基于模拟的腐蚀管道可靠性分析

腐蚀失效是压力管道失效的主要模式之一。通常采用腐蚀管道剩余强度估算的方法 ,评价腐蚀管道的安全性。腐蚀管道的剩余寿命则采用可靠性理论计算得到。以各种局部腐蚀缺陷的评定方法来建立模拟模型 ,直接采用蒙特卡罗模拟可以计算得到不同时间下的管道的失效概率 ,同时根据目标可靠度来确定腐蚀管道的剩余寿命。含多个腐蚀缺陷的管道的失效概率需要考虑缺陷间的相关性。采用模拟方法可以计算失效概率的秩相关 ,避免采用独立假设来计算管道的失效概率     

含缺陷在用压力管道的安全性分析

采用有限元分析软件-ANsYs软件,建立了7组不同情况下含平面缺陷的弯管有限元模型,对管道上裂缝进行了应力计算和分析,并采用GB／T19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》标准对含裂缝缺陷的压力管道进行了简化评定。结果表明7组评定点均处于安全区域,故裂纹缺陷不影响管线正常运行。     

含平面埋藏缺陷的精制加氢反应器安全评定分析

为了对在用含缺陷压力容器进行安全评定,利用有限元仿真和通用失效评定判据,对含平面埋藏缺陷的压力容器进行合于使用评价。某航煤加氢精制反应器在定期检验过程中发现一处平面埋藏缺陷,通过有限元分析软件ANSYS对该反应器进行考虑保温层作用的整体结构的稳态热分析、反应器主体结构热应力和机械应力分析,确定常规评定所需要的设计工况一次应力和二次应力及其分量,结合在用含缺陷压力容器安全评定程序评定该缺陷。结果表明:采用提出的考虑保温层作用的结构热稳态、热应力和机械应力分析方法,能够较准确地确定设备的应力状态,尤其是缺陷部位的局部应力水平;就所论反应器待评估缺陷而言,其由断裂比值和载荷比值所构成的评定点位于通用失效评定图的安全区内,经过评定可知该缺陷是安全的。     

空气储罐安全临界裂纹的可靠性分析

通用失效评定图在评定焊接结构安全性方面广为采用。但是,材料力学性能的测试、结构中缺陷大小的测试,客观上存在一定不确定性。因此,不论是对评定参数还是评定结果都需要进行可靠性分析。但可靠性分析需要大量数据,有时难于实现。为此,在对随机变量的实验结果进行统计分析中,采用二维单侧容限方法,从而在不增加工作量的同时,确保了分析结果的高可靠性。在空气储罐安全临界裂纹分析计算中,采用该方法处理后,应用成功-失败法对指定失效概率进行求解,裂纹尺寸变动1mm ,其安全评定的失效概率则变动几个数量级,从而在充分挖掘储罐潜能的同时,大大提高了安全临界裂纹分析的可靠度。     

液化石油气球罐的安全评定

通过对液化石油气球罐的定期检验,运用软件对球罐进行安全评定。结果表明,缺陷球罐通过基于常规评定方法的安全性评价计算,其在正常工况下运行是安全的,不会发生失效。软件分析在一定程度上可以替代常规人工评定,缺陷评估效率得到很大提高。     

油气输送用焊接钢管可靠性评估方法

笔者研究并建立了焊接钢管焊缝漏检缺陷的概率分布模型及材料性能、输送压力的概率分布模型 ;采用失效评估图 (FAD)技术 ,引入可靠性理论 ,建立了油气输送管线用焊接钢管的可靠性评估模型和方法 ,即基于FAD技术的Monte Carlo方法 ;计算得出西气东输用焊接钢管的失效概率低于 10 -5,可靠度超过 0 .99999,达到DNVRPF10 1标准对管道可靠度的要求。     

