张俊武[1]2001年在《压力容器安全评定中材料性能及缺陷检出不确定性问题的研究》文中进行了进一步梳理本文首先回顾了国内外压力容器安全评定规范和评定技术的发展及研究现状，指出了压力容器安全评定中几个尚待解决的问题，提出了应用智能化手段解决压力容器安全评定中不确定性问题的新思路，创造性地将现代管理学中的风险分析理论引入含缺陷压力容器安全评定中，并做了以下研究： 提出了一种应用模糊聚类方法进行材料力学性能识别的新方法。综合考虑材料的化学成分和常规力学性能，应用模糊聚类方法确定了待评定材料的断裂韧度代用数据。采用模糊聚类方法确定断裂韧度代用数据，与先前通过经验选用或由常规力学性能换算关系得到断裂韧度代用数据的方法相比较，考虑的因素更多更全面，减少了人为主观因素的影响。 进一步提出了应用模糊神经网络系统对压力容器材料的断裂韧度数据进行推理预测的新方法，解决了在用压力容器安全评定中材料力学性能数据无法确定的问题。应用模糊神经网络系统对压力容器材料的断裂韧度数据进行了推理预测，其预测结果与实验数据和工程评定数据一致。模糊神经网络系统集模糊数学和人工神经网络的优点于一体，应用它进行材料力学性能的识别，更加准确地确定了在用压力容器缺陷评定中所需的材料力学性能数据。 将模糊集理论与概率统计方法相结合引入无损检测可靠性分析中，应用模糊综合评判方法，对影响无损检测可靠性的主要因素进行了综合评判，确定了无损检测模糊区上下限的值。并在无损检测可靠度和缺陷检出概率的模糊定义基础上，对无损检测模糊可靠度和缺陷模糊检出概率进行了分析计算。合理地处理了无损检测中各个影响因素的模糊性和随机性，为含缺陷结构的失效评判和风险评估奠定了基础。 创造性地将现代管理学中的风险分析理论引入含缺陷压力容器安全评定中来，进一步完善了压力容器安全评估体系，使得压力容器监测、缺陷评定、失效风险评价、维修更换成为一体。详细介绍了压力容器及压力管道失效风险分析与决策的方法及其在工程应用中的一般步骤，并以玉门炼油厂400m~3液态烃球罐为例，按照本章介绍的方法和步骤，进行了失效风险分析，评估结论与安全评定结论一致。 最后总结了全文研究工作，阐述了所做工作解决的问题和在工程应用中的价值和意义，提出了建立完善的智能化安全评估系统需要进一步做的工作。
郑昌盛[2]2005年在《在役压力容器安全评定决策支持系统软件结构设计》文中研究表明压力容器在制造和使用过程中会产生各种各样的缺陷,对这些缺陷进行测量并做出安全评估是进行安全生产的重要工作。随着压力容器使用年限的延长,安全问题更加突出,并且在每年例行的安全检查中,会积累大量的检测数据。如何利用过去多年中的检验检测技术数据、资料和经验积累,较为准确地了解、掌握其现状以及今后一段时期内的使用安全性,使在将来的使用中能更有效地提高安全评定的可靠性,更加有效地预防事故的发生,这是一个重要的研究课题。 本文针对以上需求,研究了在役压力容器缺陷数据库及评定决策支持系统的结构体系。所建立的缺陷数据库实现了对历史积累的数据进行有效地组织和管理,并为下一步的数据处理、分析提供数据库支持。在建立数据库的基础上,依据《压力容器缺陷评定规范》(CVDA-84)、《在役含缺陷压力容器安全评定规程》(SAPV-95)和R6规范对缺陷数据进行分析计算,做出缺陷的安全评定图。在评定计算分析的结果上,综合运用计算机技术、管理科学、模糊数学、人工智能技术等理论,综合考虑容器的缺陷数、材料性能、焊接性能、容器的使用状况等,对压力容器的使用状况做出综合评价。 本文在充分分析安全评定技术、深入分析功能需求的基础上,提出了基于数据库的评定系统方案,包括结构设计、评定功能模块设计、数据库设计、系统实施等方案设计。软件是在Windows 2000平台下,利用VB6.0编写应用程序,SQL SERVER 2000建立后台数据库。本系统具有广泛的应用前景和较高的使用价值。
