影响含腐蚀缺陷管道剩余强度的参数分析

对比ASME B31G,API 579,DNV RP-F101,PCORRC等评价方法中的鼓胀因子、流变应力、腐蚀面积、缺陷长度等参数对管道剩余强度的影响。分析表明:管材的级别越高,不同标准之间的流变应力的定义的差异越小;NG-18公式仅适用于短缺陷;与实际爆破试验数据相比,ASMEB31G标准相对误差较大,DNV RP-F101和PCORRC标准评价结果相对误差较小。     

基于爆破试验数据对腐蚀管道剩余强度评定方法的验证

为验证腐蚀管道的剩余强度评价方法,收集了63组腐蚀缺陷管道全尺寸爆破试验结果。基于这些全尺寸爆破试验数据,分别使用ASME B31G、DNV RP-F101及PCORRC等评定方法计算管道失效压力,并用图表定量地示出各种方法的计算误差。结果表明,ASME B31G有很强的保守性,但这种方法在预测中高强度等级管道的剩余强度时也会出现不安全的评价结论。DNV RP-F101及PCORRC两种方法的差别不大,其保守性也较小,比较适用于中高强度等级的管道的剩余强度评价。但这两种方法在应用于中、低强度等级的管道时,都会产生不安全的评价结果。PCORRC的评价结果略好于DNV-RP-F101方法。应发展中高强度等级管道的缺陷安全评定方法。     

内压作用下含双外凹坑缺陷压力管道的评定方法研究

通过有限元软件ABAQUS计算了内压作用下含双外凹坑压力管道的极限载荷,讨论了在不同深度作用下,两个凹坑沿轴向和环向排列时的极限载荷变化,并认为凹坑的深度为影响极限载荷的主要因素,凹坑沿轴向、环向排列为次要因素。最后对所计算模型,分别应用BS7910-2005,ASMEB31C-2009,API579—1ASMEFFS-1-2007与GB／T19624-2004等标准对多凹坑处理方法进行分析。     

基于可靠性理论的腐蚀管道剩余寿命预测

由于管道本身材料、几何尺寸以及腐蚀速率等不确定因素的影响,腐蚀管道存在一定的可靠度和失效概率。已知管道的基本尺寸、屈服强度、内压等参数均服从正态分布,基于B31G准则建立了极限状态方程。通过MATLAB程序对该方程进行了Monte-Carlo模拟试验和一次二阶矩的计算,以API 579标准推荐的目标可靠度对管道进行了评估,在允许的可靠度范围下确定了腐蚀管道的剩余寿命;最后采用有限元方法对结果进行了验证。结果表明,通过可靠性理论和有限元方法的计算,该腐蚀管道的剩余寿命为12 a。     

含局部减薄缺陷圆柱壳的评定方法

在含局部减薄缺陷圆柱壳承压构件的完整性评定中,BS 7910,API 579和Janelle评定方法备受关注。采用100多个纵向含矩形面积缺陷承压管爆破失效的试验剩余强度系数RSFb,检验和评价了三种评定方法中剩余强度系数RSF计算式的精度,当α=a/t≥0.7时,三种方法都可能不安全;对BS 7910单个矩形缺陷计算式RSFB的鼓胀系数作了重要修正,建立了改进的1级评定方法的计算式RSFL;并提出了类似于API 579 2级评定的评定方法。     

在役油气管道腐蚀剩余寿命预测方法

在役油气管道适用性评价是当前国际上管道工程研究的热点领域 ,它包括管道剩余强度评价和剩余寿命预测两个方面。剩余强度评价是在缺陷检测基础上经过力学分析和计算 ,对管道承载能力作出科学评价 ;剩余寿命预测是在研究缺陷动力学长大规律基础上预测管道剩余服役寿命 ,为制定管道检测周期提供科学依据。与管道剩余强度评价相比 ,管道剩余寿命预测难度较大。从目前研究状况来看 ,除了疲劳寿命预测研究得相对成熟外 ,其余象腐蚀剩余寿命、应力腐蚀开裂寿命都尚在探索和发展之中。在目前已颁布的适用性评价标准中 ,对于管道腐蚀寿命预测 ,有的…     

