1 范圍

      本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在用含缺陷壓力容器安全評定的術(shù)語、定義和符號、總論、斷裂與塑性失效評定、疲勞失效評定。

      本標(biāo)準(zhǔn)適用于在用鋼制含超標(biāo)缺陷壓力容器的安全評定。鍋爐、管道以及其他金屬材料制容器中的受壓元件在進(jìn)行安全評定時(shí)也可參照使用。

      本標(biāo)準(zhǔn)適用于含下列類型缺陷的受壓元件的安全評定：

      a）平面缺陷：包括裂紋、未熔合、未焊透、深度大于或等于1mm的咬邊等；

      b）體積缺陷：包括凹坑、氣孔、夾渣、深度小于1mm的咬邊等。

      本標(biāo)準(zhǔn)不適用于下列壓力容器和結(jié)構(gòu)：

      a）核能裝置中承受核輻射的壓力容器和結(jié)構(gòu)；

      b）機(jī)器上非獨(dú)立的承壓部件（如壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、泵、柴油機(jī)的承壓殼或氣缸等）；

      c）承受直接火的受壓元件；

      d）電力行業(yè)專用的封閉式電氣設(shè)備的電容壓力容器（封閉電器）；

      e）潛在失效模式包含蠕變的壓力容器和結(jié)構(gòu)。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      GB/T 150.2 壓力容器 第2部分：材料

      GB/T 228（所有部分）金屬材料 拉伸試驗(yàn)

      GB/T 4161 金屬材料 平面應(yīng)變斷裂韌度K_1c試驗(yàn)方法

      GB/T 6398 金屬材料 疲勞試驗(yàn) 疲勞裂紋擴(kuò)展方法

      GB/T 21143-2014 金屬材料 準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的統(tǒng)一試驗(yàn)方法

      JB/T 4732 鋼制壓力容器 分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

      NB/T 47013.2 承壓設(shè)備無損檢測 第2部分：射線檢測

3 術(shù)語、定義和符號

3.1 術(shù)語和定義

      下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1.1

      超標(biāo)缺陷 defect exceeding standard

      超過有關(guān)壓力容器制造或驗(yàn)收法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的容許尺寸的缺陷。

3.1.2

      斷裂評定 fracture assessment

      采用斷裂力學(xué)的方法評價(jià)含缺陷壓力容器和結(jié)構(gòu)能否排除斷裂失效的安全評定。

3.1.3

      塑性失效評定 plastic collapse assessment

      采用塑性極限分析的方法評價(jià)含缺陷壓力容器和結(jié)構(gòu)能否排除塑性失效的安全評定。

3.1.4

      疲勞評定 fatigue assessment

      評價(jià)含缺陷壓力容器和結(jié)構(gòu)在預(yù)期疲勞載荷的作用下，在所要求的繼續(xù)使用期內(nèi)能否排除疲勞失效的安全評定。

3.1.5

      缺陷表征 defect characterization

      缺陷的規(guī)則化

      將實(shí)際缺陷按規(guī)則簡化為一個(gè)簡單幾何形狀的缺陷。

3.1.6

      等效裂紋尺寸 equivalent crack size

      在平面缺陷的簡化評定中，按等應(yīng)力強(qiáng)度因子的原則，將表征后的橢圓埋藏裂紋或半橢圓表面裂紋用具有相等應(yīng)力強(qiáng)度因子的穿透裂紋代替，該穿透裂紋的半長稱為上述橢圓埋藏裂紋或半橢圓表面裂紋的等效裂紋尺寸。

3.1.7

      塑性極限載荷 plastic collapse load

      采用極限分析方法，按理想塑性材料假設(shè)，以實(shí)際材料屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的平均值作為材料的流變應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，所得到的該結(jié)構(gòu)所能承受的最大載荷。

3.1.8

      塑性屈服載荷 plastic yield load

      采用極限分析的方法，按理想塑性材料假設(shè)，以實(shí)際材料屈服強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算所得到的結(jié)構(gòu)所能承受的最大載荷。

3.1.9

      鼓脹效應(yīng) bulging effect

      內(nèi)壓對殼面的作用力迫使缺陷部位殼體局部凸出，導(dǎo)致實(shí)際的裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子值高于未考慮局部凸出時(shí)計(jì)算所得的應(yīng)力強(qiáng)度因子值的現(xiàn)象。

