含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统(Ⅰ)——基于PD 6493的理论及方法

针对含缺陷压力管系断裂失效分析模式 ,结合实际操作工况 ,考虑多种载荷因素及材料性能参数 ,提出了管系断裂失效风险分析方法 ,开发了通用的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统。充分考虑压力管道缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度和机械强度等主要随机变量的不确定性 ,对其进行模拟实际操作工况抽样 ,应用MonteCarlo数值计算方法确定含缺陷压力管系上每个独立缺陷的安全概率 ,进而计算出整个管系的失效概率。该系统为诊断石化企业安全生产状况提供了一个新的技术手段     

含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统（Ⅲ）——在检修和维护中的应用

针对石油工业管道上可能存在的各种缺陷类型 ,充分考虑缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度和机械强度等参数的不确定性 ,应用含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统软件 (SAPP - 2 0 0 2 )计算管道系统中每个独立缺陷的安全概率 ,并对整个管道系统进行断裂失效风险分析。另外 ,在制定管道的检修计划时 ,可以利用该系统的结构应力分析模块方便地确定出管道应力高度集中部位 ,有针对性地选择焊缝并进行射线探伤 ,使管道的安全状况分析更准确。还可以利用该系统软件的分析结果制定出旨在降低失效风险的管道结构改进措施 ,达到缓解应力集中或使应力集中区与缺陷所在位置分离 ,优化管道结构 ,以较低成本提高管道完整性水平的目的。对提高企业压力管道管理水平具有推动作用     

含缺陷压力管道失效的模糊综合评判

含缺陷压力管道概率失效是含缺陷压力管道可靠性评定方法的研究中必不可少的内容。对含缺陷压力管道进行可靠性评定,一方面要得到含缺陷压力管道的失效概率,另一方面还应根据得到的失效概率和被评压力管道的可接受失效概率来评定管道的安全性。文章从满足工程实际应用的要求出发,通过模糊综合评判方法,确定某一含缺陷压力管道在具体环境条件下的可接受失效概率准则。     

输油管道参数的统计分析与安全评定

为了确保管道的结构完整性,对一条含裂纹输油管道的失效概率进行了评定.分析了这条输油管道的主要结构与力学参数,确定了这些参数的概率特征.对管道上的表面半椭圆裂纹,利用失效评定图方法建立了管道断裂失效的极限状态函数,用Monte Carlo模拟方法求解失效概率.通过随机抽样计算,在失效评定图上直观地显示了评定点的随机分布情况,得到了管道母材和焊缝的失效概率,并表明了影响失效概率的敏感性因素.所提出的方法适用于油气管道的安全评定,具有工程实用价值.     

基于概率断裂力学的在役管道安全评定

针对油气管道的断裂失效模式以及失效分析过程中存在的不确定性．结合概率断裂力学和安全评定规范,提出了管道缺陷概率安全评定计算方法。根据主要评定参数：缺陷尺寸、载荷、断裂韧性、机械强度等的分布特征,对各随机变量模拟抽样,应用Monte Carlo数值计算方法．确定管道上各缺陷的失效概率。概率安全评定方法真实反映了评定参数客观存在的不确定性．克服了确定性安全评定方法的缺点,具有较高的应用价值。     

失效评定图技术及其在含缺陷压力管道安全评定中的应用

主要以R6及EPRI的失效评定图(FAD)为基础,说明了以COD(裂纹张开位移)理论为依据的失效评定图技术向以J积分理论为依据的失效评定图技术转变的发展过程,并结合失效评定图技术在含缺陷压力管道失效模式的判别、安全系数和安全裕量的获取以及在周向裂纹管安全评定中的应用,来说明失效评定图技术在含缺陷压力管道安全评定中的应用及其优点。     

含缺陷油气管道断裂失效评定方法探讨

对含缺陷油气管道进行断裂失效评定是油气管道安定性分析的重要内容.对数值计算法、断裂力学工程评定法、双判据评定准则及简化的工程评定法进行了总结,重点介绍了基于FAD(失效评定图)含缺陷油气管道完整性评定方法,并提出了采用FAD评定含周向裂纹油气管道安全性的主要步骤,为油气管道安全运行提供了技术参考.     

