缺陷管道适用性评价技术研究进展

16化工机械2014年缺陷管道适用性评价技术研究进展朱晏萱(克拉玛依职业技术学院机械工程系)摘要总结了近年来缺陷管道适用性评价技术的研究情况，随着断裂力学与计算机软件技术的不断发展，缺陷管道适用性评价技术也逐渐趋于完善。建立科学的适用性和完整性评价技术体系对我国油气管道的安全长期运行有着重要的意义。关键词管道适用性评价强度评价剩余寿命预测可靠性分析风险管理中图分类号TQ055．81文献标识码A文章编号0254—6094(2014)Ol_0016—05随着断裂力学的发展，国际上已经发展了一系列适用性安全评价方法，但是这些规范和方法只针对核工业及压力容器，1991年美国机械工程师学会提出了ASME．B31G《确定腐蚀管线的剩余强度手册》，但该规范仅适用于评价体积型腐蚀缺陷，在使用效果上达不到评价的目的。管道适用性评价技术是对含缺陷管道能否继续使用、如何使用和使用时间进行判定的技术，它是建立于现代断裂力学、弹塑性力学及可靠性理论基础上，可以对管道缺陷进行严格的理论分析，对缺陷从形核、扩展、失效及失效后果做出判断，最终形成处理意见。国内在管道适用性评价方面的研究起步较晚，对缺陷管道的适用性评价只是在近年才开始研究“，根据国内油气管道的腐蚀特点有必要探索出适用范围较广、评价可靠性更高的适用性安全评价方法。1管道适用性评价内容管道适用性评价的内容一般包含管道的剩余强度分析、剩余寿命预测、可靠性分析及风险管理等，管道剩余强度评价的目的是研究某一缺陷在给定压力下能否存在，其评价是在检测的基础上，通过严格的理论分析，达到科学地指导管道的维修计划和安全生产管理的目的。管道剩余寿命预测则是预测在役管道的安全服役时间，它建立在缺陷动力学和材料力学性能及性能退化规律之上，能够为设备科学的制定检修周期提供依据。管道可靠性分析是保证管道在规定条件下、规定时间内某项功能(如输送量、输送压力和温度)的概率。其影响因素与剩余强度和剩余寿命的影响因素类似。风险管理是当前安全评估的研究热点，应用于管道上即指通过管道运行中风险的识别和评价来制定相应的风险控制措施，通过不断地改进，使风险降到可接受的水平。2管道的剩余强度评价2．1ASME—B31G准则方法基本的ASME-B31G准则是利用Kiefner和Vieth编译的86个数据库，用ASME—B31G准则对管线的失效压力或最大允许工作压力进行预测H，但该方法预测剩余强度和允许工作压力偏保守，随后Kiefner和Vieth进行了改进，对流变应力进行修改，并修改了热膨胀系数M：f=(+I，)／2(1)r，f=r，+68．95(2)f[⋯．62s-0．003375r，032×+3_3，>50(3)修改后的金属损失面积A=0．85a×2c(。为缺陷深度，c为缺陷半长)。宋旭等认为无论是ASMEB31G：1984标准中还是ASMEB31G：1991朱晏萱，女，1982年12月生，讲师。新疆维吾尔自治区克拉玛依市，833600。第41卷第1期化工机械17标准中，流变应力的结果均偏保守，建议将流变应力变为Or=(。+Or)／2。初飞雪等则认为应用样条曲线求解腐蚀剖面曲线投影面积可以提高B31G公式的预测精度，降低B31G的保守程度。2．2弹性极限法与塑性理论法一般管线用第一强度理论也就是最大应力理论、最大切应力理论和能量理论，对于长输管线则采用第四强度理论。依据第四强度理论，综合应力(Mises)必须小于等于管材的屈服强度(=Jor[+2一1or2≤Or)，否则发生失效加。塑性理论法的计算模型常用Klever模型、Smith模型及弹性补偿法