3.1.10

      鼓脹效應(yīng)系數(shù) coefficient of bulging

      鼓脹效應(yīng)所導(dǎo)致的應(yīng)力強(qiáng)度因子增大的放大倍數(shù)。

3.1.11

      ROR材料 ROR material

      應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系滿足ε/ε_s=σ/σ_s+α(σ/σ_s)ⁿ的材料。

3.2 符號

      下列符號適用于本文件。

      A——材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率與 ΔK關(guān)系式中的系數(shù)，N-m· mm(1+3m/2) cycle^-1;

      Ap——內(nèi)壓的作用面積，mm²；

      As——接管承載面積，mm²；

      a——平面缺陷規(guī)則化后的表征裂紋尺寸（穿透裂紋長度的一半；二維缺陷橢圓化后短軸長度的一半，即表面裂紋的深度、埋藏裂紋自身高度的一半，或角裂紋沿接管壁的深度），mm；

      a₁——相鄰兩共面裂紋中較大者的a值（共面夾渣較深者的a值），mm；

      a₂——相鄰兩共面裂紋中較小者的a值（共面夾渣較淺者的a值），mm；

      a₄₅——接管拐角平分線方向的拐角裂紋深度，mm；

      a_f——裂紋疲勞擴(kuò)展后a的最終尺寸，mm；

      a_i——第i個(gè)疲勞（應(yīng)力）循環(huán)后的a值，i=1,2,···,n,mm

      a_j——疲勞擴(kuò)展分段計(jì)算法中第j計(jì)算段中裂紋尺寸a的近似平均值，,j=1,2,···,u,mm;

      a₀——疲勞分析初始裂紋的a值，mm；

      a——簡化評定中缺陷的等效裂紋尺寸，mm；

      a_m——簡化評定中缺陷的最大容許等效裂紋尺寸，mm；

      B——評定用殼體計(jì)算厚度，即扣除一個(gè)評定周期的內(nèi)、外壁腐蝕量后的缺陷附近容器殼體壁厚（(B=B₀-C₂)

      B₁——計(jì)算對接焊接接頭中因錯(cuò)邊引起的彎曲二次應(yīng)力時(shí)，錯(cuò)邊兩側(cè)的容器壁厚的較大值，mm；

      B₂——計(jì)算對接焊接接頭中因錯(cuò)邊引起的彎曲二次應(yīng)力時(shí)，錯(cuò)邊兩側(cè)的容器壁厚的較小值，mm；

      B₄₅——接管拐角平分線方向的容器壁厚，mm；

      B_min——接管內(nèi)拐角至外拐角的距離，mm；

      B_n——評定用接管計(jì)算厚度，即扣除一個(gè)評定周期內(nèi)外壁腐蝕量后的缺陷附近接管壁厚，mm；

      B₀——缺陷附近實(shí)測容器殼體壁厚，mm；

      b——在計(jì)算對接焊接接頭中因錯(cuò)邊引起的彎曲二次應(yīng)力的公式中，容器壁厚參數(shù)的指數(shù)項(xiàng)；

      C₂——一個(gè)評定周期內(nèi)因內(nèi)外壁介質(zhì)腐蝕而導(dǎo)致的壁厚減薄量，mm；

      c——表征橢圓埋藏裂紋或半橢圓表面裂紋在沿殼體表面方向的半長，mm；

      c₁——相鄰兩共面裂紋中較大者的c值（共面夾渣中較深者的c值），mm；

      c₂——相鄰兩共面裂紋中較小者的c值（共面夾渣中較深者的c值），mm；

      c_f——裂紋疲勞擴(kuò)展后c的最終尺寸，mm；

      c_i——第i個(gè)疲勞（應(yīng)力）循環(huán)后的c值，mm；

      c_j——疲勞擴(kuò)展分段計(jì)算法中第j計(jì)算段中裂紋尺寸c的近似平均值，,j=1,2,···,u,mm;

      c₀——疲勞分析初始裂紋的c值，mm；

      D——容器平均直徑，mm；

      D_n——接管平均直徑，mm；

      d——疲勞評定時(shí)，大小不同的應(yīng)力變化范圍的種數(shù)；

      d＇——計(jì)算對接焊接接頭中因棱角引起的彎曲二次應(yīng)力時(shí)，在與焊縫垂直的截面上，棱角的直邊段在壁厚方向上的投影長度的一半，mm；

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