含凹坑缺陷压力管道的有限元分析及安全评定

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1、西南交通大学硕士学位论文含凹坑缺陷压力管道的有限元分析及安全评定姓名：徐尊平申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：雷斌隆20060301西南交通大学硕士研究生学位论文AbstractPenstOckistheimportantconstituteOfthebuildingofwater—transportation0fpawerplant，Ittakeonbiggishinnerhydraulicpressureanditsownweightandwateryweight．Dueto阻nufactureorscourofloamsand

2、whenitisused，Itisoftenappearmanypit—defectsonthepenstock，ssurface．Whenthepenstockisworking，ithavecomplicatedstressandcreate舢chhightopicalstress，itiseasycreatecracknearthepits，thisaffectseriouslythepenstock·sabilityof10ading．So，itisverynecessaryto8Ilalyzethestressandassessthe

3、safetyofthepenstockwithsurfacepitdefects．Thepitdefectsbelongtovalumedefect，sO，itisnoteasytoanalyzethestresswithgeneralmethOdes．ThispaperadopttheengineeringexampleofpenstockwithpitdefectsusedinShanghebapoWerplantandusefiniteelementanalysissoftwaretocalculateandanalyzethestres

4、sesofthepitsunderdifferentorientdistribution。differentdistanceandquantity．At1ast，itisdiscussedhowthepitsaffectthedistributionofstressoftheDenstock．Thesafetyofthepenstockwithsurfacepit—defectsareassessedbasedoncriterionforpressurevesselsdefectsassessmentandsafety8ssessⅢentfor

5、in—serVicepressurevesselscontainingdefects．KeyWords：PellStock；PiIde‰ts；F蜘teelementanalysis；Safcty踮s髂sment西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论1．1压力管道缺陷评定的研究现状随着现代工业的迅速发展，设计压力的提高、高强度钢材的大量采用、焊接技术的普遍运用以及设备条件的严酷化等因素，曾使压力管道的断裂事故增多。压力管道的安全及缺陷评定技术越来越显得重要。为此，国际上对这方面工作进行了大量研究，并取得了长足进展。断裂力学的发展，为含缺陷

6、压力容器的安全评定提供了科学依据“3。从本世纪70年代初，世界各国纷纷开展压力容器缺陷评定技术研究，提出了一些工程评定方法或规范01，并不断地修改和完善。压力管道的载荷工况远比压力容器复杂，除承受工作介质的压力外还承受着较大的弯曲载荷。这使得压力管道的失效可能性大大增加。按“合于使用标准”01对含缺陷的在役压力管道进行分别处理，既做到经济又保证安全运行。1．1．1国外压力管道安全评定研究动态国外压力管道安全评定研究始于70年代，它起源于核电站压力管道Ⅲ，一方面由于核电站的安全性要求较高．另一方面核电站中的事故常发生于压力管道的泄漏或爆破“1。因

7、此美、德、日等发达国家相继开展了压力管道的研究。美国以管理委员会为领导，在BattelleColumbusLabo等研究机构参与下相继开展了一系列研究，进入80年代后，相继完成了“退化管研究计划”“3和“管道与管道焊缝中短裂纹研究计划”“’”。这为制定ASME规范第Ⅵ篇，打下了一定基础。美国电力研究院(EPRI)完成的一系列研究已使J积分理论走向工业化，并已成熟地用于焊接结构中缺陷的安全评定阻⋯。世界上第一部以断裂理论为基础的压力容器缺陷评定标准，是1971年美国公布的ASME“锅炉压力容器规范”第Ⅲ卷附录G及第Ⅺ卷附录A[。’”。德国压力管道

8、的研究是在德国核反应堆安全委员会组织下，以国立材料研究所为代表，分析研究了核电站管道事故的起因，事故发生的位置及管道失效形式，制订并开展了一系列研究计