魏弦[3]2008年在《在用含缺陷压力容器安全评定决策支持系统》文中进行了进一步梳理压力容器在使用过程中会出现许多安全隐患,为了避免不必要的人员伤亡和经济损失,需要定期对其进行检测并做出安全评定。在对压力容器的定期安全检测过程中,积累了大量的数据。为了有效地管理这些检测数据,以及其所形成的资料,掌握压力容器的安全现状,有效地预防事故的发生,就很有必要以此为基础,建立压力容器安全评定决策支持系统。评定决策支持系统的建立,可以对在役压力容器的各种危害性缺陷进行有效判别、有效提取、有效处理,实现缺陷评定的自动化、智能化,提高压力容器在使用、管理、检验、修理、改造及更新等各个环节的可靠度,从而更加有效地预防事故的发生。本文是以《压力容器缺陷评定规程》(CADA-84),《在用含缺陷压力容器安全评定规程》(SAPV-95)和《在用含缺陷压力容器安全评定》(GB/T 19624-2004)为依据,综合运用计算机技术、数据库技术、模糊数学原理和信息技术等知识,研究了在用含缺陷压力容器的安全评定流程与技术路线,也研究了模糊评定在压力容器评定上的应用。本文主要内容如下:1.分析和研究了含缺陷压力容器安全评定的相关理论,如:弹性力学与断裂力学。以最新标准为基础阐述了安全评定的概况与流程,并对安全评定中遇到的问题予以说明。2.对缺陷评定决策支持系统的建立进行需求分析,并利用传统的需求描述方法、结构化分析的需求描述方法以及面向对象的需求描述方法进行系统功能模型建立,从而确定系统需要实现的主要功能。3.基于模糊数学,模糊控制等理论,对压力容器的模糊评定进行了研究。给出了两种压力容器模糊评定方法,一是建立连续隶属函数的模糊评定;一是建立点隶属函数的模糊评定。并给出了它们之间的区别。4.根据系统要求,结合数据库技术、决策支持系统技术以及人机交互技术,以Visual Basic6.0为开发平台,SQL Server 2000为数据库工具,开发了评定决策支持系统,并完成了相应报表设计。综上所述,本课题综合运用各相关学科领域的知识,以计算机技术、模拟技术等为手段,按照“合于使用”的原则建立在用含缺陷压力容器安全评定决策支持系统,具有较强的实用性以及广泛的工程应用价值。
戴树和[4]1991年在《压力容器可靠性工程90年代技术展望》文中指出随着科学技术的发展,压力容器可靠性已被赋予了新的内容,本文将作扼要介绍。它包括:可靠性工程学内容简介,压力容器可靠性工程研究与应用进展,延寿分析和90年代我国压力容器可靠性工程研究与应用进展预测。
李曰兵[5]2014年在《基于概率分析的反应堆压力容器缺陷评定方法》文中认为反应堆压力容器(Reactor Pressure Vessels, RPV)作为核电站中主要的承压部件之一,必须保证其在寿命期内的结构完整性,防止其破裂致使放射性产物释放和泄漏。然而,在反应堆运行过程中的一些非正常工况可能引起RPV经受承压热冲击(Pressurized Thermal Shock, PTS)瞬态。随着核电厂运行接近寿命末期,快中子辐照会导致材料的断裂韧性下降,此时严重的PTS瞬态就可能引起内表面附近区域的缺陷快速扩展并穿透壁厚。因此,需对这些缺陷进行评定,以保证核电站的安全运行。世界各国对核安全的表述均以限制放射性物质泄漏的频率为基础,而现行的缺陷评定方法多是采用以安全系数为依据的确定性断裂力学方法,不能直接给出结构的失效概率,因而不能直接回应以放射性物质泄漏频率表述的核安全要求。概率分析方法以失效概率形式表述分析结果,与核安全要求的形式相一致,但需概率分析程序与详细的输入参数分布,计算量大,直接用于工程评定尚存在困难。