基于等效原场应力的失效评定曲线

首先针对油气管道的断裂数据,阐述R6的选择2曲线因使用假设h(n)h(n=1)≈1带来的不足,通过分析说明该假设不但会使评定结果出现保守情况,而且可能使评定结果出现非保守情况.然后根据计算J积分的等效原场应力方法推导基于等效原场应力的失效评定曲线.文中推导的基于等效原场应力的失效评定曲线形式上类似于R6的选择2曲线,但评定精度接近基于严格J积分定义的失效评定曲线.同时,该评定曲线同样适用于任意应力应变关系材料,包括Ramborg-Osgood(R-O)关系材料和任意单调加载非R-O关系材料,例如长屈服平台钢,在工程上十分适用.     

含裂纹管道的失效评定曲线的实例验证

验证含裂纹油气管道的失效评定曲线，实例来源于某输油管线现场水压试验中爆裂的三个管段。给出基于J积分理论的含裂纹管道的失效评定曲线的基本方程，并采用有限元方法计算裂纹管道的J积分。对三个破坏的含裂纹管段，根据现场测量的裂纹尺寸和管材的力学性能试验数据，建立失效评定曲线，并与水压实验结果作比较，表明所建立的失效评定曲线的准确性。     

含类裂纹缺口结构完整性评定的失效评定图

本文探索了采用失效评定图进行含类裂纹缺口结构完整性评定的工程方法。研究结果说明,缺口失效评定图提供了一个既简单又方便的弹塑性断裂分析,又能给出可能失效形式判断的工程失效评定方法。由于缺口失效评定图与缺口端部几何尺寸有弱相关性,可以利用R6第三版的裂纹体失效评定曲线作为缺口的失效评定曲线。采用失效评定图评定缺口结构完整性的关键是缺口断裂韧性J_A的获取,本文给出了估算缺口断裂韧性J_A的近似方法。     

基于失效评定图的含缺陷压力管道安全评定方法评述

简要介绍了失效评定图的基本原理,分析了R6第3版和第4版以及SINTAP失效评定曲线,通过建立和比较R6的第3版和第4版的选择1以及SINTAP第1级和第2级失效评定曲线,得出了R6第4版选择1失效评定曲线比第3版选择1失效评定曲线更安全可靠、更适用的结论,同时建议建立常用材料的SINTAP第1级和第2级失效评定曲线,对含焊接缺陷的压力管道进行更精确的安全评定.     

接管高应变区裂纹的失效评定曲线（FAC）研究（二）

本文的(一)部分研究了模拟接管高应变区的简化二维模型——椭圆孔边裂纹板(EHCP)。本文(二)着重研究了压力容器接管高应变区内裂纹的失效评定曲线(FAC)问题。用EHCP模型可以方便地进行J积分计算并可建立J积分失效评定曲线。研究表明各种椭圆孔、各种裂纹尺寸、各种载荷条件下的失效评定曲线是有很窄的分散带,同时现有的通用失效评定曲线可以适用于压力容器接管高应变区内缺陷的安全评定。     

内压条件下轴向内表面裂纹管道蠕变断裂参量C*的工程估算方法

以内压条件下含轴向内表面裂纹的管道为研究对象,通过引入x0参数使J积分全塑性解与蠕变指数无关对Zahoor提出的蠕变断裂参数C*估算方法进行改进;采用改进方法、Zahoor估算公式以及参考应力法中的R6整体解和Kim优化解计算不同蠕变指数和不同裂纹尺寸下的C*值,并与有限元计算结果进行比较.结果表明:参考应力法所得C*值比有限元计算结果大2～8倍,准确度较差;改进方法所得C*值与有限元计算结果的比值在1左右,准确度较高;与Zahoor估算公式相比,改进方法在蠕变指数为3时的计算准确度更高,但随着蠕变指数增大,2种方法的计算准确度趋于相同.     