考虑材料特性的管道环焊缝缺陷评估方法

为评估管道环焊缝缺陷评价方法的适用性,处理不同等级钢管拉伸性能数据,获取对应的Ramberg-Osgood模型参数,得出基于材料特性的不同等级钢管的失效评定曲线;开展拉伸试验,并结合数字图像相关法(DIC),获取跨焊缝材料不同区域的材料性能,形成基于实测数据的适用于管道环焊缝缺陷评估的失效评定曲线。研究结果表明:当载荷比小于等于0.7时,随着载荷比的增大,不同等级钢管的失效评定曲线接近重合;当载荷比介于0.7和1.0之间时,随着载荷比的增大,高等级钢管的失效评定曲线的安全区域增大,即钢管等级的提升能够提高含缺陷管道的安全裕度;基于实测数据形成的失效评定曲线更能反映材料的性能差异,特别是在管道焊接的低匹配情况下,宜优先采用焊接材料的实测拉伸性能绘制失效评定曲线。     

压力容器裂纹失效路径仿真平台开发与应用研究

基于安全性评定理论,提出了失效路径理念,探寻了压力容器裂纹缺陷失效路径仿真平台开发思路,并利用VB编程语言完成了相关平台的开发。以某一穿透裂纹为例,通过设定裂纹不同的尺寸变化量和延迟时间,应用仿真平台得到了裂纹在失效评定图上评定点的变化轨迹,得到失效路径仿真曲线,并对结果进行分析。以失效路径的仿真曲线为基础,为预测裂纹的临界尺寸所处的精确范围提供了一种新的方法。     

补强管道复合材料的渐进失效分析

复合材料缠绕补强是一种有效的管道缺陷修复技术,复合材料渐进失效对承载能力的影响有待研究。管道缺陷的局部效应和剩余强度,导致其渐进失效历程与复合材料压力容器(Composite Overwrapped Pressure Vessels,COPV)截然不同。采用复合材料补强的缺陷管件进行极限承载试验。通过对比试验极限压力与有限元模拟的渐进失效的破坏压力,验证有限元模型的正确性。有限元模拟结果表明,复合材料缠绕层发生以纤维破坏为特征的破坏模式。复合材料的渐进失效分为稳定缓慢失效和急剧加速失效两个阶段。对比COPV的瞬间大面积失效特征,分析了缓慢失效和急剧加速失效现象产生的原因,提出了实用的补强管道"临界压力"确定方法,为复合材料补强管道的设计提供参考。     

含环向裂纹管道三通的塑性失效载荷

采用弹塑性有限元方法，系统分析了内压载荷下含环向裂纹管道三通的塑性失效载荷。探讨了管道三通塑性失效有限元分析中的建模技术，包括变形参量选取，网格收敛性研究等。给出了塑性失效载荷随裂纹尺寸变化的规律，以及不同裂纹位置(包括肩部和腹部)对三通塑性失效载荷的影响。最后根据有限元数值解建立了简单的塑性失效载荷估算式，研究结果可为下一步含缺陷管件完整性评定提供参考数据。     

易燃易爆工艺管线焊接缺陷安全评定——上海石化总厂工艺管线的安全评定及其缺陷的返修技术

本文以断裂力学为基础,以“合乎使用”为原则并依据流变应力理论,通过有效地解决无损检测,应力分析、缺陷分类及验收准则等方面所遇到的若干技术问题,对管道焊接缺陷进行了安全评定,正确地区分了严重缺陷和非严重缺陷,从而对评定管道焊接缺陷的严重性提出了一种既安全可靠又经济合理的工程处理法。这一方法已被成功地用于上海石化总厂,对其部分在役易燃易爆工艺管线进行了安全评定并解决了超标焊接缺陷的修复问题。     

压力容器的失效准则分析

压力容器的失效,并无统一的失效标准,而是随着所应用的失效准则的不同而变化的。本文将压力容器的8种强度失效准则,进行归纳整理、比较分析,以利于在用压力容器检验中,准确地进行缺陷评定和失效评定。     

复合板压力容器点腐蚀缺陷运行适应性评价

为准确反映含点腐蚀缺陷复合板压力容器的安全状态,在复合结构弹性力学分析的基础上,通过工程实例,采用运行适应性(FFS)评价方法对其进行安全评定与剩余寿命评估。结果表明:复合板压力容器安全评定时应考虑覆材的影响,依据提出的力学模型分别对覆材厚度计入和不计入强度设计2种情况进行应力校核,同时结合蚀孔的分布特征,对其特征尺寸进行统计学平均后计算剩余强度。在剩余寿命预测中,已考虑蚀孔直径和深度随时间变化对剩余强度的影响。通过计算最大工作压力(MAWP)参量,已对某一压力容器进行寿命评估。     

