含缺陷壓力管道安全評定方法研究的現狀與發展

王靖

摘 要：壓力管道以其自身所具備的功能在各個領域當中得到較為廣泛的應用，在對其進行安置的過程中，需要按照較為特殊的規范對其進行安裝，使得其焊接過程存在較多缺陷。此外，技術的發展使得其質量逐漸得到提高，但是其在現實應用的過程中難以避免地存在各種缺陷，使得其現實功能無法得到充分發揮。因此，必須針對此種狀況進行必要的研究。文章針對安全評定對壓力管道的現實意義展開必要分析，將斷裂力學工程安全評定方式的具體應用現狀進行描述，針對壓力管道失效評定準則進行解讀，最后對壓力管道缺陷安全評定發展進行展望。

關鍵詞：缺陷；壓力管道；安全評定

前言

能源、化工等領域的發展使得壓力管道得到較為廣泛的應用。其在現實應用的過程中，需要在高溫、高壓等風險狀況下展開工作，如果其出現破損就會造成十分嚴重的安全事故，使我國的相關行業遭受重大損失，人們的生命安全也受到較為嚴重的威脅。因此，針對其進行安全評定具有重要的現實意義。

1 安全評定對壓力管道的現實意義

當前，我國的工業化進程不斷向前推進，使得能源等行業急速發展，壓力管道的應用隨之增加。其本身擔負運輸職責，而運輸原料本身屬于高危原料，具有易燃、易爆等特點，所以，一旦管道存在缺陷，便會造成泄漏或者爆炸等事故，在遭受重大經濟損失的同時，也會對人們的人身安全造成負面影響[1]。在各種因素的作用之下，其會發生損壞，導致重大事故的發生，事實證明，其在進行應用的過程中如果輸送的原料使其工作壓力超過自身承受的限定范圍便會出現彎曲。這種情況如果不能夠被及時發現，在長時間的負面影響之下，其可能出現的損害狀況將會更加明顯。

不僅如此，如果其處于長時間高負荷的工作壓力之下，便會使其自身抗壓性能遭受破壞。如此，其便會在應用的過程中難以避免地受到高壓風險，長此以往，其便會在內部壓力的作用下出現損毀。其傳輸功能缺失會造成企業自身損失，也會對其他人的生活造成較為嚴重的負面影響。

針對上述情況進行分析可知，必須采取手段對其應用過程中可能出現的風險進行控制，確保其可靠性能夠符合現實狀況。在此過程中，必須針對影響管道安全因素的各種現實狀況信息進行搜集，將與其有關的材料以及管道失效原理等情況進行把握，使得各種風險因素得到控制。

2 斷裂力學工程安全評定

2.1 線彈性斷裂力學評定

此種方法是由美國權威能源機構按照相關標準對其進行確認。其在進行現實應用的過程中，使用線彈力斷裂力學的方式針對壓力管道可能出現的現實情況進行必要的分析[2]。其在現實評定當中具有較強的針對性，主要的評定對象是管道的材質以及應力情況，將與其有關的各種信息數據進行搜集，然后進行綜合分析。其中，在對最大軸向應變進行評定時，主要以曲線的形式對其裂痕出現的長度以及深度的最大值進行判定[3]。同時，對于直徑與壁厚的比例也采取此種形式對其進行確定。此方法在應用時具有較強的理論針對性，必須建立在與其有關的力學體系之中，這就使得其現實應用受到較為明顯的限制。之所以會出現此種現象是因為一般情況下的壓力管道材料本身的韌性較佳，使得此方法在現實應用的過程中難以對某些影響因素進行必要的反映。

2.2 彈塑性斷裂力學評定

此種方法本身可以細分為較多內容，使得其具體應用情況需要進行較為細致的分析。其中的J積分方法便可以針對上述情況當中的韌性材料問題進行較為科學的應對[4]。此方法在進行應用的過程中，通過對管道在高壓情況下承受的撕扯力與管道自身產生與其對抗的抗力進行對比，便可以對撕裂的塑性穩定失衡的結果進行判定[5]。實際上，在現實情況下，位移等現實情況使得學術界針對本方法的研究出現不同角度，在結合現實應用的基礎上，對其進行具體劃分，對于能夠對其產生影響的各種更加具體的現實因素進行考量，最終得出針對性較強的結果。

