基于R6的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统（Ⅰ）—理论与方法

含缺陷压力管系的概率安全评定是石油化工行业中一个新兴的重要课题 ,概率断裂力学的出现和发展提供了强有力的手段。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。在此基础上 ,运用R6选择 1评定技术路线 ,考虑压力管道缺陷尺寸、承受载荷、材料断裂韧性及流变应力等参数的随机性及分布特征 ,对各随机变量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引起的失效概率 ,进而计算出整个管系的失效风险概率。为石化企业诊断系统安全提供了一个技术手段。     

基于R6的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统(Ⅱ)——工程应用及算例

考虑几种主要随机因素 :缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧性、机械强度等参数的不确定性 ,针对石油化工工业管道上可能存在的各种缺陷类型 ,基于PD 6 4 93,R/H/R6 - 95和SAPV(95 )三种权威的失效评定规范 ,编制了通用的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统。运用其中的R/H/R6 - 95模块的选择 1计算了一条典型的具有多种类型缺陷的工业管道 ,程序对每个缺陷单独进行评定 ,给出了单个缺陷的失效概率 ,并最终给出整条管线的失效概率。含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统不仅准确实现了各规范的技术要求 ,且工程应用极为方便 ,操作简单 ,运行稳定 ,计算效率高。实践证明 ,该系统具有广泛的使用价值     

基于新R6含缺陷压力管系失效风险分析方法

压力管系所含缺陷种类较多,具体的失效形式也有其各自的特点,同时受到现有缺陷检测技术、管系结构及实际工况等因素的影响,要从整体上求得其失效概率,采用确定性的方法是比较困难的。为了能够更确切的反映实际工况,就需要采用概率论的方法。考虑到缺陷尺寸、材料断裂韧性等参数的随机性,应用Monte Carlo数值计算方法对所需的评定参数,依据不同的分布类型进行抽样,计算缺陷附近的应力分布。运用修订版的R6作为评定技术路线,确定含缺陷压力管线上每个独立缺陷引起的失效概率,进而计算出整个管系的失效概率。     

基于GB／T19624-2004对含缺陷压力管道的安全评定

针对石化企业含缺陷压力管道评定中存在的不确定性,提出了建立在GB/T 19624-2004评定路线基础上的可靠性评定方法,并开发出含缺陷压力管道安全评定系统。该系统不仅能对含缺陷压力管系进行确定性评定,而且能获得管系内每个缺陷的失效概率和整个管系的失效概率。     

基于蒙特卡罗法管道失效概率的计算

含缺陷压力管道的可靠性在工程中是十分重要的。针对石油工业管道上可能存在的各种缺陷类型,要充分考虑缺陷尺寸、工况载荷等参数的不确定性,而引入了蒙特卡罗法对这些不确定的参数进行随机抽样。蒙特卡罗法是以概率和统计理论方法为基础的一种计算方法,能够比较逼真地描述具有随机性质的事物的特点,克服了确定性失效评定方法的缺点,较为准确地计算出管道的失效概率,为石化企业诊断系统安全提供了一个技术手段。     

含缺陷压力管道模糊失效概率的分析计算方法

应用模糊随机概率理论,在同时考虑压力管道评定参数的随机性和失效模式模糊性的基础上,指出含缺陷压力管道的失效概率实际上是一个模糊随机概率,进而提出了计算含缺陷压力管道模糊失效概率的方法,这种方法与仅考虑参数的随机性相比,更科学合理、更符合工程实际。     

含穿透裂纹碳钢管道起裂载荷的电位测试方法

含缺陷压力管起裂载荷的确定对于石化、化工压力管道的缺陷评定具有很重要的意义。进行了含穿透裂纹碳钢管道的断裂试验，并尝试采用直流电位法实测了６根２０＾＃碳钢管试样的起裂载荷，同时，利用工程上常用的计算含缺陷压力管道起裂载荷的载荷的ＥＰＲＩ工程方法进行了计算，两者比较可见，所采用的测试方法是可行的。     