压力容器的失效准则分析

压力容器的失效，并无统一的失效标准，而是随着所应用的失效准则的不同而变化的。本文将压力容器的８种强度失效准则，进行归纳整理、比较分析，以利于在用压力容器检验中，准确地进行缺陷评定和失效评定。     

疯狂老鼠安全技术状况评价

对设备整体结构及其各组成部件的缺陷状况进行全面检查,根据缺陷的程度、缺陷对结构使用功能的影响程度和缺陷发展变化状况对各评价点缺陷状况作出评定;各部分安全状况等级评定采用考虑各评价点权重的评定法;计算出各部分的得分后,再依次根据各评价部分所占的权重,对设备整体安全技术状况进行综合评定,从而确定设备的安全技术状况分类,提出设备的维修改造方案或报废建议。     

失效路径长度对结构系统安全可靠性的影响

运用钢结构系统可靠性的安全评定原则,以立体车库钢结构系统为研究对象,建立主要失效模式安全余量方程,计算失效概率.在对风载荷和地震载荷分布进行模拟的基础上,通过对立体车库大型钢结构系统的算例进行分析,探讨了失效路径长度对大型钢结构系统失效准则与安全可靠性的影响,提出在结构整体承载能力未出现下降的情况下,失效路径长度取得越大越好的结论.该结论对大型钢结构可靠性的工程应用有指导意义.     

天然气球罐的检验及超标缺陷的合于使用评价

针对某公司使用的天然气球罐,在检验过程中发现并通过其他检测方法验证了超标缺陷较多,为了进一步了解该球罐的继续服役能力,对发现的超标缺陷通过失效模式分析、断裂与塑性失效评定、损伤容限分析、疲劳分析等几个方面进行了安全性使用分析评价,得出了超标缺陷不影响该球罐在正常工况下安全运行的结论,并提出了定期复查的建议。因此,在探知有缺陷存在的情况下,快速准确评估球罐缺陷对保障球罐安全运行具有重要意义。     

基于DE-BPNN模型的含腐蚀缺陷管道失效压力预测*

为提升含腐蚀缺陷管道失效压力预测精度,准确把控管道状态,建立基于DE-BPNN的含腐蚀缺陷管道失效压力预测模型,有效避免BPNN模型陷入局部最优问题,提升预测精度。基于61组管道爆破实验数据,分别用DE-BPNN与BPNN模型进行仿真计算。结果表明:DE-BPNN预测结果平均相对误差为3.26%,R²为0.985 85,预测精度较BPNN模型有明显提升。应用DE-BPNN模型预测含腐蚀缺陷的管道失效压力可为长输管道运输调配和检维修提供决策支持。     

在役长输管道动态数据源组件(ADO)技术在剩余强度安全评定系统中的实现

采用Borland C++builder6.0开发工具,以英国标准BS7910剩余强度评价规范为蓝本,并结合实际应用特点,提出动态数据源组件(ADO)技术在该案例的应用,开发适用于以平面型缺陷为主的剩余强度安全评价系统。解决在役长输管道剩余强度安全评定系统中复杂数据的科学转换,实现软件接口的高效、通用性数据访问。根据评定结果与实际实验数据对比表明,该应用与实际误差达到工程检测设计标准。     

客运索道定量风险评价方法研究

本文在吸收"十一五"研究成果的基础上,借鉴承压类特种设备风险评价技术成熟理论,提出了客运索道定量风险评估流程;通过引入设备特征系数、管理系数和失效系数对客运索道定量失效概率进行修正,将人员伤亡和经济损失两个定量失效后果转化为经济指标进行计算;给出了风险等级评定的准则,提出了客运索道定量风险评估具体方法和指标;通过给出应用案例,认为该方法具有可操作性,适合我国索道情况,应用前景良好。