因此,本文在深入分析确定性评定方法和概率评定方法的基础上,在两者之间的关系上做出了一些较有价值的尝试和探索。本文的主要工作和成果如下：1)在线弹性断裂判据下采用概率充分系数建立了确定性分析中单一安全系数与概率分析中失效概率之间的关系。同时,对基于安全系数的确定性缺陷验收准则,提出了满足准则时结构的临界失效概率分析方法,并对ASME第Ⅺ卷中的安全系数进行了分析,发现在所假设条件下满足其安全系数时的结构临界失效概率并不满足核安全要求。2)基于对数正态分布,建立了含缺陷结构评定中分安全系数的计算表达式,可依据裂纹尺寸、断裂韧性及载荷的变异系数计算相应分安全系数。同时,提出了一套用于含缺陷结构完整性评定的分安全系数校准的简化分析方法。针对RPV的缺陷评定,分析了其中涉及的不确定性因素,按不同工况下的失效概率要求,给出了相应工况下的分安全系数建议值,并进行校验。3)针对断裂韧性数据的统计处理分析方法,分析了3试样最小值等效方法的统计意义。当试验数据大于3个且不超过15个时,3试样最小值处理方法仍有18.5%可能比ASME下限曲线高估了断裂韧性特征值,但随着样本数量的增加这种被高估的可能性会降低。其次,基于分布类型和主曲线提出了给定置信度和概率要求下断裂韧性特征值计算方法及试样要求。研究表明,对于样本量不超过6个时宜采用Weibull分布,而样本量超过6个时可以采用对数正态分布,较为便捷。4)针对PTS条件下含缺陷RPV的结构完整性,分别按确定性分析方法和概率分析方法进行了研究。根据确定性分析方法,得到了在预置缺陷下PTS许用参考温度,分析了在假定PTS工况下裂纹的临界尺寸及其快速断裂行为。基于PFM开发了RPVPTS概率分析软件原型,并对某RPV在典型PTS下的结构完整性进行了分析。结果表明该RPV在60年设计寿命下RPV的失效频率低于核安全要求值。然而,受制于现有数据的缺乏,本文也只对基于概率分析的RPV缺陷评定方法进行了研究探索,距工程应用尚需进一步的验证。今后,应建立数据的积累机制,健全国产材料及核电设备的应用数据库,更好地为核电结构可靠性分析提供数据基础,为提高我国核电结构可靠性奠定基础。
高增梁, 李曰兵, 雷月葆[6]2015年在《承压热冲击下反应堆压力容器的概率评定进展与案例分析》文中研究说明在压水堆核电站运行中,某些工况可能会使反应堆压力容器(Reactor pressure vessels,RPV)经受承压热冲击(Pressurized thermal shock,PTS)瞬态,这给含缺陷RPV的结构完整性带来了一定的挑战。简要介绍含缺陷RPV在PTS条件下的筛选准则及其结构完整性评定方法,重点阐述PTS下含缺陷RPV的概率评定方法。概率评定方法采用概率断裂力学(Probabilistic fracture mechanics,PFM)分析,主要内容包括不确定因素统计分析(裂纹检出率、裂纹尺寸、材料性能等)、裂纹启裂模型及穿透模型等。此外,还对适用于PTS分析的典型PFM程序进行评价。在此基础上,针对典型RPV利用自主开发的PFM程序进行两个典型PTS瞬态的案例分析和结构完整性评定。分析结果表明在60年设计寿命内分析瞬态下该RPV的失效频率低于核安全要求值。结合目前我国核电发展,针对PTS下RPV结构完整性概率评定提出几点建议。
