含多局部减薄缺陷压力管道的安全评定方法讨论

含多局部减薄缺陷压力管道的安全评定方法讨论　彭剑，周昌玉，薛吉林，代巧　（南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京２１０００９）　摘要：局部减薄是压力管道常见的一种体积型缺陷，在管道的服役过程中不仅会出现单个局部减　薄缺陷，甚至会有多个局部减薄缺陷。通过有限元方法模拟内压作用下含双局部减薄缺陷管道获　得其极限载荷，讨论了在不同的轴向和环向排列方式以及不同的局部减薄相对深度下，两局部减薄　缺陷间的距离对压力管道极限载荷影响程度的差异。然后对所计算模型应用ＡＰＩ　５７９—１　ＡＳＭＥ　Ｆ　一１—２００７《适合服役》与ＧＢ／Ｔ　１９６２４－－２００４￣在用含缺陷压力容器安全评定》中对多局部减薄　（凹坑）处理方法进行评定，并与有限元得到的结果进行比较，发现两评定规范既存在着保守性，也　存在着不安全性。最后对两评定规范所论述的方法进行修正，提出了一种新的用于内压作用下含　多局部减薄缺陷管道的多局部减薄处理方法。　关键词：多局部减薄；压力管道；极限载荷；有限元　中图分类号：ＴＱｏ５５．８　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—４８３７｛２０１０）０５—００２１—０５　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１～４８３７．２０１０．０５．００５　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｓａｆｅｔｙ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｐｉｐｅ　ｗｉｔｈ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｌｏｃａｌ　Ｗａｌｌ　Ｔｈｉｎｎｉｎｇ　Ｄｅｆｅｃｔｓ　ＰＥＮＧ　Ｊｉａｎ，ＺＨＯＵ　Ｃｈａｎｇ—ｙｕ，ＸＵＥ　ｊｉ—ｌｉｎ，ＤＡＩ　Ｑｉａｏ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎ　ｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００９，　Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｌｏｃａｌ　ｗａｌｌ　ｔｈｉｎｎｉｎｇ　ｄｅｆｅｃｔ　ｉｓ　ａ　ｃｏｍｍｏｎ　ｖｏｌｕｍｅ　ｄｅｆｅｃｔ　ｉｎ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｉｐｅｓ．Ｉｎ　ｓｅｒｖｉｃｅ　０ｆ　Ｄｒｅｓ．　ｓｕｒｅ　ｐｉｐｅｓ，ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｓｉｎｇｌｅ　ｌｏｃａｌ　ｗａｌｌ　ｔｈｉｎｎｉｎｇ　ｄｅｆｅｃｔ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｌｏｃａｌ　ｗａｌｌ　ｔｈｉｎｎｉｎｇ　ｄｅ．　ｆｅｃｔｓ．Ｔｈｅ　ｌｉｍｉｔ　ｌｏａｄ　ｏｆ　ｐｉｐｅｓ　ｗｉｔｈ　ｄｏｕｂｌｅ　ｗａｌｌ　ｔｈｉｎｎｉｎｇ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ｕｎｄｅｒ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｂｖ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ　ｌｏｃａｌ　ｗａｌｌ　ｔｈｉｎｎｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｉｐｅｓ　ｌｉｍｉｔ　１ｏａｄ　Ｗａｓ　ｄｉｓ．　ｃｕｓｓｅｄ　ｗｈｅｎ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ｌｏｃａｔｅｄ　ａｔ　ａｘｉａｌ　ａｎｄ　ｃｉｒｃｌｅ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｄｅｐｔｈ．Ｔｈｅｎ　ａｌｌ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　ｍｏｄｅｌｓ　ｗｅｒｅ　ａｓｓｅｓｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｌｏｃａｌ　ｗａｌｌ　ｔｈｉｎｎｉｎｇ　ｄｅ—　ｆｅｃｔｓ　ｉｎ　ＡＰＩ　５７９—１ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１　００７　Ｆｉｔｎｅｓｓ—Ｆｏｒ—Ｓｅｒｖｉｃｅ　ａｎｄ　ＧＢ／Ｔ　１９６２４－２００４　Ｉｎ一．