具有相关变量结构的失效分析

本文对具有相关变量结构的失效概率进行了计算.假定结构中的某些变量服从正态分布,且是相关的随机变量,该结构在随机载荷的作用下,按可靠性理论建立极限状态方程,方程中由于存在相关变量,因此最先将其化为相互独立的随机变量,然后采用Rackwitz-Fiessler快速概率积分法,经迭代求出安全指标β,计算每个构件的失效概率;依据概率统计方法,求出该结构失效概率的上、下限.本文的分析,为相关变量结构失效概率的计算提供了一个方法;最后引入一个数值例子,说明该分析的有效性和计算过程.     

外载荷作用下的船体梁极限弯矩

为了合理地预测船体梁极限弯矩,基于通用有限元系统,结合材料非线性和初始缺陷处理方法,考虑货物载荷、静水压力和水动压力等局部载荷和水平弯矩、扭转等外载荷作用,建立了一个计及外载荷效应的船体极限强度非线性有限元分析的框架.采用该文方法对Paik计算模型中受局部载荷作用的加筋板的极限强度进行了分析,计算结果表明,方法准确可靠.最后,计及外载荷作用对某型油船的极限弯矩进行了计算分析,研究表明:外载荷效应是不可忽略的,船体梁极限承载能力不仅与船体结构自身有关,还与外载荷密切相关.因此,建议根据船舶的具体装载工况分别进行船体梁极限承载能力计算.     

考虑油膜润滑的连杆有限元分析

建立连杆多体动力学模型,研究连杆的弹性液体动力学(EHD)特性,分析大头轴承的载荷、油膜厚度及油膜压力在轴瓦表面的分布.建立连杆有限元模型,考虑各组件间的接触关系,分析连杆在装配载荷下的应力分布及变形.通过油膜压力映射的方法对连杆施加载荷,计算连杆在拉、压2种工况下的应力分布与变形.考虑连杆材料与加工工艺,分析连杆的疲劳强度.结果表明,该连杆安全可靠.通过计算不考虑油膜润滑时的连杆强度,分析2种计算结果的差异.结果表明,考虑油膜润滑的连杆强度计算方法更符合实际工况.     

含缺陷埋地管道弯头极限载荷的有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS,对含点蚀缺陷的弯头在内压载荷作用下进行有限元分析,分析中考虑材料非线性和几何非线性,得出了缺陷尺寸对塑性极限载荷的影响及变化规律,得到了一些对含缺陷弯头的安全评定有参考价值的结论.     

管线断裂失效概率模型及计算

以相关管道档案、检验报告作为原始资料, 配合现场调查及观测, 采用“ 在役压力管道失效风险分析系统(SAPP)” , 对管线断裂失效风险进行分析。将管线中各缺陷安全状况与失效风险有机地结合起来, 在当前检测缺陷数据基础上, 通过适当选取概率模型, 计算管线的失效风险概率。对于准确了解管线的安全状态, 制定具有针对性的检修计划, 加强管线维护, 保障装置的安全稳定运行有重要的现实意义。     

蒙特卡罗法和一次二阶矩法在压力容器疲劳分析中的应用

通过分析影响裂纹扩展寿命的多个随机因素,使用疲劳寿命模型,讨论了裂纹尺寸的计算方法。考虑压力容器所承受载荷、材料断裂韧性、裂纹尺寸等参数,使用一次二阶矩方法和Monte Carlo法计算,得出了在一定可靠度下的疲劳裂纹扩展寿命,并计算了在一定使用寿命时结构的失效概率。比较了不同初始裂纹尺寸对疲劳寿命的影响。算例表明,它在疲劳寿命的可靠性估计中的应用及其工程意义。为工程界进行含裂纹结构的概率损伤容限评估提供一定的理论依据。     