曾凡[7]2016年在《基于模糊理论的再制造叶轮服役安全评定方法研究》文中研究说明研究再制造的关键科学问题,实现再制造核心技术的源头创新,契合国家可持续发展的迫切需求、符合国家的重大战略目标。掌握再制造零部件的寿命演变规律以及确保再制造产品的服役安全是衡量再制造是否成功的根本判据,但是基于均质材料的寿命预测理论和健康监测方法不完全适合于具有多组元、高紊乱材料特性以及多强场作用耦合损伤的再制造零件,服役过程模糊不确定性对再制造零部件服役安全和寿命演变的影响成为再制造基础理论的重要研究方向。本文在国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“机械装备再制造的基础科学问题”及高等学校博士学科点专项科研基金课题“再制造机械零部件服役寿命演变机理及预估方法研究”的支持下,基于再制造叶轮服役过程的模糊不确定性,结合模糊理论对再制造叶轮服役安全评定和寿命预测方法进行了研究和探索。首先,总结了再制造零部件完整性评定中基于确定性和基于不确定性的研究方法,分析了存在于再制造叶轮服役安全评定和寿命预测中的模糊现象,主要包含由于缺陷等多因素作用下服役安全程度的模糊性以及由于材料劣化等带来的疲劳极限的模糊性,提出基于模糊理论进行再制造叶轮服役寿命预测和服役安全程度评定的思路。其次,针对含初始缺陷状态下再制造结构的合于使用性问题,结合CEGB R6失效评定图梳理了再制造结构模糊失效评定步骤。通过激光熔覆试验、再制造成形层性能测试以及金属磁记忆无损检测分析叶轮正常转速和超速旋转两种不同工况下所测表面缺陷的安全性。通过引入模糊数学的思想对缺陷安全程度进一步划分,提出了缺陷安全程度的量化处理方法。再次,针对再制造叶轮实际服役过程中服役安全影响因素的多元化和不确定性特点,提出运用模糊综合评价法评定再制造零部件的服役安全。构建了包括再制造工艺、叶轮装配状况等因素的多指标评价体系,结合层次分析法(AHP)和模糊综合评价模型对再制造叶轮服役安全可靠性进行模糊综合评价。最后,针对经典Miner准则无法考虑再制造零部件疲劳极限模糊性以及载荷之间的惯性损伤问题,提出再制造模糊疲劳区和模糊惯性损伤区的概念,并分别建立对应的疲劳损伤模型,综合后形成再制造零部件模糊疲劳寿命预测模型,并通过算例分析验证了所建模型的优越性。
宋明大[8]2008年在《多层包扎尿素合成塔检验与剩余寿命评估方法研究》文中研究说明尿素合成塔是尿素合成装置的核心设备。目前,国内大部分尿素合成塔采用的是多层包扎结构。多层包扎结构由于层板间紧配合的作用,在不增加壁厚的情况下,提高了厚壁圆筒的强度,被普遍认为是非常安全的结构形式,在石油精炼、石油化工和化学肥料行业中得到了广泛应用。然而,由于多层包扎尿素合成塔(以下简称“尿塔”)筒节之间采用的是深环焊缝结构,并且焊后不进行热处理,在焊接和使用的过程中容易产生缺陷。此外,在设计中一般将多层包扎结构视作单层厚壁容器,忽视了多层结构在制造过程中产生的层板间隙,从而也忽略了多层结构在温度和压力载荷作用下各层板之间变形和受力的非协调性,使得深环焊缝等这些层板变形受约束的部位在操作条件下产生很大的应力集中。另外,国内90%以上的尿素生产企业采用水溶液全循环法尿素生产工艺,而绝大多数化肥企业采用蒸汽进行尿素合成塔检漏。由于检漏管自身结构原因或外力的作用往往发生蒸汽泄漏,使层板间隙内串汽,造成层板的应力腐蚀开裂,严重的甚至导致尿素合成塔的爆破事故,造成了重大人员伤亡和财产损失。针对尿塔层板和环焊缝出现的应力腐蚀开裂,国内外开展了声发射、超声和射线等无损检测技术的研究工作。但是,这些方法的裂纹检出率和可靠性需要深入研究。此外,对于检查出的在用设备缺陷如何进行评价,进而判定含缺陷尿塔的安全性,是一个迫在眉睫的问题。作者从尿塔结构和尿素生产工艺分析入手,对不同内径的尿塔进行了有限元分析,得到了有层板间隙下尿塔的应力分布规律。在此基础上对发生严重应力腐蚀开裂的尿塔进行了解剖分析,研究了尿塔的应力腐蚀开裂机理。针对大量在用尿塔层板和焊缝裂纹缺陷,进行了无损检验研究工作,并进行了现场解剖验证,得到了较为可靠的尿塔检验方法。对于检验中发现的裂纹,结合有限元分析的结果,给出了尿塔的安全评定方法。对尿塔结构、生产工艺和检漏工艺进行了分析。