压力管道失效评定规范及安全评定概况研究

介绍了目前国外最具代表性的BS 7910,SINTAP和API 579三种压力管道失效评定方法及规范,以及我国制定的用于管道及压力容器安全评定的CVDA—1984《压力容器缺陷评定规范》和GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》。分析了国内外压力管道安全评定研究概况,指出国内近年来开展的研究主要基于"合于使用"原则,采用R6,SINTAP,CVDA—1984,BS 7910,ASME和在用含缺陷压力容器安全评定等标准对含缺陷压力管道进行安全评定,还需进一步结合国内管道运营以及安全评定实际状况,形成更具有本国特色的管道完整性安全管理体系。     

穿透裂纹和表面半椭圆裂纹模型的失效评定曲线比较

针对弹塑性材料裂纹管道的J积分计算建立了等效穿透裂纹和表面半椭圆裂纹2种有限元模型。在等效穿透裂纹模型中应用了1／4节点单元，在表面裂纹模型中采用了线弹簧单元。用这2种模型计算J积分，分别对3个实际含裂纹管段建立了失效评定曲线。比较了2种模型的失效评定曲线和R6通用曲线的差别，指出穿透裂纹模型偏于保守，建议在油气管道断裂的工程评定中采用半椭圆表面裂纹模型。     

基于可靠性评价的含缺陷核压力管道疲劳寿命预测方法

含缺陷压力管道经缺陷评定合乎使用后,其疲劳寿命的估计具有重要的工程意义。将整个含缺陷压力管道作为一个整体,分析了含缺陷压力管道的疲劳裂纹扩展特点,提出了相应的含缺陷压力管道疲劳寿命的计算过程,并在基于可靠性评价的基础上,给出了核压力管道的可接受失效概率,最终得到了含缺陷核压力管道疲劳寿命预测方法。     

含超标平面缺陷压力容器的合于使用评价研究

为准确评价复杂结构下含超标缺陷压力容器的安全状况,以在斜接管与筒体焊缝存在超标平面缺陷的烃化反应器为例,采用相控阵等新技术,对缺陷及失效模式进行定性和精确定量分析,并结合有限元分析方法开展了合于使用评价研究。研究结果表明：烃化反应器在该焊缝位置潜在的失效模式为弹塑性断裂失效,采用平面缺陷常规评定方法计算得到的评定点位于失效评定图的安全区内。本研究为该反应器的安全使用提供了科学依据,对类似的工程项目具有借鉴和参考意义。     

基于热固耦合的套管缺陷参数对其强度影响分析

针对高温高压热采井套管失效概率高的问题,建立了含缺陷套管、水泥环和地层耦合系统有限元模型。将温度场与结构场耦合,并考虑套管强度降低,利用CAE技术计算了完整套管及缺陷套管的Von Mises应力、变形位移和塑性变形。计算得出在缺陷深度、缺陷环向开度、缺陷数量和缺陷环向分布4个结构参数中,套管缺陷深度和环向开度为影响套管强度的最敏感性参数,进行套管安全评定时建议将缺陷深度和缺陷环向开度作为缺陷最敏感性参数。研究结果可为套管安全评定奠定基础,并为揭示套管失效机理提供依据,对预防套损具有指导意义。     

基于合于使用原则的安全评定

对压力容器用钢 A50 8焊接接头的 2种焊缝金属和热影响区的 3点弯曲试件进行了断裂韧度测试 ,并采用新 PD6 4 93的三级评定方法 ,对试验结果作了评定分析。研究表明 ,该评定方法适用于工程中的不同需要 ,但在第三级评定中 ,由于未考虑长屈服平台材料变形特征 ,当应力比 Lr≥1 .0时将给出偏于危险的结果。     

含缺陷海底管线安全评定系统研究

针对海底管线可能存在的缺陷类型,考虑缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度和力学强度等参数,基于权威评定规范,应用面向对象的编程语言VB开发了含缺陷海底管线安全评定系统分析软件。介绍了该系统的基本模块及功能特点。应用该系统对胜利埕岛油田某海底管线的2个检测缺陷进行了评定分析。结果表明,评定系统能够进行海底管线各类缺陷的安全分析计算,并将结果绘成失效评定图,给出可视化评定结论,为海底管线安全评定及管理提供了科学方法。     

