含缺陷压力管道安全评定方法研究的现状与发展

王靖

摘 要：压力管道以其自身所具备的功能在各个领域当中得到较为广泛的应用，在对其进行安置的过程中，需要按照较为特殊的规范对其进行安装，使得其焊接过程存在较多缺陷。此外，技术的发展使得其质量逐渐得到提高，但是其在现实应用的过程中难以避免地存在各种缺陷，使得其现实功能无法得到充分发挥。因此，必须针对此种状况进行必要的研究。文章针对安全评定对压力管道的现实意义展开必要分析，将断裂力学工程安全评定方式的具体应用现状进行描述，针对压力管道失效评定准则进行解读，最后对压力管道缺陷安全评定发展进行展望。

关键词：缺陷；压力管道；安全评定

前言

能源、化工等领域的发展使得压力管道得到较为广泛的应用。其在现实应用的过程中，需要在高温、高压等风险状况下展开工作，如果其出现破损就会造成十分严重的安全事故，使我国的相关行业遭受重大损失，人們的生命安全也受到较为严重的威胁。因此，针对其进行安全评定具有重要的现实意义。

1 安全评定对压力管道的现实意义

当前，我国的工业化进程不断向前推进，使得能源等行业急速发展，压力管道的应用随之增加。其本身担负运输职责，而运输原料本身属于高危原料，具有易燃、易爆等特点，所以，一旦管道存在缺陷，便会造成泄漏或者爆炸等事故，在遭受重大经济损失的同时，也会对人们的人身安全造成负面影响[1]。在各种因素的作用之下，其会发生损坏，导致重大事故的发生，事实证明，其在进行应用的过程中如果输送的原料使其工作压力超过自身承受的限定范围便会出现弯曲。这种情况如果不能够被及时发现，在长时间的负面影响之下，其可能出现的损害状况将会更加明显。

不仅如此，如果其处于长时间高负荷的工作压力之下，便会使其自身抗压性能遭受破坏。如此，其便会在应用的过程中难以避免地受到高压风险，长此以往，其便会在内部压力的作用下出现损毁。其传输功能缺失会造成企业自身损失，也会对其他人的生活造成较为严重的负面影响。

针对上述情况进行分析可知，必须采取手段对其应用过程中可能出现的风险进行控制，确保其可靠性能够符合现实状况。在此过程中，必须针对影响管道安全因素的各种现实状况信息进行搜集，将与其有关的材料以及管道失效原理等情况进行把握，使得各种风险因素得到控制。

2 断裂力学工程安全评定

2.1 线弹性断裂力学评定

此种方法是由美国权威能源机构按照相关标准对其进行确认。其在进行现实应用的过程中，使用线弹力断裂力学的方式针对压力管道可能出现的现实情况进行必要的分析[2]。其在现实评定当中具有较强的针对性，主要的评定对象是管道的材质以及应力情况，将与其有关的各种信息数据进行搜集，然后进行综合分析。其中，在对最大轴向应变进行评定时，主要以曲线的形式对其裂痕出现的长度以及深度的最大值进行判定[3]。同时，对于直径与壁厚的比例也采取此种形式对其进行确定。此方法在应用时具有较强的理论针对性，必须建立在与其有关的力学体系之中，这就使得其现实应用受到较为明显的限制。之所以会出现此种现象是因为一般情况下的压力管道材料本身的韧性较佳，使得此方法在现实应用的过程中难以对某些影响因素进行必要的反映。

2.2 弹塑性断裂力学评定

此种方法本身可以细分为较多内容，使得其具体应用情况需要进行较为细致的分析。其中的J积分方法便可以针对上述情况当中的韧性材料问题进行较为科学的应对[4]。此方法在进行应用的过程中，通过对管道在高压情况下承受的撕扯力与管道自身产生与其对抗的抗力进行对比，便可以对撕裂的塑性稳定失衡的结果进行判定[5]。实际上，在现实情况下，位移等现实情况使得学术界针对本方法的研究出现不同角度，在结合现实应用的基础上，对其进行具体划分，对于能够对其产生影响的各种更加具体的现实因素进行考量，最终得出针对性较强的结果。