研究表明,由于尿塔的特殊结构和工艺介质的强烈腐蚀性,使得尿塔可能产生内衬腐蚀和外部强度层板腐蚀。内衬的腐蚀主要是内部工作介质和工艺变动引起的。外部层板的腐蚀主要是蒸汽介质引起的。检漏蒸汽中携带的碱、氯离子等介质在层板间隙处聚集,引起外部层板的腐蚀和开裂。另外,内部工作介质泄露可引起外部层板的强烈腐蚀,而蒸汽介质含有的氯离子也可以引起内衬层外侧的应力腐蚀开裂。对尿塔进行了有限元分析。在分析过程中,考虑了热应力、材料非线性、接触等本构关系和层板间隙、焊缝结构等结构因素的影响。结果表明,在操作压力下,尿塔筒节内部层板应力有限元值和Pimshtein公式值呈径向从内至外逐渐降低的趋势。内部层板应力值高于Lame公式值,而外部层板应力值低于Lame公式值。随着层间间隙的增大,内部层板的应力值增大,外部层板的应力值减小,更多外部层板不承受内压,承受内压的内部层板发生破裂的可能性增大。对于间隙为0.25mm的尿塔,仅承压时,在弹性状况下,仅有7层层板承受内压,当壁厚大于7层层板后,层板应力趋近于零。考虑温度的影响时,除内衬外,层板的应力普遍升高,最高应力值向盲板层转移。弹塑性分析结果表明,内部部分层板的应力值已经超过材料的屈服极限,呈塑性屈服状态。由于尿塔层板间存在间隙,在内压作用下,层板在焊缝处呈内侧受拉外侧受压的状态。越靠近焊缝,层板两侧拉应力和压应力越大,在层间焊趾处产生很大的应力集中。间隙处的应力呈现很强的局部性,离开间隙顶端,应力值迅速下降。在内压力和温度共同作用下时,应力重新分布,内衬层的应力得到缓解,应力最集中的部位仍是层间隙焊趾处。内衬层、盲板层及第一强度层板焊趾处发生局部屈服。屈服区由内到外逐渐减小,高应力区的几何形状与实际解剖发现的裂纹扩展方向相吻合。对尿塔强度层和焊缝开裂成因进行了分析。对尿塔内衬腐蚀泄漏、强度层开裂和尿塔爆破等失效形式进行了总结。通过宏观检查、解剖分析、显微组织分析以及腐蚀产物和沉积产物分析,指出尿塔的强度层裂纹是应力腐蚀开裂造成的。对尿塔强度层外表面裂纹长度和开裂部位进行了统计,发现裂纹的分布呈现向焊缝部位集中的特点,与焊缝部位的应力分布规律一致。从材料、应力、环境等角度对尿塔强度层开裂原因进行了研究。结果表明,尿塔开裂是在材料缺陷、局部应力集中和检漏介质冷凝浓缩等多种因素作用下产生的。多层包扎筒体深环焊缝焊接时产生了粗大魏氏组织,降低了材料的组织均匀性,而层板间隙的检漏蒸汽发生冷凝浓缩,产生了发生应力腐蚀的介质条件。焊缝组织在缝隙中浓缩的检漏液的作用下产生应力腐蚀和电偶腐蚀等腐蚀形态,从而使尿塔发生开裂,并沿与主应力垂直的方向向外扩展。尿塔强度层的开裂形式与检漏蒸汽压力、检漏蒸汽污染程度、检漏孔结构及层板间隙是否与外界连通有关。检漏蒸汽压力较高、检漏孔串汽且层板间隙不与外界连通的情况下应力腐蚀开裂情况最严重。当检漏蒸汽压力比较低时,若层板之间发生串汽,进入内部层板间隙的蒸汽不具备凝结的条件,只在外部层板间隙发生腐蚀介质浓缩,应力腐蚀开裂只在外部层板和焊趾处发生。当检漏蒸汽露点温度低于尿塔最外层层板温度时,层板的开裂将被遏制。当检漏蒸汽压力高时,进入内部层板间隙的蒸汽具备凝结的条件,焊趾部位多处发生腐蚀介质浓缩,内部层板和焊缝将发生应力腐蚀开裂。另外,内衬泄漏和工艺系统泄漏引起的检漏蒸汽污染仍然可能引起层板腐蚀开裂。利用声发射、超声相控阵、γ射线和金属磁记忆等检测方法对尿塔存在的缺陷进行了检测和整体性状况评价。首先,根据尿塔检验的特点对声发射、相控阵和射线等无损检测方法进行了对比分析,表明只有充分发挥这些检测方法的优点,才能完成尿塔的完整性检测。其次,利用声发射对尿塔进行了试验研究。研究表明,随试验压力的升高,尿塔的应力集中部位尤其是环焊缝部位出现了明显的定位信号,与有限元分析的应力分布规律一致。随后的解剖结果证实声发射集中定位源处为径向扩展裂纹。