压力容器与管道失效预测模型探究

1、压力容器与管道失效预测模型探究【摘要】在诸如电站和化工厂等企业中使用的锅 炉压力容器以及管道设备往往都是很复杂、昂贵、且难以维 修。而这些压力容器设备要求有很长的安全使用寿命。同时, 在电站和化工厂的环境中常有对设备不利的影响因素，例如 高温、振动、腐蚀等。对电站和化工厂使用的压力容器和管 道，由于没有足够的失效数据，且同一机理失效的各零件也 不一定存在很好的可比性，加之失效的时间相关特性等原 因，仅根据以往的经验（以往的失效数据）估算服役中的设 备的失效概率与寿命是很不可靠的。因此，以失效机理为基 础的模型（例如以断裂机理为基础的应力腐蚀开裂模型、疲 劳模型和腐蚀时效模型等）更受关注。日前已

2、提出了很多模 型，然而大部分模型的应用都十分有限，甚至只适用于提出 该模型的特定场合。为此有选择地介绍一些应用较广泛的压 力容器和管道部件的失效预测模型。【关键词】压力容器；管道设备；使用寿命；失效概率;温度应力；疲劳裂纹0引言压力容器是关系到生产企业安全生产的一类重要设备， 按照国家有关规定和要求，压力容器安全监督管理工作应坚 持“安全第一、预防为主”的方针和全过程安全、质量管理, 对压力容器的设计、制造、安装、运行、检验、修理改造、 长期停用及重新启用等环节实施全过程安全监督管理。1点蚀模型模型中每一项的数学性质均为当前值等于终极值时对 相对强度的贡献最大（相应的相对强度项为零）。此外，如

3、 果某一项的当前值与参照值相等，则该项对相对强度的贡献值为1,意味着相对强度不受该值的影响。 为了保证模型的通用性，假设各项是相互独立的。若当前值和参照值与终极值相比都很小，则须采用对数 形式，这样可以明显地提高模型的敏感性，同时，采用对数 形式通常也能得到比线性回归更好的数据统计拟合。在具体应用中，还需要对该模型的统计处理包括对多参 数方程的随机化，通过模拟进行统计分折，产生相对强度的 概率密度函数和采用非参数方法进行最大似然估计。4关于腐蚀建模与监测shibatac应用极值理论得出了结论，认为腐蚀失效寿命 服从weibull分布。在许多装置中，腐蚀速率可能随时间或 工作循环的不同阶段而变化

4、。可以应用腐蚀探针提供腐蚀程 度数据。在大面积腐蚀的情况下，可以确定剩余金属厚度，也可 以规划退役时间。显然，退役时的临界厚度要根据具体系统 来确定，且须留有适当的余量以允许腐蚀速率的变化。通常，维修频率是由局部腐蚀控制的。局部点蚀、腐蚀、 焊缝或热影响区处的裂纹会使得根据均匀腐蚀数据预测设 备或管道寿命不再适用。有时，对计算出的退役临界厚度使 用额外的安全余量将有助于计入局部失效效应。在特殊的易 损区域，超声波或声发射技术是定点监测的有效方法。有时, 可以应用断裂力学计算有局部应力开裂的可能性。辅助的设 计保证措施（例如对焊缝进行100%的x射线检测）有时也可 用于可能失效的部位。然而，直到

5、大量的历史数据被积累， 或有新的检测技术出现，才能达到更高的可靠性。5结束语总之，期望在今后的实践工作中，积累实际检验评估的 经验，完善非热力压力容器安全性能评估的检验方法和监督 管理办法，提高对非热力压力容器的安全管理水平，避免发 生容器爆炸或破裂事故，确保电力员工人身安全，获取最大 的安全经济效益。【参考文献】1 张俊武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.甘肃工业大学，2001.2 尹凯锋.在役压力容器缺陷数据库及评定决策支持 系统研究d.四川大学,2004.3 吴仲伟.基于数据库的压力容器缺陷判别决策支持 系统的设计研究d.四川大学，2004.4 陈国理.压力容器及化工设备m.广州：华南理工大 学出版社，1988.5 陈凤.带接管压力容器极限压力及爆破压力的研究 d.南京工业大学，2005.6 郑昌盛在役压力容器安全评定决策支持系统软件 结构设计d.四川大学，2005.7 李志安，金志浩，宫殿民压力容器断裂理论与缺陷 评定m.大连：大连理工大学出版社，1994.8 陆江丽.可靠性方法在压力容器设计中的应用研究 d.西北大学，2007.9 胡波.压力容器失效