3 压力管道失效评定准则

在对管道缺陷进行安全评定之前，需要对其极限荷载进行必要的管控。针对其失效因素进行分析之后可以发现，其本身的壁厚数值相对较小，使得在对其进行焊接时出现缺陷的几率较大提升。针对其缺陷出现的现实情况进行研究可知，缺陷在外观方面呈现出环形状态，其能够覆盖的区域相对较小。此种情况能够导致的安全隐患并不会在短时间内转化为现实事故。但是，这并不说明其存在的安全隐患可以被忽视，针对此种情况进行长期调查可以发现，如果此种情形存在较长时间仍然无法得到解决，便会造成管道本在继续承受工作压力的情况下出现安全隐患。可以将上述内容作为缺陷评定准则的基础，根据其具体内容可以将其划分为净截面屈服以及最大应力两种准则。针对此两种方式展开现实研究可知，净截面屈服原则的应用最为广泛，其针对焊接问题导致的缺陷进行详细描述。其认为焊接过程当中如果产生弯矩，就会造成其界面过度屈服，进行出现失效的状况。虽然其内容能够对管道缺陷的研究起到较佳的现实辅助作用，但是其并不完善，使得其在对某些方面进行反映的过程中与现实状况之间存在较大偏差。这一点得到了学术界的重视，相关的专家学者针对其展开较为明确的研究，针对其出现的错误进行改进，使得其能够在现实应用中获得更佳效果。

4 压力管道缺陷安全评定发展展望

当前，技术以及理论的发展使得其缺陷评定工作必须具备工程化特点。针对其进行具体研究可知，为了实现评定结果的便利性，必须在计算方法方面进行必要的简化，如此才能够使计算结果符合现实情况。针对当前评定的现状进行研究可知，在计算方面不可避免的出现一些问题使得评定工作难以在规范的限度之内。如此的情况使得上述目的的实现较为紧迫，因此，各个方面必须努力使其完成向工程化的转换。

当前，社会的发展使得信息技术在各个领域当中得到广泛应用，在管道安全评定的过程中也需要计算机等技术的辅助。美国的权威机构已经针对其开发出相关的评定软件，利用J积分方法展开现实评价，针对其进行应用可以较为精确的计算出管道撕裂的极限承载力；德国也在此方面进行研究，设计出ELBA系统，可以使用其对纵向裂纹等情况进行判定。我国国内也针对此方面的智能化展开研究，相关的研究机构将神经网络理论引入其中，取得较多成果。事实证明，在未来的发展进程中，与此方面有关的现实研究将会更加深入，使得其缺陷评定的智能化水平更高，对我国将其进行运用的各个领域作出更大贡献。

5 结束语

能源等领域的运输需要在压力管道的辅助之下完成。这些行业的运输都存在较高的安全风险，一旦出现问题造成的负面影响较大，因此必须针对现实情况进行必要考量，对其进行安全评定，针对各种影响其安全的因素进行必要的判定，使得其能够在较为安全的环境下发挥现实功能。

参考文献

[1]王一宁，吴胜平，周云.含体积缺陷压力管道安全评定的方法[J].机械制造与自动化，2010，15（5）：115-116.

[2]李俊菀，陈志良，淡勇.压力容器缺陷评定研究进展[J].化工设备与管道，2010，13（4）：156-157.

[3]卢黎明，郭潮群，吴鹏伟，等.基于失效评定图的含缺陷压力管道安全评定方法评述[J].压力容器，2010，15（4）：112-113.

[4]王亚新，谢禹钧.基于GB/T19624-2004对含缺陷压力管道的安全评定[J].石油化工高等学校学报，2010，13（2）：174-175.

[5]马崇，荆洪阳，徐连勇，等.带缺陷压力容器安全评定系统[J].中国电力，2010，13（10）：123-124.