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钢铁材料的强度可靠性分析在压力容器检验中的应用

木木文档网 发表于:2022-11-16 18:40:08 来源:网友投稿

【摘 要】 本文试以在用受内压钢制压力容器筒体壁厚均匀腐蚀减薄,对其进行强度校核为例,说明可靠性分析方法的应用。

【关键词】 压力容器 失效分析 可靠度 腐蚀 检验

在压力容器检验中,人们常常会发现发生于母材的各种腐蚀缺陷,如点腐蚀、均匀腐蚀,出现筒体壁厚减薄现象,材料的强度具有离散性,即使同一种材料,在相同的热处理规范和试验条件下,其强度值也呈现不同程度的波动;零部件所受的应力也因其尺寸、形状的误差以及表面加工粗糙度的不同而呈现不同程度的波动;此外,所受的载荷,即使是静载荷也不是完全确定性的。所以,只有将这些设计参数看作服从某种分布的随机变量,建立统计数学模型,运用概率统计方法进行计算,才能全面地描述校核对象,所得结果才更符合实际情况。我们把这种运用概率统计方法进行的分析称为可靠性分析或失效分析。把这一分析方法引入到在用压力容器的强度校核中,对保证压力容器安全运行很有必要,将能显著地节约设备成本,为企业带来巨大的技术经济效益。

1 理论分析

2 随机参数的估计与分析

2.1 应力参数

2.2 强度参数

3 工程实例

某在用钢制压力容器壳体材料:16MnR,设计压力P=8± 0.5MPa,温度:常温,壳体内径:φ1000mm,原名义壁厚:28mm,焊缝系数:1.0。经检查壳体内壁发生均匀腐蚀,取下一检验周期的腐蚀裕量为2mm。现对该容器是否可以在下一周期继续使用进行可靠性分析。

3.1 壁厚测量数据如下(单位:mm)(如表1)

4 结语

(1)可靠性设计比常规设计具有众所周知的优点,而可靠性分析法也能很好地应用于在用压力容器的强度校核分析。可靠性分析法不仅能在预设的允许破坏概率下设计出容器筒体的壁厚,而且能在在用耗损的状态下计算出其继续使用的可靠度。这将为企业有关负责人做重要决策时提供量化的科学依据。(2)对在用压力容器进行强度校核前,必须按照TSGR7001-2004《压力容器定期检验规则》对设备内外进行详细检查,在不违背国家有关法规规定的情况下,才能应用可靠性分析进行强度校核分析。(3)本文试以在用受内压钢制压力容器筒体壁厚均匀腐蚀减薄,对其进行强度校核为例,说明可靠性分析方法的应用。可靠性分析方法应用范围远不仅于此,它不仅可用于各种压力容器的静强度计算,也可以用于疲劳分析和断裂力学计算等方面。

参考文献:

[1]国家技术监督局.钢制压力容器.北京:中国标准出版社,1998.

[2]应锦春.现代设计方法.中国科学技术出版社,1990.

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