壓力管道安全運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究及應(yīng)用.pdf

1、壓力管道是具有一定危險(xiǎn)性的承壓構(gòu)件，管道內(nèi)的介質(zhì)往往具有高溫、高壓、易燃和易爆性質(zhì)，一旦發(fā)生泄漏或爆炸，會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性事故發(fā)生，使人民生命財(cái)產(chǎn)遭受巨大損失，并直接影響社會(huì)安定。處于高溫高壓及腐蝕環(huán)境中的壓力管道常常會(huì)在服役期間產(chǎn)生裂紋，這些裂紋的擴(kuò)展有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故，對(duì)壓力管道的安全運(yùn)行造成威脅。
　　在實(shí)際的石油、化工生產(chǎn)中，為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性，出現(xiàn)裂紋的壓力管道不可能立即更換。而斷裂力學(xué)及現(xiàn)代材料科學(xué)也已證實(shí)：含有一定

2、深度的裂紋的管道仍然具有一定的承壓能力。
　　而對(duì)于含裂紋的壓力管道，為了保證其安全運(yùn)行，關(guān)鍵是要了解裂紋的擴(kuò)展情況，并計(jì)算出裂紋的斷裂力學(xué)參量，通過(guò)其與材料斷裂韌性的比較，判斷管道是否能安全運(yùn)行?；谶@種情況，本論文對(duì)含有縱向內(nèi)裂紋的壓力管道做了如下研究：運(yùn)用有限元分析方法，探討了壓力管道內(nèi)表面裂紋的長(zhǎng)度及深度對(duì)裂紋處表面周向應(yīng)變的影響，得到了含縱向內(nèi)裂紋壓力管道裂紋中心處外表面周向應(yīng)變隨裂紋長(zhǎng)度及深度的變化規(guī)律；利用光纖光柵傳

3、感技術(shù)，建立了壓力管道裂紋監(jiān)測(cè)裝置，運(yùn)用該裝置對(duì)含縱向內(nèi)裂紋壓力管道裂紋中心處外表面周向應(yīng)變進(jìn)行了測(cè)試與分析，測(cè)試結(jié)果與有限元分析結(jié)果有較好的一致性；建立了含裂紋管道安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的壓力管道裂紋監(jiān)測(cè)裝置和電腦安全評(píng)定系統(tǒng)可以將測(cè)得的裂紋中心處外表面周向應(yīng)變轉(zhuǎn)化為裂紋的斷裂力學(xué)參量——應(yīng)力強(qiáng)度因子，并將計(jì)算值與材料的斷裂韌性進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)含裂紋管道安全性的評(píng)定，從而保證含裂紋壓力管道的安全運(yùn)行。
　　由于對(duì)含裂紋缺陷壓力管