双轴载荷下Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹构件失效评定力（FAD）研究

通过理论分析和双轴向断裂试验，研究了我国压力容器常用钢16MnR所制成的含中心穿透Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹十字形板试样的断裂性能，探讨了英国中央电力局（CEGB）R6法和美国电力研究所（EPRI）工程估算方法在双轴载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹构件的失效评定图，作出了经双向载荷和裂纹倾角修正含缺陷结构结构安全裕度的失效评定图，提出 了一种双轴载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹构件完整性评定方法。     

含缺陷埋地管道弯头极限载荷的有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS,对含点蚀缺陷的弯头在内压载荷作用下进行有限元分析,分析中考虑材料非线性和几何非线性,得出了缺陷尺寸对塑性极限载荷的影响及变化规律,得到了一些对含缺陷弯头的安全评定有参考价值的结论．     

基于载荷试验的夯实水泥土桩复合地基模糊随机可靠度分析

基于夯实水泥土桩复合地基载荷试验数据,以复合地基的沉降率为分析变量,考虑了变量的随机性及破坏失效的模糊性．采用概率统计方法确定变量的参数分布,用模糊统计方法确定失效准则的隶属函数,利用概率理论与模糊数学的概念建立复合地基失效的模糊失效概率和可靠度计算的方法,并通过实例分析了目前夯实水泥土桩复合地基载荷试验的可靠度指标．     

压力容器缺陷评定的可靠性方法研究

含缺陷压力容器及管道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含缺陷压力容器的安全评定提供了有力的手段。由于实际和工程构件的断裂力学评定所依据的基本事件具有不确定性 ,而实际应用中断裂力学都采用定性定量 ,这就使断裂力学的工程分析方法的可靠性很低 ,自然带来了偏差和不确定性因素。考虑压力容器所承受载荷、材料断裂韧性、裂纹尺寸等参数的随机特征 ,应用可靠性理论来解决更具准确性。可靠性理论结合CEGBR6标准 ,可以得出基于MonteCarlo模拟方法的计算模型。通过一个实例并与传统方法进行了对比 ,结果表明 ,由于克服了传统缺陷评定中的缺点 ,所以它是一种更为精确的评定方法。     

化工机械中承压设备常见的失效形式分析

承压设备往往在高温、高压、低温、高真空、强腐蚀等苛刻条件下工作。由于设计寿命长,在使用期间,除受到压力、重量等静载荷作用外,还可能受到风载荷、地震载荷、冲击载荷等变动载荷的作用。另外,由于选材不当、材料误用、材料缺陷、材质劣化、介质腐蚀、制造缺陷、设计失误、缺陷漏检、操作不当、意外反应、难以控制的环境等原因,承压设备失去或者不能达到原设计要求(包括功能和寿命等)的现象,称为承压设备失效。尽管失效的原因多种多样,失效的最终表现形式通常为泄漏、过度变形和断裂。     

螺杆泵挠性轴疲劳寿命可靠性分析

针对螺杆泵挠性轴在使用中频繁发生断裂这一问题, 用概率分析方法有针对性地给出其安全使用概率与寿命之间的关系。在计算挠性轴疲劳裂纹扩展寿命过程中, 考虑几种主要参数的不确定性因素:初始裂纹长度、工况载荷、断裂韧性、裂纹扩展速率等, 针对随机参数的分布特征, 对其进行模拟实际操作工况抽样, 应用MonteCarlo 数值计算方法计算挠性轴寿命, 得出可靠度随时间变化规律曲线。通过对计算结果的分析, 找出挠性轴设计中存在的问题, 并提出相应改进意见。     

压力容器中倾斜裂纹的失效分析方法

现有含缺陷结构失效评定规范对倾斜裂纹按投影法处理,其理论基础是线弹性断裂力学的复合型断裂准则,对于韧性材料的应用具有局限性．本文将美国电力研究院(EPRI)对材料按Ramberg-Os-good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,提出了建立含倾斜裂纹结构失效评定图的方法．