王永亮*

（武汉工程大学机电工程学院）

0 前言

在实际工程中，裂纹是在役容器损伤的主要来源之一，因此研究并防止该类结构发生裂纹缺陷对于设备安全运行具有重要的意义。应力强度因子是断裂力学中表征裂纹尖端应力应变场的重要参数，其应力强度因子越大，裂纹就越容易扩展[1]。在损伤容器设计和缺陷安全评定过程中，准确计算压力容器及相关结构的缺陷或疲劳断裂的应力强度因子（SIFS），对断裂力学的研究具有重要的指导意义[2]。国内大部分学者根据API 579/ASME FFS-1 标准中的相关评定方法对压力管道腐蚀及其剩余强度进行了研究，在役容器中裂纹缺陷的应力强度因子也是研究的重中之重。本文旨在通过考虑不同尺寸的受内压空心圆柱体内表面的半椭圆形表面裂纹，并对比分析有限元分析软件ANSYS，标准API 579 / ASME FFS-1，标准GB/T 19624 —2019《在用含缺陷压力容器安全评定》求解得到应力强度因子KI的结果。

1 API 579计算方法

美国标准API 579/ASME FFS-1 考虑各种裂纹和阀体几何形状的每个附件解决方案，对KI进行估算[3]。API 579/ASME FFS-1 标准附录9B 中给出了圆筒、球壳、开孔接管、管道三通和螺栓等相关结构的简单应力强度因子解。本文研究对象为受内压空心圆柱体的轴向半椭圆形表面裂纹，其应力强度因子KI可按式（1）计算：

当 =90°时：

2 GB/T 19624—2019计算方法

在化工容器裂纹缺陷方面，国内标准中GB/T 19624—2019《在用含缺陷压力容器安全评定》为在役容器在规定的使用条件下能否继续安全使用提供了依据[4]。在GB/T 19624—2019 标准附录D 中规定了内压圆……