。