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局部减薄圆柱壳爆破压力试验研究与计算方法

2021-09-16陈虹港李思源马建生李祚成苗世得张玉福苏嘉庆

石油化工设备 2021年5期

陈虹港,李思源,马建生,李祚成,苗世得,张玉福,苏嘉庆

(1.机械工业上海蓝亚石化设备检测所有限公司,上海 201518;2.兰州石油机械研究所有限公司,甘肃 兰州 730050;3.中国石油 大连石化公司,辽宁 大连 116011)

在压力容器和管道中,由于介质腐蚀、冲蚀和机械损伤等原因,其器壁和管壁可能产生局部减薄缺陷,影响构件的安全性能和完整性。为了评估局部减薄构件在内压工况下的完整性,国内外开展了大量的试验研究,取得了很多成果,制定发布的评定标准有美国的 ASME B31G—2009《Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines》[1]、API 579-1/ASME FFS-1—2007 《Fit-for-Service》[2]、 英国 BG 和挪威DNV合作发布的 DNV RP-F101—2004《Corroded Pipelines》[3]以及我国的GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》[4]等。国外的研究以局部减薄圆柱壳的内压爆破试验为基础,采用试件爆破压力试验数据和有限元计算数据进行拟合,得到计算构件爆破 (失效)压力的经验公式。在评定计算公式中,对圆柱壳局部减薄缺陷尺寸,一般只使用沿壁厚的减薄深度和沿轴向减薄长度,而没有考虑缺陷沿环向的宽度对失效压力的影响[5-7]。我国对局部减薄圆柱壳的强度研究主要利用有限元和数值分析方法求解构件的内压极限载荷,然后进行拟合,得出剩余强度系数的拟合计算公式[8-10]。文献[11-12]利用有限元方法研究局部减薄缺陷沿壳体环向宽度对内压极限载荷的影响,得出的结果是,评定局部减薄圆柱壳剩余强度时,不能忽略局部减薄宽度的影响。但用试验结果验证还比较少。为此设计制作了一批局部减薄圆柱壳试件,在内压试验中测定试件的爆破压力和爆破载荷剩余强度系数试验值RSFbt。……

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