1 范圍

      本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定的術(shù)語(yǔ)、定義和符號(hào)、總論、斷裂與塑性失效評(píng)定、疲勞失效評(píng)定。

      本標(biāo)準(zhǔn)適用于在用鋼制含超標(biāo)缺陷壓力容器的安全評(píng)定。鍋爐、管道以及其他金屬材料制容器中的受壓元件在進(jìn)行安全評(píng)定時(shí)也可參照使用。

      本標(biāo)準(zhǔn)適用于含下列類型缺陷的受壓元件的安全評(píng)定：

      a）平面缺陷：包括裂紋、未熔合、未焊透、深度大于或等于1mm的咬邊等；

      b）體積缺陷：包括凹坑、氣孔、夾渣、深度小于1mm的咬邊等。

      本標(biāo)準(zhǔn)不適用于下列壓力容器和結(jié)構(gòu)：

      a）核能裝置中承受核輻射的壓力容器和結(jié)構(gòu)；

      b）機(jī)器上非獨(dú)立的承壓部件（如壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、泵、柴油機(jī)的承壓殼或氣缸等）；

      c）承受直接火的受壓元件；

      d）電力行業(yè)專用的封閉式電氣設(shè)備的電容壓力容器（封閉電器）；

      e）潛在失效模式包含蠕變的壓力容器和結(jié)構(gòu)。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      GB/T 150.2 壓力容器 第2部分：材料

      GB/T 228（所有部分）金屬材料 拉伸試驗(yàn)

      GB/T 4161 金屬材料 平面應(yīng)變斷裂韌度K_1c試驗(yàn)方法

      GB/T 6398 金屬材料 疲勞試驗(yàn) 疲勞裂紋擴(kuò)展方法

      GB/T 21143-2014 金屬材料 準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的統(tǒng)一試驗(yàn)方法

      JB/T 4732 鋼制壓力容器 分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

      NB/T 47013.2 承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 第2部分：射線檢測(cè)

3 術(shù)語(yǔ)、定義和符號(hào)

3.1 術(shù)語(yǔ)和定義

      下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1.1

      超標(biāo)缺陷 defect exceeding standard

      超過(guò)有關(guān)壓力容器制造或驗(yàn)收法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的容許尺寸的缺陷。

3.1.2

      斷裂評(píng)定 fracture assessment

      采用斷裂力學(xué)的方法評(píng)價(jià)含缺陷壓力容器和結(jié)構(gòu)能否排除斷裂失效的安全評(píng)定。

3.1.3

      塑性失效評(píng)定 plastic collapse assessment

      采用塑性極限分析的方法評(píng)價(jià)含缺陷壓力容器和結(jié)構(gòu)能否排除塑性失效的安全評(píng)定。

3.1.4

      疲勞評(píng)定 fatigue assessment

      評(píng)價(jià)含缺陷壓力容器和結(jié)構(gòu)在預(yù)期疲勞載荷的作用下，在所要求的繼續(xù)使用期內(nèi)能否排除疲勞失效的安全評(píng)定。

3.1.5

      缺陷表征 defect characterization

      缺陷的規(guī)則化

      將實(shí)際缺陷按規(guī)則簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單幾何形狀的缺陷。

3.1.6

      等效裂紋尺寸 equivalent crack size

      在平面缺陷的簡(jiǎn)化評(píng)定中，按等應(yīng)力強(qiáng)度因子的原則，將表征后的橢圓埋藏裂紋或半橢圓表面裂紋用具有相等應(yīng)力強(qiáng)度因子的穿透裂紋代替，該穿透裂紋的半長(zhǎng)稱為上述橢圓埋藏裂紋或半橢圓表面裂紋的等效裂紋尺寸。

3.1.7

      塑性極限載荷 plastic collapse load

      采用極限分析方法，按理想塑性材料假設(shè)，以實(shí)際材料屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的平均值作為材料的流變應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，所得到的該結(jié)構(gòu)所能承受的最大載荷。

3.1.8

      塑性屈服載荷 plastic yield load

      采用極限分析的方法，按理想塑性材料假設(shè)，以實(shí)際材料屈服強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算所得到的結(jié)構(gòu)所能承受的最大載荷。

3.1.9

      鼓脹效應(yīng) bulging effect

      內(nèi)壓對(duì)殼面的作用力迫使缺陷部位殼體局部凸出，導(dǎo)致實(shí)際的裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子值高于未考慮局部凸出時(shí)計(jì)算所得的應(yīng)力強(qiáng)度因子值的現(xiàn)象。