化工管线弯头裂纹缺陷失效评定

运用有限元方法及R/H/R6第4版失效评定图对一化工管线弯头表面裂纹缺陷进行了失效评定,并通过逆向迭代方法,给出了允许的裂纹尺寸。结果表明:弯头基于第三强度理论的当量应力强度最大位置位于其外弧面内壁,目前的裂纹尺寸是安全的;给出的允许裂纹尺寸可以指导管线后续的检维修工作。     

双准则法失效评定曲线(FAC)的评价与建议

本文在对英国CEGB R/H/R6-R ev.3及美国EPRI J积分工程方法的评价与分析基础上,提出了一条新的参考应力J积分失效评定曲线。所进行的几种材料弹塑性断裂实验表明,本文建议的失效评定曲线具有合理的保守性。     

焊缝区中裂纹的J积分失效评定曲线的研究（二）

本文以焊缝横向裂纹为主，利用热模拟法测试到的焊缝区各部分材料性能，以ＣＣＰ试样为模型，采用弹塑性有限元Ｊ积分计算并得到Ｊ积分失效评定曲线。研究了热影响区及焊缝中材料性能变化对失效评定曲线的影响，进一步论证了焊缝中裂纹失效评定曲线制定的方法。     

焊缝区中裂纹的J积分和失效评定曲线的研究（一）

本文用弹塑性有限元的方法对16MnR母材及焊接热影响区和焊缝组合的对接焊接接头中裂纹做了大量J积分计算,对16MnR材料及其焊接接头中裂纹的失效评定曲线进行了研究,探讨了焊缝和焊接热影响区对失效评定曲线的影响,提出了焊缝区裂纹可采用的工程失效评定曲线制订方法。     

核压力容器接管安全端堆焊修复对失效评定曲线的影响

核压力容器接管安全端异种金属焊接接头在服役中通常会产生高温高压水环境下的应力腐蚀裂纹扩展。目前减轻和修复这种裂纹的技术为在安全端管接头外表面堆焊一层更抗腐蚀的镍基合金(Alloy52M)材料。通过ABAQUS有限元分析,构建了堆焊修复后结构的失效评定曲线,分析了堆焊层厚度、裂纹深度和裂纹位置对失效评定曲线的影响。结果表明:随着堆焊层厚度的增加、裂纹深度的减小及裂纹位置向接管嘴的移动,失效评定曲线上移,结构的安全性增加。当对堆焊修复接头区的裂纹进行评定时,需要建立与堆焊修复后安全端结构尺寸、裂纹尺寸、裂纹位置和材料性能相关的准确的失效评定曲线。     

用宽板试验评定COD设计曲线的可靠性

本文检验了焊接结构中确定缺陷容限的COD设计曲线方法的可靠性。采用小尺寸COD试验估算的容许裂纹尺寸与宽板试验中断裂时的临界尺寸的统计比较方法评定COD设计曲线的保守性。通过查阅文献,总共得到80组COD—宽板试验数据,并仔细地作了评价。结果表明,用COD设计曲线估算的容许裂纹尺寸的平均安全系数为3,临界裂纹尺寸超过最大容许尺寸的概率为96.7％。采用安全系数作为比较的指标概要地看出了下述一些重要参量的意义: (a)残余应力对设计曲线估算焊后状态结构的影响。 (b)COD 设计曲线中贯穿裂纹与非贯穿裂纹的比较。 (c)通常在试验室里以三个试样为一组测定COD值,采用其最低值和平均值的相对优缺点。     

0.8设计系数用X80管线钢焊接接头的失效评估曲线

根据GB 2038-1991,对0.8设计系数用X80管线钢焊接接头母材及焊缝进行了三点弯曲试验,据此进行断裂韧性及失效评估曲线(建立R6-3失效评估曲线,并与R6-1曲线和R6-2曲线进行了比较)的研究。结果表明:根据J-R阻力曲线测得X80管线钢母材和焊缝的断裂韧度分别为1 080,298kJ·m-2;在高载荷下,母材的R6-3失效评估曲线比焊缝的略高,这是由于母材具有较高的塑性;R6-3曲线的安全范围最大,能够精确反映材料性能、加载类型及构件形状,精度高于R6-1和R6-2曲线的,能够更好地发挥材料的性能。     