3 壓力管道失效評定準則

在對管道缺陷進行安全評定之前，需要對其極限荷載進行必要的管控。針對其失效因素進行分析之后可以發現，其本身的壁厚數值相對較小，使得在對其進行焊接時出現缺陷的幾率較大提升。針對其缺陷出現的現實情況進行研究可知，缺陷在外觀方面呈現出環形狀態，其能夠覆蓋的區域相對較小。此種情況能夠導致的安全隱患并不會在短時間內轉化為現實事故。但是，這并不說明其存在的安全隱患可以被忽視，針對此種情況進行長期調查可以發現，如果此種情形存在較長時間仍然無法得到解決，便會造成管道本在繼續承受工作壓力的情況下出現安全隱患。可以將上述內容作為缺陷評定準則的基礎，根據其具體內容可以將其劃分為凈截面屈服以及最大應力兩種準則。針對此兩種方式展開現實研究可知，凈截面屈服原則的應用最為廣泛，其針對焊接問題導致的缺陷進行詳細描述。其認為焊接過程當中如果產生彎矩，就會造成其界面過度屈服，進行出現失效的狀況。雖然其內容能夠對管道缺陷的研究起到較佳的現實輔助作用，但是其并不完善，使得其在對某些方面進行反映的過程中與現實狀況之間存在較大偏差。這一點得到了學術界的重視，相關的專家學者針對其展開較為明確的研究，針對其出現的錯誤進行改進，使得其能夠在現實應用中獲得更佳效果。

4 壓力管道缺陷安全評定發展展望

當前，技術以及理論的發展使得其缺陷評定工作必須具備工程化特點。針對其進行具體研究可知，為了實現評定結果的便利性，必須在計算方法方面進行必要的簡化，如此才能夠使計算結果符合現實情況。針對當前評定的現狀進行研究可知，在計算方面不可避免的出現一些問題使得評定工作難以在規范的限度之內。如此的情況使得上述目的的實現較為緊迫，因此，各個方面必須努力使其完成向工程化的轉換。

當前，社會的發展使得信息技術在各個領域當中得到廣泛應用，在管道安全評定的過程中也需要計算機等技術的輔助。美國的權威機構已經針對其開發出相關的評定軟件，利用J積分方法展開現實評價，針對其進行應用可以較為精確的計算出管道撕裂的極限承載力；德國也在此方面進行研究，設計出ELBA系統，可以使用其對縱向裂紋等情況進行判定。我國國內也針對此方面的智能化展開研究，相關的研究機構將神經網絡理論引入其中，取得較多成果。事實證明，在未來的發展進程中，與此方面有關的現實研究將會更加深入，使得其缺陷評定的智能化水平更高，對我國將其進行運用的各個領域作出更大貢獻。

5 結束語

能源等領域的運輸需要在壓力管道的輔助之下完成。這些行業的運輸都存在較高的安全風險，一旦出現問題造成的負面影響較大，因此必須針對現實情況進行必要考量，對其進行安全評定，針對各種影響其安全的因素進行必要的判定，使得其能夠在較為安全的環境下發揮現實功能。

參考文獻

[1]王一寧，吳勝平，周云.含體積缺陷壓力管道安全評定的方法[J].機械制造與自動化，2010，15（5）：115-116.

[2]李俊菀，陳志良，淡勇.壓力容器缺陷評定研究進展[J].化工設備與管道，2010，13（4）：156-157.

[3]盧黎明，郭潮群，吳鵬偉，等.基于失效評定圖的含缺陷壓力管道安全評定方法評述[J].壓力容器，2010，15（4）：112-113.

[4]王亞新，謝禹鈞.基于GB/T19624-2004對含缺陷壓力管道的安全評定[J].石油化工高等學校學報，2010，13（2）：174-175.

[5]馬崇，荊洪陽，徐連勇，等.帶缺陷壓力容器安全評定系統[J].中國電力，2010，13（10）：123-124.