3.1.10

      鼓脹效應(yīng)系數(shù) coefficient of bulging

      鼓脹效應(yīng)所導(dǎo)致的應(yīng)力強(qiáng)度因子增大的放大倍數(shù)。

3.1.11

      ROR材料 ROR material

      應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系滿足ε/ε_s=σ/σ_s+α(σ/σ_s)ⁿ的材料。

3.2 符號(hào)

      下列符號(hào)適用于本文件。

      A——材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率與 ΔK關(guān)系式中的系數(shù)，N-m· mm(1+3m/2) cycle^-1;

      Ap——內(nèi)壓的作用面積，mm²；

      As——接管承載面積，mm²；

      a——平面缺陷規(guī)則化后的表征裂紋尺寸（穿透裂紋長(zhǎng)度的一半；二維缺陷橢圓化后短軸長(zhǎng)度的一半，即表面裂紋的深度、埋藏裂紋自身高度的一半，或角裂紋沿接管壁的深度），mm；

      a₁——相鄰兩共面裂紋中較大者的a值（共面夾渣較深者的a值），mm；

      a₂——相鄰兩共面裂紋中較小者的a值（共面夾渣較淺者的a值），mm；

      a₄₅——接管拐角平分線方向的拐角裂紋深度，mm；

      a_f——裂紋疲勞擴(kuò)展后a的最終尺寸，mm；

      a_i——第i個(gè)疲勞（應(yīng)力）循環(huán)后的a值，i=1,2,···,n,mm

      a_j——疲勞擴(kuò)展分段計(jì)算法中第j計(jì)算段中裂紋尺寸a的近似平均值，,j=1,2,···,u,mm;

      a₀——疲勞分析初始裂紋的a值，mm；

      a——簡(jiǎn)化評(píng)定中缺陷的等效裂紋尺寸，mm；

      a_m——簡(jiǎn)化評(píng)定中缺陷的最大容許等效裂紋尺寸，mm；

      B——評(píng)定用殼體計(jì)算厚度，即扣除一個(gè)評(píng)定周期的內(nèi)、外壁腐蝕量后的缺陷附近容器殼體壁厚（(B=B₀-C₂)

      B₁——計(jì)算對(duì)接焊接接頭中因錯(cuò)邊引起的彎曲二次應(yīng)力時(shí)，錯(cuò)邊兩側(cè)的容器壁厚的較大值，mm；

      B₂——計(jì)算對(duì)接焊接接頭中因錯(cuò)邊引起的彎曲二次應(yīng)力時(shí)，錯(cuò)邊兩側(cè)的容器壁厚的較小值，mm；

      B₄₅——接管拐角平分線方向的容器壁厚，mm；

      B_min——接管內(nèi)拐角至外拐角的距離，mm；

      B_n——評(píng)定用接管計(jì)算厚度，即扣除一個(gè)評(píng)定周期內(nèi)外壁腐蝕量后的缺陷附近接管壁厚，mm；

      B₀——缺陷附近實(shí)測(cè)容器殼體壁厚，mm；

      b——在計(jì)算對(duì)接焊接接頭中因錯(cuò)邊引起的彎曲二次應(yīng)力的公式中，容器壁厚參數(shù)的指數(shù)項(xiàng)；

      C₂——一個(gè)評(píng)定周期內(nèi)因內(nèi)外壁介質(zhì)腐蝕而導(dǎo)致的壁厚減薄量，mm；

      c——表征橢圓埋藏裂紋或半橢圓表面裂紋在沿殼體表面方向的半長(zhǎng)，mm；

      c₁——相鄰兩共面裂紋中較大者的c值（共面夾渣中較深者的c值），mm；

      c₂——相鄰兩共面裂紋中較小者的c值（共面夾渣中較深者的c值），mm；

      c_f——裂紋疲勞擴(kuò)展后c的最終尺寸，mm；

      c_i——第i個(gè)疲勞（應(yīng)力）循環(huán)后的c值，mm；

      c_j——疲勞擴(kuò)展分段計(jì)算法中第j計(jì)算段中裂紋尺寸c的近似平均值，,j=1,2,···,u,mm;

      c₀——疲勞分析初始裂紋的c值，mm；

      D——容器平均直徑，mm；

      D_n——接管平均直徑，mm；

      d——疲勞評(píng)定時(shí)，大小不同的應(yīng)力變化范圍的種數(shù)；

      d＇——計(jì)算對(duì)接焊接接頭中因棱角引起的彎曲二次應(yīng)力時(shí)，在與焊縫垂直的截面上，棱角的直邊段在壁厚方向上的投影長(zhǎng)度的一半，mm；

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