外腐蚀管道剩余强度及剩余寿命的有限元分析

埋地油气管道经常受到外部腐蚀,外壁会出现不同形状的腐蚀缺陷,因此就会产生应力集中降低管道的承压能力,必须对其剩余强度和剩余寿命进行评估。应用ANSYS软件对含外腐蚀缺陷的管道进行分析计算,给出不同缺陷尺寸的管道在5MPa内压作用下的Mises应力,并预测管道在未来某一时间的运行可靠性。计算结果表明,有限元法对于分析管道的剩余强度是可靠的,可为外腐蚀管道的安全评价提供较为准确的相关数据。     

评定含局部减薄缺陷圆柱壳的新公式及其应用

应用实验数据,选用能自动识别区域的简单函数,分区域拟合含缺陷圆柱壳的鼓胀系数M1,建立了计算含矩形缺陷圆柱壳剩余强度系数(RSF)的新公式,其计算精度高于或相当于API 579 1级评定和BS 7910中相应的计算公式；采用鼓胀系数M1,给出了2级评定相应的计算公式；应用20段评定法分别建立了轴向含三角形、椭圆形和圆弧形凹坑圆柱壳的剩余强度系数计算公式,计算了含三角形和椭圆形凹坑圆柱壳的RSF1值,并用表格列出了能直接用于工程评定的RSF1值.     

基于等效结构应力法的T型焊接接头剩余寿命分析

针对已服役结构的剩余寿命问题,利用美国 ASME 标准中的等效结构应力法,对含初始裂纹缺陷的 T 型接头进行剩余寿命评估,利用试验数据对等效应力法求解剩余寿命进行了验证,对比了不同初始缺陷尺寸对焊接接头剩余寿命的影响.同时,基于英国 BS７９１０ 标准中的剩余寿命计算方法,得到了一阶Paris 曲线及修正后的二阶 Paris 曲线下 T 型接头的疲劳剩余寿命,将 ２ 个标准所得结果进行对比.结果表明:含有初始裂纹对 T 型接头寿命结果影响很大;基于结构应力法求解疲劳寿命时,所得结果值接近试验结果及基于 BS７９１０ 标准中得到的结果,证明该方法具有高度准确性.     

基于疲劳寿命的共面多裂纹合并准则研究

为评估现有结构完整性评定规范中裂纹合并准则的保守性,采用有限元分析技术预测循环载荷下含一对等大半椭圆表面裂纹的有限厚度平板的疲劳寿命。采用两种不同材料(304不锈钢和16Mn R钢)参数,对不同初始深度比、形貌比、最小间距的22组裂纹平板的剩余寿命进行了预测,并讨论了现有的三类合并准则和一种由本文提出的合并准则的保守性。与利用考虑干涉直接计算得到的剩余寿命相比较,其结果表明,现有合并准则的保守性与裂纹相对板厚的尺寸密切相关。在初始裂纹深度较大的情况下,BS 7910和ASME建议的合并准则可能会得到不保守的结果,而A16,API 579-1和GB/T 19624—2004建议的合并准则过于保守。建议当两裂纹的最小间距与平均裂纹深度相等,即s=(a_1+a_2)/2时,可将两个表面裂纹表征为一个大裂纹。最后,通过对裂纹扩展速率公式中材料参数的敏感性分析,发现合并准则的保守度还与所用材料的裂纹扩展速率有关,其中Paris公式中的指数n起关键作用,而系数C的影响甚微。     

