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电站含缺陷压力容器的安全评定技术

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2015-8-8 8:27:06 人气: 标签:

  在进行电站锅炉压力容器定期检验时,常发现压力容器存在缺陷,缺陷因各种原因不能消除。含缺陷运行的锅炉压力容器是电厂的大安全隐患,所以压力容器的安全评定显得极为重要。

  1含缺陷压力容器评定现状基于合于使用旧比脱沈广原则的含缺陷压力容器的安全评定,直是国内外工程界关注的热点问。2,世纪7,年代以来,国际国内均开展了卓有成效的研究,提出了系列含缺陷结构安全评定准则及评定方法。

  合于使用原则是针对完美无缺原则而言过程中均不能有任何缺陷存在,即结构应该完美无缺,否则就要返修或报废。后来,英国的焊接专家通过大量的试验证明在铝合金焊接接头中,即使有大量的气孔,对该接头的强度无任何不利影响,而返修却会造成结构或接头使用性能的降低。依据该研究,英国焊接研究所首先提出合于使用的概念,它建立在应力分析断裂力学材料试验质量检,无损探伤等科学研究方法的基础上,明确承认焊接结构存在构件,偏差材料性能偏差和缺陷的可能性。

  目前,基于合于使用原则的含缺陷压力容器度的应用,在电力行业应用较少,但电站同样存在着大量的压力容器需要进行超标缺陷的安全评估。针对电站典型的压力容器,开展含缺陷压力容器应力分析和安全评定工作,对保证含缺陷结构的安全运行减少不必要的返修提电厂的经济效益等均具有重要意义。

  2基于合于使用原则的压力容器安全评定合于使用原则的基础是理论分析和实验测试地保证了压力容器不发生任何已知机制的失效事故。换句话说,合于使用原则对设计制造人员的要求更高了,而不是像有人片面误解的那样,认为合于使用原则是对结构的质量降低了要求1.

  2.1合于使用原则的使用合于使用原则用于压力容器设计阶段,以确定其尺寸的允许偏差和缺陷的允许值;用于压力容器制造过程,以确定其是否可以验收;用于压力容器使用过程,以评定所发现的裂纹,确定其是否可以存在;也可用于已有压力容器在新的使用条件下的安全评定等。

  基于合于使用原则的安全评定方法,可以避免压力容器在生产和使用过程中许多不必要的返修报废等,可以更加客观地判断压力容器的安全性,从而产生巨大的经济利益,是种值得大力推广2.2安全评定的基本过程,在基于合于使用原则的评定过程中,需要输人载荷类裂纹缺陷和断裂韧度3个参量,因此其评定过程般可以分为通过实验或数值模拟的方法进行应力参量分析,计算测定构件有缺陷部位的应力,包括外载荷产生的应力和残余应力。

  通过定量无损检测,测定缺陷的种类取向大小等,并进行缺陷的规则化及复合等。

  服强度,断裂韧性尺1;等。推荐采用实测数据。

  最后,根据以上结果进行断裂力学计算,并通过相关的安全评定标准判断其安全性。在此过程中,定要考虑材料的使用环境,如温度腐蚀介质等。

  2.3我国的在用含缺陷压力容器安全评定3 196242004在用含缺陷压力容器安全评定的国家标准,该标准依据合于使用和最弱环原则,用于判别在用压力容器在规定的使用工况下能否继续使用,是种适用于工程实际的评定方法。

  3压力容器安全评定断裂力学理论压力容器的安全评定规范建立在断裂力学基础上,断裂力学是将各种缺陷简化为规则的裂纹后进行的力学分析。

  3.1线弹性断裂判据美国ASME锅炉及压力容器规范是最早把断裂力学用于容器设计和缺陷评定的文件,规范中采用了线弹性断裂力学基础,使用的安全判据为根据上述判据,由定量无损检测得出的裂纹尺寸和应力分析得出裂纹区域所受的应力,计算得到应力强度因子心与相应温度下材料的断裂韧度做比较,判断压力容器是否安全。

  3.2弹塑性断裂判据线弹性断裂力学只适用于解决裂纹尖端发生小范围屈服的情况,而对于压力容器等用高韧度材料制造的含缺陷结构,其断裂特征可能是延性的,裂纹在起裂后尚有相当长的稳定扩展阶段才发生失稳断裂,仍用线弹性断裂力学的理论进行分析就过于保守,不能充分利用材料的承载能力,于是弹塑性断裂力学被引入压力容器的安全评定中来。

