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。     

含球形凹坑球壳构件剩余强度系数的计算

研究了球壳表面球形凹坑断面面积的计算方法,建立了计算公式,应用API579局部减薄2级评定方法,分别对外壁和内壁含球形凹坑的球壳建立了剩余强度系数RSF的计算方法;分析了球壳凹坑RSF计算结果的规律性,用表格按球壳凹坑的两个参量a和g列出了能直接用于工程评定的含凹坑球壳的RSF值,并提出了内壁含球形凹坑球壳免于评定的简便判据。对GB／T19624中球形容器凹坑的评定方法进行了讨论。     

含凹坑圆柱壳的剩余强度系数

应用API579局部减薄2级评定方法的原理，研究了含椭球面和球面凹坑圆柱壳剩余强度系数（RSF）的计算方法，建立了简便的计算公式；系统地计算了轴向含椭球面和球面凹坑圆柱壳的RSF值，并用表格按圆柱壳椭球面凹坑的两个参量a和g列出了能直接用于工程评定的RSF值。对GB／T19624中圆筒形容器的凹坑评定方法进行了讨论。     

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.     

太原市集中供热工程管道直埋敷设的设计

阐述了供热工程管道直埋敷设的管段类型 ,应力状态 ,强度理论 ,无补偿和有补偿的临界温差 ,直管段的过渡段长度和热伸长量的计算方法 ,介绍了太原市集中供热工程管道直埋敷设设计的基本情况 ,说明了热网管道直埋敷设设计是可行的 ,可以加以推广使用     

循环移动热载荷下压力管道弯头的安定性

利用通用有限元软件ANSYS研究了循环移动热载荷下压力管道弯头的安定性。结果表明,在稳态循环热载荷条件下,若将直管安定评定图中直管的极限载荷采用弯管的极限载荷代替后,得到弯管的弹性安定评定图与直管安定评定图基本一致;热流在弯头段和直管段高速移动时的安定域均较低速移动时小;温度载荷低速移动时直管段和弯管段的弹性安定极限基本一致。本研究对循环移动热载荷下压力管道弯头的安定性设计和评估有一定的指导意义。     

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。     

蒸发器含缺陷传热管爆破压力的计算

以传热管缺陷的伤深比α和当量长度比γ为参量，采用含缺陷直管段试样的爆破压力测量值和选定的拟合函数，经过变换后，应用最小二乘法建立了含缺陷传热管爆破压力的拟合公式。应用拟合公式计算了两种材料传热管60多个试样的爆破压力和剩余强度系数（RSF），其计算值和测量值的误差都在工程计算精度范围之内。     

内压作用下局部减薄弯头的极限载荷及其安全评定

管道在使用中受介质腐蚀或冲蚀作用以及机械损伤会发生局部减薄 ,降低使用的安全性。对带有此类缺陷的直管已有评定规范和解析解 ,但对局部减薄弯头 ,国内外尚无评定规范且少有研究。本文在对局部减薄直管的极限载荷和无缺陷弯头的应力状态进行研究分析的基础上 ,提出了内压作用下局部减薄弯头极限载荷的计算式 ,并给出评定局部减薄弯头安全性的方法。用公式计算所得结果与有限元分析结果很一致。     

从离心压缩机弯管流动分析探寻壁厚减薄原因

正油田天然气离心压缩机经过几个检修周期的运行后,其系统工艺管线的弯管部分较之直管段,壁厚减薄更为严重,现场通常采用定期测量壁厚的办法进行监测,防止安全事故的发生。通常检测弯管外侧壁厚,弯管内侧与直管段相连的部分未引起足够的重视。本文通过弯管内的流动分析,找到了外侧壁厚减薄的原因主要是冲刷和腐蚀,内侧与直管段连接处壁厚减薄的主要原因是边界层分离造成的腐蚀,并进行了有关对策措施的探究。     

含环向减薄缺陷主蒸汽管道蠕变应力变化规律研究

厚壁耐热钢广泛应用于高温电厂的主蒸汽管道。局部减薄缺陷是高温压力管道常见的体积型缺陷,局部减薄缺陷的存在对高温环境下运行的管道应力重分布会产生较大的影响,降低管道的承载能力。采用大型有限元分析软件ABAQUS对在蠕变条件下运行、受内压作用含环向减薄缺陷主蒸汽管的蠕变应力进行了有限元数值模拟,获得了应力重分布的变化过程。结果表明,含环向减薄缺陷直管,由于存在结构不连续,导致应力水平提高。在高温环境下,应力最大位置和应力集中系数最大位置可能会随蠕变时间的变化而改变,给出了含环向减薄管道应该主要关注的位置。研究结果可为高温含环向减薄缺陷管道的安全评定和完整性分析提供依据。     

内压作用下局部减薄弯头的极限载荷的有限元分析

管道的弯头在使用中极易受到介质腐蚀或冲蚀作用而会发生局部减薄 ,降低使用安全性。对带有此类缺陷的直管已有评定方法 ,但此方法并不适用于弯头。本文采用有限元方法分析了内压作用下带有局部减薄弯头的极限载荷 ,所得出的结果可作为建立弯头局部减薄评定方法的基础     

