含曲率表面结构埋藏缺陷表征方法研究.pdf

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1、第41卷第3期石油化工设备Vo1．41NO．32012年5月PETRO—CHEMICALEQUIPMENTMay2O12文章编号：1000—7466(2012)03—0015-04含曲率表面结构埋藏缺陷表征方法研究万晋，潘文杰(福州大学化学化工学院，福建福州350108)摘要：依据GB／T19624-2004(在用含缺陷压力容器安全评定》，针对压力容器形状特点提出表征具有曲率表面的埋藏缺陷的方法，并对该方法的正确性与准确性进行了分析，得出采用圆弧坐标系下的椭圆表征压力容器埋藏缺陷更符合实际状况的结论，为采用数值模拟仿真技术分析压力容器埋藏缺陷提出了一种新方法。关键

2、词：压力容器；曲率表面；埋藏缺陷；表征方法中图分类号：TH49文献标志码：AStudyontheCharacterizatiOnMethodforthePressureVesselsContainingBurialDefectswiththeCurvatureSurfaceWANJin，PANWen-jie(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China)Abstract：BasedonthecodeofGB／T19624-2004“SafetyAssessm

3、entforIn—servicePressureVesselsContainingDefects”andtakentheshapesofpressurevesselintoconsideration，acharac—terizationmethodontheburialdefectinthepressurevesselwithcurvaturesurfaceiSpresented．Italsoprovidesaccuracyanalysisoftheproposedmethod，thesimulationresultsshowsthatitisamorereali

4、sticwaytousearccoordinatesystemtocharacterizeburialdefectsinpressurevessels．Anewnumericalsimulationmethodispresentedforanalysisthepressurevesselscontainingburi—aldefects．Keywords：pressurevessel；curvaturesurface；burialdefect；characterizationmethod在GB／T19624-2004{在用含缺陷压力容器圆环扇形与矩形间存在一定的偏

5、差，该偏差与缺陷安全评定》中_】]，要求在对检出的实际平面缺陷进行所处截面的半径和缺陷长度z有关，即形状的偏差安全评定前，应先对缺陷进行规则化表征处理，缺陷会随着弧度角增大而增大。根据文献[1]要求，当的表征尺寸由实际平面缺陷的外接矩形的高和长来缺陷长度z大于缺陷自身高度时，缺陷应表征为确定，并且缺陷外接矩形的长边应与邻近的壳体表椭圆，椭圆长短轴的尺寸应为2c—z、2a—h。此时面平行。承压容器主体大多为球形或圆柱形，按文若在直角坐标系下建立表征缺陷尺寸的椭圆，不论献[1]缺陷规则化处理的规定，对于球形容器的A是以外接圆环扇形长边中点为基准，还是以外接圆类焊缝和圆

6、柱形容器B类焊缝或壳体横截面存在环扇形短边的中点为基准，均难以保证所表征的椭埋藏平面缺陷时，规则化处理所得到的外接矩形有圆包含在规则化处理所得到的具有圆弧边的外接圆两条边是圆弧曲线，此时用于表征缺陷形状和尺寸环扇形内，见图2。随着的增大，甚至会出现无法的外接矩形实际是一个圆环扇形(图1)。这个外接在壳体横截面内形成埋藏椭圆的情形，见图3。而收稿日期：2011-11-26基金项目：福建省质量技术监督局科技开发项目(FJQI2008035)作者简介：万晋(1957)，男，安徽巢县人，副教授，学士，现从事特种设备安全技术的研究与教学工作。石油化工设备2012年第41卷在

7、表征所得的缺陷尺寸方面，椭圆长轴应为外接圆卵，将外接圆环扇形的中心点作为局部圆弧坐标系环扇形中径处的弧长，即缺陷的表征长度实际是外叼的原点，并使坐标轴与过局部圆弧坐标系原点接圆环扇面两条圆弧边的平均值。这些形状的偏差的圆弧重合，77坐标轴与直角坐标系的Y轴重合，两可能导致裂尖周边应力强度分布以及应力强度因子坐标系原点间距离为R(图4)。的改变，对采用数值模拟仿真分析缺陷危害程度的缺陷外接弧扇形设备壳体内外表面准确性影响很大。为此，笔者探讨了如何采用椭圆表征具有圆弧表面结构埋藏缺陷的方法，使表征缺陷大小与形状的椭圆能完全包含在具有圆弧长边的外接圆环扇形内。图4圆弧坐

8、标系与直角