考虑随机变量相关性的腐蚀管道失效概率

针对腐蚀管道可靠性分析中随机变量独立性假设的缺点,提出了考虑随机变量相关性的腐蚀管道可靠性分析方法,建立了腐蚀管道腐蚀穿孔、局部爆破、整体断裂及其综合失效概率模型。基于JC法和正交变换法,运用多维正态分布函数,给出了随机变量相关下的腐蚀管道多模失效概率计算方法。对管道可靠性分析中的相关性进行了分析,结合实例研究了管径与壁厚、缺陷深度与长度、径向腐蚀速率与轴向腐蚀速率、屈服强度与拉伸强度4组随机变量相关性对腐蚀管道失效概率的影响。结果表明,随机变量相关性对管道腐蚀穿孔失效概率没有影响,管道局部爆破、整体断裂及综合失效概率随缺陷深度与长度相关系数和径向腐蚀速率与轴向腐蚀速率相关系数的增大而增大,随管径与壁厚相关系数的增大而减小。屈服强度与拉伸强度相关系数越大,局部爆破和整体断裂失效概率越大,综合失效概率不变,并且变量相关性对腐蚀管道失效概率的影响随着腐蚀增长而逐渐减弱。腐蚀管道失效概率对径向腐蚀速率与轴向腐蚀速率的相关系数最为敏感,对屈服强度与拉伸强度相关系数的敏感性最低。     

腐蚀管线失效概率的评定方法

基于结构可靠性的一般理论,建立了腐蚀缺陷管线失效的极限状态函数,并以规则化的随机变量形式表示.采用雷菲法求解了失效概率,提出了管线全线的失效概率分析方法,即沿管线全长以1km管线为失效概率的分析单元进行计算,这样能合理考虑管线沿线腐蚀状况的差异.对一条经过检测的输油管线的腐蚀缺陷数据、管道运行参数和管材性能参数进行了统计分析,运用新提出的概率数学模型计算了管道全线的失效概率,并与推荐的目标失效概率进行了比较,从而提出了对管线重点维修和监测的区段.本方法是在对油气输送管线的腐蚀程度检测之后再进行安全评定的一个行之有效的方法.     

海底管线2A级断裂评定

以缺陷的可接受性评定方法BS7910为标准,针对海底管线裂纹进行了2A级评定.以Visual Basic 6.0为平台,开发了海底管线断裂评定软件.在给定裂纹尺寸与载荷条件下,利用断裂评定程序对一裂纹缺陷进行了评定,得到了海底管线失效评定曲线(FAD图).     

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由于失效评定图能反映油气管道断裂的不同形态，所以基于失效评定图的可靠性分析能确定油气管道的弹塑性断裂失效概率。文章介绍了采用可靠性指标评定管线的安全状况，提出了可靠性指标的计算方法，研究了可靠性指标的影响因素及变化规律。提出了失效评定图中的等可靠性指标线的概念，并根据油气管线工程的目标安全性水平，在失效评定图中作出了相应的等可靠性指标线，从而可以根据评定点在失效评定图中的位置，迅速确定管线的安全水平。     

含缺陷海洋焊接结构的安全评定

应用断裂力学方法对含缺陷的海洋结构进行了工程断裂评定(ECA),阐述了工程断裂评定方法、步骤,探讨了如何获得更高的评定精度,同时应用MSSA软件给出了海底管道焊接接头断裂和疲劳评定的缺陷容许尺寸,并绘出相应的曲线。     

防止起裂的压力管道缺陷断裂安全评定工程方法

以失效评定图技术为基础，建立了一套可用于防止压力管道缺陷起裂的断裂评定工程方法。将弹塑性断裂失效模式用一个因子Ｕ转化为净截面塑性失稳失效处理，而确定Ｕ因子的方法非常简便。给出了适用于两种不同失效模式的许可缺陷尺寸与外加载荷引起的应力之间的关系表。举例验证了该工程方法的可行性。