宁朝阳，黎 佳

（湖南工业职业技术学院，湖南 长沙 410208）

0 引言

压力容器是广泛应用于石油化工、冶金、电力等行业的中一种通用设备[1]。由于多种不可避免因素的影响，必将出现多种缺陷，其中最为常见的是裂纹。对于裂纹，很有必要在造成危害前做到预警，采取必要的措施，减少损失。本文提出对压力容器板壳上的穿透裂纹在扩展过程中的安全性变化进行分析，并对失效路径进行仿真，同时提出了一种预测压力容器板壳中穿透裂纹扩展中安全临界尺寸的新思路，进而计算出穿透裂纹允许的应力最大循环次数。

1 对裂纹安全性的评定

国内外对于压力容器缺陷评定技术已经进行了大量的研究，取得了不少成果。就目前，对于裂纹安全性的评定，认可度比较高是英国新R6 标准，该标准使用失效评定图技术[1]，如图1 所示。

图1 中，FAC 曲线的标准方程[2]为：Kr=（1-0.14Lr2），其中的Kr和Lr可以用下列公式[3]进行计算：

式中： KI—应力强度因子；KIC—断裂韧性；P—施加载荷；P0—塑性失稳极限载荷。

用英国新R6 评定标准进行评定的基本思路是： 分析裂纹的受力情况，依公式计算出Kr和Lr，在图中描出评定点，如果评定点落在安全区内，则安全的。否则为不安全的[4]。

图1 通用失效评定图Fig.1 The failure assessment graph

即使评定出来的裂纹是安全的，但是裂纹在扩展过程中最终会使评定出来的结论失效，所以对于裂纹在扩展过程中的安全性分析预测是保证压力容器正常使用的重要途径。

2 压力容器板壳上穿透裂纹扩展的变化预测

穿透裂纹是一种典型的裂纹。……