  D理论是以DM窄条屈服模型为基础的弹塑性断裂准则,其核心是描述无量纲张开位移,计曲线。其中,5为裂纹尖端张开位移为原始裂纹半长,是材料的屈服应变;是受均匀拉伸无限大板中,在穿透裂纹中部跨裂纹标距长21上的标称应变。,设计曲线较为直观简单,用于压力容器安全评定也比较方便,因此在70年代末至80年代初,030设计曲线法在国际压力容器安全评定规程中占有统治地位,使压力容器安全评定技术从采用线弹性断裂分析过渡到采用弹塑性断裂分析,使安全评定技术迈上个新台阶。

  美国人尺提出的积分理论,利用避开裂纹尖端与路径无关的能量线能量积分来描述裂纹尖端的应力应变场。与之相应的利用积分与同材料相应的临界值可以建立的安全判据为7凡,这个判据本质上是个能量判据,是个物理意义明确而且理论上严格的应力应变场参量。这理论成功地避开了裂纹尖端这复杂的区域,也较好地解决了,30理论中存在的些分歧。在工程实践中0100测试方法较成熟,得到普遍使用,也广泛应用于压力容器安全评定过程中。

  3.30的发展1978年英国中央电力研究院003首先提出了双判据法,并将此方法应用于带缺陷结构完整性容器安全评定技术步入了失效评定,时代。根据材料的性能参数缺陷尺寸及缺陷所在部位的应力参量计算得出评定点,然后根据评定点所在位置得出相应的结论。这种方法简单明了结果可靠,在核电火电压力容器和管道方面得到了广泛的应用。由,1窄条屈服模型出发导出的失效评定1下转第16页河此电力技术从田接点动作发合263断路器命令到选线器自检发合201断路器命令的时间相差517.77,与升压站带电时母联201断路器晚于263断路器516 mS合上的NCS记录完全吻合。

  合闸接点合闸脉宽接点5申产4.6HJ线圈并联续流极管后反电势波形在合闸中间继电器8线圈两端并联续流极管及泻放电阻后,又模拟实际情况进行了数百次合263断路器的试验,选线器未出现受干扰复位自检后误合其他断路器的现象。并联续流极管后录取且峰值被限制在240以下,效果非常明显。

  5改进和建议为了增强可靠性,建议在并联续流极管的同时,合闸中间继电器只不再使用025型延时返回中间继电器,而改用,2尺型快速中间继电器。这种快速中间继电器的动作时间和返回时间都只有几个毫秒,能够保证同期装置合闸接点断开时,中间继电器HJ接点快速返回,即使出现选线器误复位自检,也不可能误合上其他断路器范镉普。发电厂电气部分。北京水利电力出版社,1993.

  陶然,熊为群。继电保护自动装置及次回路北京中国电力出版社,2000.

  后来,美国电力研究院尺1研究了尺6失效评定曲线,用积分取代,厘窄条屈服模型,给出了新的失效评定曲线化指数有关。尺1的失效评定曲线考虑了多种参量的影响,比英国,08的原尺6失效评定更合理更先进。

  随后,003在研究了尺1的失效评定曲线后,对原有的失效评定曲线作了彻底修改,提供了难易程度不同的3种选择曲线,使得失效评定在压力容器安全评定中的地位得到进步提升。

  随着压力容器安全评定技术,如模糊评定技术专家系统基于人工神经网络的智能化评定技术的发展与应用,传统的断裂力学理论不断与模糊数学计算机理论知识相结合,使断裂力学理论不断向前发展。这必将促使新的评定技术的出现,使基于合于使用原则的压力容器安全评定理论更加完善。

  4电站压力容器安全评定技术针对电站压力容器,使用合理的评定技术对其进行缺陷安全性评定。主要步骤如下选择缺陷评定标准,掌握评定的方法;根据相关试验标准测试母材及焊缝拉伸性能和断裂,性参数;使用数值模拟析,得出缺陷所在部位的应力分布状况;编制缺陷安全评定专家系统,并对缺陷进行安全评定,得出相应确定含缺陷压力容器能否安全使用,对电厂的安全运行具有重要意义。

  霍立兴。焊接结构的断裂行为及评定。北京机械工业出版刘朝军。缺陷评定的原理与方法。中国锅炉压力荇器安全,2002.

  68丁1962420,4,在用含缺陷压力容器安全评定3.

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