南昌大学硕士学位论文未焊透缺陷压力管道安全评定工程方法研究姓名：卢黎明申请学位级别：硕士专业：化工过程机械指导教师：胡兆吉20060601摘要未焊透缺陷是在役压力管道缺陷中存在的主要缺陷，研究其安全评定工程方法不仅具有重要的理论意义更具有重要的工程应用价值。本文针对工业压力管道中大量存在的未焊透缺陷，根据江西省自然科学基金项目“未焊透缺陷压力管道的失效机理及其安全评估关健技术研究“ 要求，系统研究了各种含缺陷压力管道安全评定的工程方法，以此为基础，针对压力管道未焊透缺陷的缺陷构型和材料性能，通过分析计算和比较，建立了未焊透缺陷压力管道安全评定工程方法。主要研究成果如下：1 总结了国内外含缺陷压力管道的安全评定方法，并针对本文所研究的压力管道未焊透缺陷，通过分析比较，确定了把通用失效评定图技术和工程简化因子方法作为未焊透缺陷压力管道安全评定的基本方法。2 考虑到R 6 R e v 4o p 1 通用失效评定曲线比R 6 R e v 3o p 1 通用失效评定曲线更安全，通过分析比较，建议：在没有专门针对材料( 焊缝+ 母材) 的S I N T A P 失效评定曲线时，可采用R 6 R e v 4o p 1 通用失效评定曲线对未焊透缺陷压力管道进行安全评定；如果有已经建立的专门针对材料( 焊缝+ 母材) 的S I N T A P 第1 或第2 级失效评定曲线，可采用S I N T A P 第1 或第2 级失效评定曲线对未焊透缺陷压力管道进行安全评定，这样可以降低评定时的保守度同时也能保证安全。3 综合现有的研究成果，建立了利用失效评定图技术对未焊透缺陷压力管道进行安全评定时缺陷评定点K ，参量和L r 参量的工程计算方法，为其工程应用提供了条件。4 以R 6 一R e v 4o p 1 和o p 2 的失效评定曲线为基础，考虑压力管道未焊透缺陷的几何参量A ( 0 万、a ，) ，建立了本文的通用失效评定曲线族。由于其考虑了未焊透缺陷尺寸，所以更有针对性，比用R 6 R e v 4o p 1 通用失效评定曲线更科学。与原通用失效评定曲线族的比较表明：由于本文通用失效评定曲线族是以R 6 R e v 4o p 1 和o p 2 为基础，而原通用失效评定曲线族是以R 6 一R e v 3o p 1 和o p 2 为基础，因此，本文的失效评定曲线族比原通用失效评定曲线族更安全。5 在本文建立的通用失效评定曲线族的基础上，得出了本文的适用于周向未焊透缺陷压力管道起裂评定和塑性破坏评定同时完成的U 因子工程评定方法，并通过国际上著名的短裂纹计划所采用的管道断裂试验数据的试验验证，且与原U 因子方法进行了比较，结果表明，本文的U 因子方法是可靠的，较原U 因子方法更安全。6 在研究过程中，发现文献 4 9 在计算K f 时，存在一个重大的疏忽，这直接影响了相关数值的精确度。建议：对刚实施的国家标准G B T 1 9 6 2 4 2 0 0 4 在用含缺陷压力容器安全评定中的附录G 进行相应的修正。关健词：未焊透缺陷，压力管道，安全评定，失效评定曲线，u 因子A B S T R A C TL a c ko fp e n e t r a t i o n ( L O P ) i so n eo ft h em a i nd e f e c t si np i p i n g I ti sn e c e s s a r yt os t u d yt h es a f e t ya s s e s s m e n te n g i n e e r i n gm e t h o do fL O Pn o to n l yi na c a d e m i cr e s e a r c hb u ta l s oi np r a c t i c ee n g i n e e r i n g A i m i n ga tt h eL O P , w h i c hh a so f t e no c c u r r e di ni n s e r v i c ei n d u s t r i a lp i p i n g ，a l lk i n d so fs a f e t ya s s e s s m e n te n g i n e e r i n gm e t h o d sh a v eb e e ns t u d i e da c c o r d i n gt ot h er e q u e s to ft h er e s e a r c hp r o j e c tw h i c hs p o n s o r e db yt h eN a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no fJ i a n g x ip r o v i n c e O nt h eb a s i so ft h es t u d y , t h es o m en e wm e t h o do fs a f e t ya s s e s s m e n tf o rp i p i n gc o n t a i n i n gL O Pd e f e c t s ，i nw h i c ht h eg e o m e t r i ca n dm a t e r i a lp r o p e r t yo fd e f e c t sw e r ei n c l u d e d ，w e r ee s t a b l i s h e dt h r o u g ha n a l y z i n g ，c a l c u l a t i n ga n dc o m p a r i n gm e t h o d si nt h i sd i s s e r t a t i o n T h em a i na c h i e v e