曲面加工残留高度问题的解决方案

如何保证曲面加工精度,特别是高度方向残留材料的去除,成为众多企业关注的重点。球头刀是曲面加工的主要工具,研究了球头刀在加工曲面过程中的正确转速计算以及高度方向残留材料的去除,进行了详细的分析并推导出相应的理论计算公式,能够较好的解决曲面加工过程中残留沟纹高度的精度问题。     

微切削已加工表面残余应力预测

准确预测残余应力对提高微小工件的可靠性非常重要.建立微切削残余应力的理论分析预测模型,应用有限元仿真方法,探求了不同切削速度和进给量下微切削45钢已加工表面残余应力分布规律,分析了切削速度和进给量对已加工表面残余应力的影响,为优化微切削过程和防止微小零件疲劳破坏提供可靠的依据.     

车轮残余应力测试方法研究

采用仿真分析的方法研究了火车轮径向锯切过程中锯缝宽度的变化以及锯缝附近踏面上应力/应变的变化规律。分析表明,当锯切深度达到轮辋与辐板连接处时,锯缝附近残余应力的释放已经十分充分,可根据残余应力的释放情况计算踏面上残余应力的大小。按照径向锯切方法,在锯缝附近粘贴应变片,径向锯切到轮辋与辐板连接圆弧处时停止锯切,依据应变片记录的应变值可计算踏面上的残余应力。     

残余应力对切削加工精度的影响及消除

探讨了机械制造过程中残余应力的形成原因及对机械零部件切削加工精度的影响,通过对车削、铣削等常用机加工过程中残余应力的形成以及对加工品质、使用寿命、失效形式的分析,有针对性地采取了有效措施,减小残余应力的产生,消除残余应力,从而改善加工品质,提高工件的切削精度和使用寿命。     

微型机械材料的残余应力测量

硅类薄膜材料是微机电系统使用的主要结构材料它的力学特性直接关系到微机电系统的可靠性和使用寿命，而残余应力是微型机械设计的一个十分重要的力学特性。概述了国内外微型机械薄膜材料残余应力的测量原理、方法和特点，可供微机电系统的设计和制造者参考。     

火车轮残余应力测试

火车轮热处理以及机加工后在轮缘内部产生一个周向压缩残余应力场,其残余应力的大小须控制在一定范围之内.介绍了残余应力的测试方法,并就如何进行火车轮残余应力的测试进行了分析.     

焊接残余应力的形成和对策

研究发现焊接残余应力对结构件的承载能力、加工精度、尺寸稳定性等有很大影响,因此消除残余应力势在必行。根据焊接残余应力的形成机制,提出了合理地降低及消除焊接残余应力的措施。降低和消除残余应力的方法可归结为两大类:一种就是通过热作用来消除,另一种是通过机械作用来消除。     

基于能量法的残余应力测试

通过对压痕过程进行理论分析,基于能量法研究了残余应力测试原理和方法。通过张量分解,推导了残余应力在压痕过程中所做的功;通过有限元分析,总结了残余应力对压痕过程的影响;根据功与能量的关系,建立了压痕功与残余应力之间的解析模型,并推导了残余应力求解公式。结果表明:残余应力对压痕加载的初始阶段影响很大,但对加载的后半阶段和卸载过程的影响很小,可忽略不计,并且拉应力对压痕过程的影响明显大于压应力,可以认为压痕在加载过程中是一个弹塑性的变形过程,而在卸载过程中是弹性变形过程;试验证明了所建立的残余应力模型求解的残余应力是准确可靠的,可以用于残余应力的测试。     

Residual stress determination by continuous electroetching

The production of precision parts requires manufacturing processes which procedure low residual stresses. A technique has been developed to continuously electroetch a specimen and simultaneously measure the change in its dimension, and then to compute the residual stress profile in that specimen. A ‘Specific Instability Potential’ derived from the strain energy of the residual stresses was found to relate directly to the machining parameters.     

残余应力的超声波检测系统

介绍超声波检测残余应力的基本原理、特点和检测系统，及目前有待解决的问题。