弯曲载荷作用下局部减薄管道的极限载荷分析

本文采用弹塑性有限元分析,计算了纯弯曲载荷作用下局部减薄管道的极限弯矩。结果表明,管道的极限弯矩不仅与局部减薄的宽度有关而且与局部减薄的轴向长度也有关。当减薄长度大于某一临界值,有限元结果与不考虑减薄长度影响的净截面跨塌准则（Net－SectionCollapse）所得到的结果一致。所以,可以保守地用净截面跨塌准则来评定受弯曲载荷作用的局部减薄管道的极限承载能力。     

面外弯矩下输油管道三通极限承载能力研究

三通承受载荷较直管段复杂,其中较危险的载荷是作用于支管端部的面外弯矩,准确预测三通的塑性极限面外弯矩载荷,成为管道完整性评估的关键技术.使用ANSYS软件对三通进行了弹塑性有限元分析,得出了受面外弯矩时三通的三种失效模式,分析表明主管壁厚和支管外径是影响三通塑性极限面外弯矩的主要因素.针对常用几何尺寸三通建立了塑性极限面外弯矩有限元解数据库,并拟舍得到三通的塑性极限面外弯矩工程估算公式,为三通的强度分析提供了基础数据及计算方法.     

我国"压力管道体积缺陷塑性失效评定方法"的应用与讨论

“九五”期间,国家质量技术监督局锅炉压力容器检测中心主持的国家重大科技攻关项目对含局部减薄缺陷压力管道的评定方法进行了全面研究,其成果编入了GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》附录H。在利用该方法进行直管的完整性评定时,发现计算结果有两种不合理现象,通过反复计算与分析,找到了产生不合理现象的原因,并提出了初步的解决方法。     

气溶胶粒子在矩形风管中沉降速度的试验研究

用滑石粉来模拟气溶胶粒子,对矩形风管系统(材料为镀锌钢板)的直管段和弯管段在不同的风速和粒径下,测定了不同风管表面的沉降速度,分析了它们之间的关系.试验结果表明,风管断面的沉降速度随风速和粒径的增大而增大;对于水平直管段,同一断面下底面的沉降速度最大,侧壁面次之,顶面最小;对于弯管段,外侧壁面和顶面的沉降速度比直管段有明显增加,内侧壁面减小.     

单弯头条件下A+K流量计前直管段长度研究

A+K平衡流量计是由美国国家航空航天局马歇尔航空飞行中心设计发明的一种新型的差压式流量仪表,与其他的差压式流量计相比,它具有精确度高、量程比宽、直管段短等多项优点.本文针对其所需的直管段长度短的优点,研究了等效直径比分别为0.25/0.45/0.7,口径为50 mm的3种结构的A+K平衡流量计,在上游安装单个90°弯头时所需的最短直管段长度.通过对实流实验和仿真实验获取的数据结果进行定性和定量的分析来预测上游安装单个90°弯头时不同直管段长度对A+K平衡流量计流出系数的影响,并将平均流出系数相对误差和附加不确定度作为单弯头安装条件对流量计性能影响的评价指标,最后给出上游安装单个90°弯头的最短直管段长度.     

含多局部减薄缺陷压力管道的安全评定方法讨论

局部减薄是压力管道常见的一种体积型缺陷,在管道的服役过程中不仅会出现单个局部减薄缺陷,甚至会有多个局部减薄缺陷。通过有限元方法模拟内压作用下含双局部减薄缺陷管道获得其极限载荷,讨论了在不同的轴向和环向排列方式以及不同的局部减薄相对深度下,两局部减薄缺陷间的距离对压力管道极限载荷影响程度的差异。然后对所计算模型应用API 579-1 ASMEFFS-1—2007《适合服役》与GB/T19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》中对多局部减薄(凹坑)处理方法进行评定,并与有限元得到的结果进行比较,发现两评定规范既存在着保守性,也存在着不安全性。最后对两评定规范所论述的方法进行修正,提出了一种新的用于内压作用下含多局部减薄缺陷管道的多局部减薄处理方法。     

含裂纹金属梯度材料的剩余强度研究

开展了含裂纹金属梯度材料剩余强度的试验和数值模拟研究,完成了含缺口TC4-TC11金属梯度材料的三点弯试验,基于梯度扩展有限元方法,建立了Ⅰ型裂纹金属梯度材料的剩余强度分析模型,结合交互式能量积分方法计算应力强度因子,引入K判据,建立了含I型裂纹金属梯度材料的剩余强度分析方法。并将模型的计算结果和试验结果进行对比,验证了该方法的有效性。基于该有限元方法详细讨论了材料参数对其剩余强度的影响规律,并得到了一些有用的结论。     

内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷

弯头是管道系统中最薄弱、最容易失效的管件。研究含缺陷弯头的塑性承载能力在整个压力管道系统安全评定中占有重要地位。利用求取直管极限载荷的鼓胀系数法建立不考虑直管影响的含缺陷弯头的塑性极限载荷估算式。采用三维弹塑性有限元技术,对内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷进行系统分析。结果表明,裂纹削弱系数（PL／P LO）与厚径比（t／rm）无关,在实际工程应用中可忽略厚径比对裂纹削弱系数的影响。裂纹对长半径弯头的塑性极限承载能力影响程度明显大于对短半径弯头的。