对尿塔声发射信号的参数特征进行了统计分析,得出了尿塔缺陷的特征参数。利用超声相控阵检测系统对尿塔深环焊缝截面进行了超声成像研究,结果表明超声相控阵检测方法能够清晰地显示焊缝截面内裂纹类反射体的部位和埋藏深度,因而层间焊趾裂纹、焊缝埋藏缺陷及层板错层等情况都被直观地检测出来,并能够测量出裂纹埋藏深度和长度,为设备维修决策和缺陷评定提供数据支持。该方法适用于尿塔声发射检测后的焊缝局部复验。γ射线检测试验结果表明,射线对较大倾斜角裂纹的检出率较低,只有在层板上有声发射定位信号或焊缝声发射信号无法检出时,利用射线进行复验。金属磁记忆方法测量的是局部应力集中,对尿塔内部埋藏裂纹检测的可靠性还需进一步研究。以上研究结果表明,利用声发射检测技术对尿塔进行整体性状况评价,然后结合超声相控阵和射线测量缺陷的无损检验方法,具有较高的可靠性和检验效率,能够有效检测出尿塔环焊缝中存在的严重缺陷,该技术对与尿塔结构类似的多层包扎压力容器检验具有较好的应用前景。对含缺陷尿塔进行了剩余寿命评估方法研究。首先,以偏于安全的原则,对解剖发现的尿塔中的裂纹进行了简化处理,将尿塔中的裂纹规则化为裂纹面垂直于轴向的圆周裂纹和裂纹面平行轴向的轴向裂纹。然后,根据有限元计算取得的应力值和尿塔解剖取得的实际裂纹尺寸,计算得出了尿塔裂纹的名义启裂应力强度因子,从而推导出了含裂纹尿塔的初始裂纹尺寸和临界裂纹尺寸表达式,从而可估算出剩余使用寿命。以此为基础,得出了尿塔剩余使用寿命曲线。在尿塔的声发射试验过程中,根据声发射集中定位源出现的压力对照该曲线可估算出尿塔的使用寿命。总之,通过尿塔结构和尿素生产工艺分析、有限元分析、裂纹成因分析、无损检测方法研究和剩余寿命评估方法研究,掌握了尿塔的应力分布规律和容易失效部位,为尿塔的检验和完整性评价提供了一套完整的解决方案,保证了尿塔的安全运行,具有较高的经济效益和社会效益。但是,由于尿塔的失效与其设计、制造、安装、使用、检验、修理以及改造等都有密切的关系,每一个环节对尿塔的失效都可能产生重要影响。因此,还需要在以上领域开展进一步的研究工作,以便采取相应的措施,预防尿塔事故的发生。
丁鹏[9]2008年在《海底管线安全可靠性及风险评价技术研究》文中研究表明海底管线的安全可靠性分析与风险评估是全面评价海底管线在服役过程的安全可靠性能和预期寿命,有效预防海底管线失效,提高海底管线可靠性,延长海底管线寿命的重要应用型理论研究。本文的主要研究成果有:(1)研究腐蚀海底管线的剩余强度和失效概率。总结分析了含缺陷海底管线剩余强度的计算方法和计算准则,获得多种因素对海底管线剩余强度的影响规律,并给出随服役时间变化的海底管道腐蚀缺陷剩余强度及失效压力的预测程序。通过对腐蚀缺陷海底管道剩余强度的叁维非线性有限元分析,得到了缺陷方位、缺陷深度和缺陷长度的变化对缺陷最大应力的影响规律。建立腐蚀海底管线失效的极限状态方程,应用一次二阶矩法对含腐蚀缺陷海底管道的失效概率进行计算,分析海底管线强度和载荷的随机性对其可靠性的影响规律,确定海底管线失效概率的影响参数及其影响规律。(2)对海底管道缺陷评定技术及评定规范进行了深入的分析研究,为海底管道缺陷安全可靠性评定提供理论基础。根据16Mn海底管线钢的拉伸试验结果,考虑到海底管线强度、载荷、缺陷尺寸等参数具有一定的随机性,以概率断裂力学和可靠性理论为基础,采用随机数值模拟和理论计算等方法分析了海底管线强度的随机性及其影响因素。基于BS 7910评定标准,建立了含裂纹缺陷海底管线的安全可靠性评定模型,对埕岛油田某海底管线焊接接头处的表面裂纹进行了可靠性评定,给出海底管线缺陷安全评定的可靠度结果,得出了海底管线失效概率与评定参数的统计分布规律。(3)进行地质灾害作用下海底管道的安全评定分析。