LBB弹塑性断裂分析中临界裂纹尺寸计算

LBB评估中基于弹塑性断裂方法(EPFM)计算裂纹稳定扩展的临界尺寸是主要难点之一,工程应用中主要通过裂纹扩展驱动力图(J-a图)或裂纹扩展稳定性图(J-T图)计算裂纹稳定扩展的临界尺寸。针对绘制J-a和J-T图的过程较复杂,且作图法确定临界裂纹尺寸精度会受到作图质量影响的问题,基于EPRI工程评定方法的裂纹稳定扩展条件(ASME和R6等规范中也是引用的该条件),给出了一种计算裂纹稳定扩展临界尺寸的数值方法。分析案例研究结果表明,J-T图驱动力曲线存在不是直线的情况,这与简化分析假设不一致。在分析案例中,J-T图分析获得的临界裂纹尺寸是偏于保守的,当外加载荷较小时,这种保守性较小,但当外加载荷较大时,J-T图引起的保守可能高达40%左右。     

基于BS7910含缺陷X80钢焊接管道的安全评定

根据英国标准BS7448,制备带预制疲劳裂纹的三点弯曲(three point bent,TPB)标准试样,对X80管线钢焊缝、热影响区和母材进行0℃断裂韧度试验,根据CTOD(crack tip opening displacement)试验结果,结合材料的力学性能、载荷条件,采用英国BS7910结构完整性评定方法的1A、2A评定曲线,针对焊缝内部的深埋裂纹,对X80钢管道焊缝进行安全评定。通过迭代计算确定含有深埋裂纹X80钢管道焊缝中的容许裂纹尺寸。     

失效评定图中处理焊接残余应力的推荐方法

本文通过重新定义在纯二次应力作用下的参考应力σ_(ref)~S给出一套以R6选择1失效评定曲线为基准的ρ因子值,经有限元计算证明该ρ因子能克服R6中的ρ因子之不足,作者建议该推荐ρ因子可作为工程断裂评定方法。     

发生桩基沉降在役压力管道的断裂失效风险分析

含缺陷管道和压力容器的安全评定是石油化工行业中的一个重要课题，断裂力学的出现和发展为它们的安全评定提供了有力的手段。充分考虑工况载荷、缺陷尺寸、断裂韧度、机械强度等参数的不确定性，根据R6双判据准则，通过Monte Carlo模拟方法对发生桩基沉降的管道进行了失效风险分析，得到它的失效概率，对于掌握发生桩基沉降管道的安全可靠性具有一定的实用价值。     

倾斜裂纹的失效评定图

现有含缺陷结构失效评定规范对倾斜裂纹的处理基于投影法 ,比较粗糙。本文将美国电力研究院 (EPRI)对材料按Ramberg -Osgood规律硬化的含缺陷结构失效评定双判据法的理论阐述推广到一般的硬化材料 ;又根据Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹韧性断裂的研究成果 ,并吸收英国中央电力局(CEGB)R6—Rev3方法的特点 ,提出含倾斜裂纹结构的失效评定图。     

我国压力容器面型缺陷安全评估技术的进展——大连压力容器安全评估技术研讨会论文综合评述

本文对1993年11月在大连召开的压力容器安全评估技术研讨会上提出的34篇论文(包括结构J积分工程计算方法、J积分失效评定曲线、材料J—R阻力曲线测试和结构韧性撕裂分析技术等方面)进行了综合评述。     

压力容器裂纹缺陷剩余寿命预测

针对压力容器所含缺陷安全程度这一问题,在试验的基础上,运用失效路径仿真与失效速率仿真的手段,以速率拐点为安全裕度终点,给出了一种预测裂纹缺陷剩余寿命的计算方法,并指出了剩余寿命的影响因素。该方法以国标GB/T 19624-2004《在用含缺陷压力容器安全评定》为理论依据,沿着缺陷失效路径计算其剩余寿命,考虑了随着安全裕度的衰减失效速率的变化,运用积分方程和Pairs迭代公式,可以计算出裂纹缺陷在任何尺寸的动态安全裕度。