Page 104 - 无损检测2023年第六期

孙贺斌, 等:

基于仿真模拟的未焊透缺陷管道安全评价

式中: Y 为无量纲系数, 与裂纹形状、 加载方式、 试样几 焊接质量进行检测, 基于检测结果假设了5种深度
何尺寸等有关; σ为外加拉应力; a 为裂纹长度的一半。 的未焊透缺陷, 借助计算机模拟仿真技术对未焊透

假设输油管道为含有单边裂纹的有限宽板条, 缺陷进行相关分析, 最终根据标准 GB / T19624 —
并且受到均匀拉应力的作用。式( 14 ) 中Y 的近似 2019 《 在用含缺陷压力容器安全评定》的有关规定

值为1.12 , 裂纹半长a 为0.0785m , 通过计算得到 对含未焊透缺陷输油管道进行安全评定, 得出以下
不同深度处未焊透缺陷应力场应力及应力强度因 结论。
子, 其结果如图7所示。 ( 1 ) 在管道内压、 介质质量和管道自重共同作用
下, 输油 管 道 未 焊 透 缺 陷 深 度 的 安 全 临 界 值 为
0.85mm 。当未焊透缺陷深度超过0.85mm 后, 难

以保证输油管道服役安全。
( 2 ) 通过仿真模拟手段针对未焊透缺陷及裂纹
尖端应力场进行安全评价, 理论分析了输油管道运
行的可靠性, 为压力管道检测评判及运行维护提供

了理论依据。
参考文献:

[ 1 ] 鲁国飞, 黄华, 王佳宁, 等. 特高压换流站调相机系统

图7 不同深度处未焊透缺陷应力场应力及应力强度因子 控制策略分析[ J ] . 电工技术, 2022 ( 7 ): 146-151.
[ 2 ] 李富荣, 马涛, 彭军. 新型调相机润滑油系统故障原因
通过查阅资料可知, 输油管道所用20钢的断裂
分析及处理[ J ] . 青海电力, 2022 , 41 ( 1 ): 71-74.
韧性为30.4 MPa · mm , 门槛应力强度因子幅度

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[ 3 ] 张曙云, 周翔. 蓄能器对大型调相机润滑油系统稳定

为1.98MPa · mm 。结合上文相关仿真与计算结
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性的改善研究[ J ] . 电气技术, 2021 , 22 ( 6 ): 82-86.
果得出以下结论。 [ 4 ] 王卿卿. 高压直流输电调相机运行状态预测与状态评

( 1 )裂纹深度不大于 1.0mm 时, 裂纹尖端应

估方法研究[ D ] . 长沙: 湖南大学, 2021.
小 于 20 钢 断 裂 韧 性
力 场 强 度 因 子 K I [ 5 ] 李俊卿, 陈雅婷, 孙福春, 等. 大型同步调相机油系统

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( 2 )裂纹深度不大于 1.0mm 时, 裂纹尖端应 1-6.
大于 20 钢门槛应力强度因子幅 [ 6 ] 范成龙, 黄启斌, 寇超, 等. 含未焊透缺陷压力管道的
力场强度因子 K I

值( 1.98MPa · mm ), 外载荷作用下裂纹尖端会继 安全评定[ J ] . 化学工程与装备, 2022 ( 2 ): 218-222.
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[ 7 ] 郭培杰. 含未熔合缺陷压力管道的安全评定[ J ] . 山东
续扩展, 随着时间的增加, 裂纹尖端应力场强度因子
化工, 2022 , 51 ( 3 ): 183-185.
增大。
K I [ 8 ] 王海锋, 郭涛, 周海彦. 在用含未焊透缺陷工业管道的
当裂纹尖端应力场强度因子达到20钢断裂韧
安全评定[ J ] . 管道技术与设备, 2021 ( 1 ): 6-8.

性( 30.4MPa · mm ) 时, 裂纹将出现失稳, 材料将 [ 9 ] 汪磊, 钱盛杰, 向登峰. 基于 CAESAR 的含未焊透缺
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发生失稳扩展, 直至脆性断裂。 陷压力管道的安全评定[ J ] . 化工装备技术, 2019 , 40
( 6 ): 24-27.
6 结论 [ 10 ] 沈峰, 黄懿. 含未焊透缺陷在用压力管道安全评定
利用X 射线无损检测技术对调相机输油管道 [ J ] . 化工设备与管道, 2018 , 55 ( 2 ): 71-73.

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2023年 第45卷 第6期
无损检测