考虑焊接残余应力的含缺陷结构安全评定方法评价
2021-11-01汪宇宸周帼彦蒋文春涂善东
压力容器 2021年9期
汪宇宸,周帼彦,蒋文春,涂善东
(1.华东理工大学 机械与动力工程学院 承压系统与安全教育部重点实验室,上海 200237;2.中国石油大学(华东) 新能源学院,山东青岛 266580)
0 引言
在压力容器和管道的焊接过程中,由于焊接区域组织相变、扩散、熔化、流动、凝固、热传递、应力变形等热-力-冶金多因素行为交互作用,不可避免地会产生焊接残余应力[1]。焊接制造过程中的多次熔敷过程,使焊道经历多重热循环的叠加作用,造成焊接接头处有极为复杂的残余应力分布[2-7],可能导致结构发生脆性断裂、氢鼓包、氢致开裂、疲劳破坏等失效形式,对设备的预期寿命(疲劳、应力腐蚀开裂等)产生较大的影响[8-11]。因此,在结构安全评定中准确计入焊接残余应力的影响,对保障设备长寿命安全运行具有重要的意义。
在役压力容器及管道的焊缝结构中出现裂纹状缺陷已屡见不鲜[12]。此类缺陷对设备安全使用产生不良影响,需通过含缺陷结构安全评定标准计算判定是否可继续安全服役。目前,国内外主要的含缺陷结构安全评定标准包括:GB/T 19624—2019《在用含缺陷压力容器安全评定》,SINTAP:1999《欧洲工业结构完整性评定规程》,BS 7910:2019《金属结构中缺陷验收评定方法指南》和API 579/ASME FFS-1:2016《合于使用》(以下分别简称GB/T 19624,SINTAP,BS 7910和API 579)等。以上标准均可进行安全评定,但各自的适用范围和评定方法不尽相同。近年来,国际上结构完整性研究学者已意识到,现有标准对残余应力的考虑过于简单,进而展开了相应的研究工作[13-14]。
本文通过对比……
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