建立悬跨海底管道的振动方程,求解出悬跨段管道的固有频率及管道的允许悬空长度,得到水流速度、边界条件和轴向力对悬空管道的固有振动频率和极限允许跨长的影响规律。建立海底管道数值计算模型,对海底管道进行地震载荷作用下的动力响应分析,得到地震烈度、阻尼比及场地类型对海底管线抗震响应的影响规律。(4)通过理论分析及疲劳试验预测海底管线在波浪载荷作用下的疲劳寿命。设计完成了16Mn海底管线试件的拉-拉单轴成组多级疲劳试验。采用基于概率的疲劳寿命统计方法,对16Mn海底管线疲劳试验的数据进行分析处理,得出可供海底管线现场直接应用的疲劳寿命预测公式。并对海底管线焊接接头的疲劳曲线进行修正分析,得到服役海底管线焊接接头在不同存活率下的P-S-N曲线。同时,综合分析各种疲劳寿命预测公式,选择适合于海底管线实际服役过程且应用较为简单的寿命预测方法,应用海底管线的模拟疲劳试验得到的P-S-N曲线,进行海洋立管在波浪载荷作用下的疲劳寿命预测研究。(5)分析研究适合海底管线实际工况的定量风险评价模型。通过对埕岛油田海底管线系统的数据采集和资料分析,建立海底管线系统故障树分析模型,得出引起海底管线失效的主要因素。在此基础上,建立基于故障树分析的海底管线风险评估的模糊综合定量分析方法及其模型,综合分析海底管线各风险因素的影响程度和发生概率,同时考虑人为因素等难以量化或资料不完备的风险因素;对埕岛油田某段海底管线的风险情况进行实例计算和验证,计算结果表明风险评估模型具有较好的可信度。(6)开发“海底管线安全评定与风险评价系统”软件。根据上述研究成果,结合国内外相关权威规范,采用动态数据库技术、优化筛选技术和计算机图形学,完成了相关软件的开发,并将其成功应用于相关实例的计算中。
师俊平, 肖志艳, 曹小杉, 胡义锋[10]2017年在《含缺陷压力容器的概率失效分析研究进展》文中进行了进一步梳理不确定性因素的统计模型和失效概率的计算方法是解决含缺陷压力容器概率断裂力学分析的重要环节。本文对以概率断裂力学理论为基础的各种不同工况下含缺陷压力容器失效分析和安全可靠性评定的研究现状进行了综述,总结了材料强度、断裂韧性、温度、缺陷尺寸及检出率等不确定性因素的常用分布特征,归纳了常用压力容器失效概率的计算方法,并进一步分析了失效概率的叁种计算方法——直接解析积分法、近似法和数值模拟法的特征。本文不但提供了解决该领域内工程问题最新的方法,而且指出了目前面临的理论挑战。
参考文献：
[1]. 压力容器安全评定中材料性能及缺陷检出不确定性问题的研究[D]. 张俊武. 甘肃工业大学. 2001
[2]. 在役压力容器安全评定决策支持系统软件结构设计[D]. 郑昌盛. 四川大学. 2005
[3]. 在用含缺陷压力容器安全评定决策支持系统[D]. 魏弦. 电子科技大学. 2008
[4]. 压力容器可靠性工程90年代技术展望[J]. 戴树和. 压力容器. 1991
[5]. 基于概率分析的反应堆压力容器缺陷评定方法[D]. 李曰兵. 浙江工业大学. 2014
[6]. 承压热冲击下反应堆压力容器的概率评定进展与案例分析[J]. 高增梁, 李曰兵, 雷月葆. 机械工程学报. 2015
[7]. 基于模糊理论的再制造叶轮服役安全评定方法研究[D]. 曾凡. 重庆大学. 2016
[8]. 多层包扎尿素合成塔检验与剩余寿命评估方法研究[D]. 宋明大. 山东大学. 2008
[9]. 海底管线安全可靠性及风险评价技术研究[D]. 丁鹏. 中国石油大学. 2008
[10]. 含缺陷压力容器的概率失效分析研究进展[J]. 师俊平, 肖志艳, 曹小杉, 胡义锋. 西安理工大学学报. 2017
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