m e n t sa r ea sf o l l o w s ：1 S o m es a f e t ya s s e s s m e n tm e t h o d s ，w h i c hc a nb eu s e di ns a f e t ya s s e s s m e n ti np i p i n gc o n t a i n i n gL O Pd e f e c ti nw o r l d ，w e r es u m m a r i z e da n dt h ef a i l u r ea s s e s s m e n td i a g r a m ( F A D )m e t h o da n de n g i n e e r i n gs i m p l i f i e dg e n em e t h o dw e r es u g g e s t e dt ob eu s ei nt h es a f e t ya s s e s s m e n to ft h ep i p i n gc o n t a i n i n gL O Pd e f e c tt h r o u g hs o m ea n a l y s i sa n dc o m p a r i n g 2 I ti sw e l lk n o w nt h a tR 6 一R e v 3o p 1a l l - p u r p o s ef a i l u r ea s s e s s m e n tc u r v e ( F A C ) i sm o r es a f e t yt h a nR 6 - R e v 4o p 1a l l - p u r p o s eF A C ，S Oi ti ss u g g e s t e dt h a t ，u s i n gR 6 - R e v 4o p 1a l l - p u r p o s eF A Ct oa s s e s st h ep i p i n gc o n t a i n i n gL O Pd e f e c tw h e nt h e r eh a v en os p e c i a l S I N T A Pl e v e1o rl e v e l2F A Cw h i c ha i ma tm a t e r i a l ( b a s em a t e r i a l & w e l dm a t e r i a l ) ，o t h e r w i s eu s i n gs p e c i a lS I N T A Pl e v e1o rl e v e l2F A Ct oa s s e s st h ep i p i n gc o n t a i n i n gL O Pd e f e c t I tC a nr e d u c et h ec o n s e r v a t i o na n de n s u r es a f e t yi na s s e s s m e n t 3 T h ec a l c u l a t i o nm e t h o do ft h ep a r a m e t e rK ra n dL r ，w h i c ha r en e e d e di na s s e s s i n gt h ep r e s s u r ep i p i n gc o n t a i n i n gL O Pd e f e c tb yt h eF A D ，w e r ee s t a b l i s h e do nt h eb a s i so fp r e s e n tr e s e a r c ha c h i e v e m e n t s I tp r o v i d e dn e c e s s a r yc o n d i t i o n sf o ra s s e s s i n gp r e s s u r ep i p i n gc o n t a i n i n gL O Pd e f e c tb yu s i n gF A C 4 T h ea l l p u r p o s eF A Cs e r i e sc o n s i d e r i n gt h ed i m e n s i o nA ( el 万、a t1o ft h eL O Pd e f e c tw e r ee s t a b l i s h e do nt h eb a s i so ft h eR 6 R e v 4o p 1a l l - p u r p o s eF A Ca n do p 2F A C B e c a u s et h e yh a v ei n c l u d e dt h ed i m e n s i o n ( 0 万、口t ) o ft h eL O Pd e f e c t s ，S Ot h e ya r em o r er e s o n a b l ea n ds a f e rt h a nR 6 - R e v 4o p 1a l l p u r p o s eF A C ，s i n c et h ea l l p u r p o s eF A Cs e r i e se s t a b l i s h e di nt h i sp a p e rw e r eb a s e do nR 6 一R e v 4o p 1a l l - p u r p o s ea n do p 2F A C ，a n dt h eo r i g i n a la l l - p u r p o s eF A Cs e r i e sw e r eb a s e do nt h eR 6 - R e v 3o