ｓｅ　ｃｅ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｖｅｓｓｅｌｓ　Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　Ｄｅｆｅｃｔｓ，ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ．Ｉｔ　Ｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ａｒｅ　ｂｏｔｈ　ｏｆ　ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｕｎｒｅｌｉａｂｌｅ　ａｓｐｅｃｔｓ．Ａｔ　ｌａｓｔ．　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｗａｓ　ｍｏｄｉｉｆｅｄ．ａｎｄ　ａ　ｎｅｗ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｌｏｃａｌ　ｗａｌ１　ｔｈｉｎｎｉｎｇ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｐｉｐｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｌｏｃａｌ　ｗａｌｌ　ｔｈｉｎｎｉｎｇ；ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｉｐｅ；ｌｉｍｉｔ　ｌｏａｄ；ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　基金项目：江苏省自然科学基金项目（ＢＫ２００８３７３）　・２１・　含多局部减薄缺陷压力管道的安全评定方法讨论　Ｖｏｌ２７．Ｎｏ５　２Ｏ１０　减薄边界间的距离，结构见图ｌ。　１　引言　局部减薄是管道缺陷中一种较为常见的体积　型缺陷，它主要是由于冲蚀、腐蚀以及机械损伤等　原因造成，并且在管道工作过程中时常会有多个　局部减薄缺陷出现。目前，国内外对内压作用下　的含局部减薄缺陷管道的完整性评定做了广泛的　研究　］，并形成了多部含体积缺陷管道的安全评　图１　含双局部减薄缺陷管道结构不意　文中通过运用ＡＢＡＱＵＳ有限元分析软件　定规范，比如ＡＰＩ　５７９—１　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１—２００７　《适合服役》　与ＧＢ／Ｔ　１９６２４－－２００４《在用含缺　陷压力容器安全评定》　。已有研究人员对这些　评定规范在单个局部减薄缺陷下的适用性进行讨　论　ｊ。同时，这些规范给出了处理多局部减薄　（凹坑）缺陷的方法，但这些方法的处理结果在某　些情况下是比较保守的，在某些情况下却又存在　着不安全性。从国内外的文献来看，多局部减薄　缺陷管道的极限载荷问题鲜有研究。文中首先应　用弹塑性有限元方法模拟获得在内压作用下含双　局部减薄缺陷管道的极限载荷　，研究了两局部　减薄间的距离对极限载荷的影响，以及在不同局　部减薄相对深度和轴向与环向的不同双局部减薄　排列方式下影响程度的区别，比较了美国ＡＰＩ　５７９　—１　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１—＿２Ｏ０７与国内ＧＢ／Ｔ　１９６２４—　２００４对多局部减薄（凹坑）的处理方法，分别用这　２种规范对所计算的模型进行处理，并将处理结　果与有限元模拟所得到的结果进行比较，研究评　定标准的安全性与保守程度。最后对两评定规范　所论述的方法进行修正，提出了一种新的用于在　内压作用下含多局部减薄缺陷管道的多局部减薄　处理方法。　２有限元模型及极限载荷的确定　２．１　建立有限元模型　文中所选取的研究模型为带有局部减薄缺陷　的Ｑ２３５管道，材料本构由文献［７］得到。管道的　尺寸０１０８　ｍｍ×８　ｍｍ，为减小边界条件对计算结　果的影响，管长２５取２　ｍ，两局部减薄位于管道　中央位置，对局部减薄的尺寸进行无量纲处理得　到缺陷尺寸的无因次参数：相对深度ａ／ｔ、相对轴　向长度　、相对环向角度　１Ｔ，。，Ｌ，０和ｄ分　别为缺陷的深度、轴向长度、环向半角度和两局部　．２２．　对带有局部减薄缺陷的Ｑ２３５管道进行模拟，以　得到其极限载荷，计算时采用Ｃ３Ｄ２０Ｒ二次减缩　积分单元。在管道内壁处施加内压载荷，在管道　两端部施加限制管道轴向运动的约束。由于双局　部减薄位于管道中心离管道端部较远，因此管道　端部的轴向位移约束并不会对双局部减薄处的应　力应变情况产生显著的影响。并且运用有限元方　法进行了验证，模拟了管道端部分别施加轴向力　与施加轴向位移约束时局部减薄处的应力应变情　况，发现两者的应力应变分布情况相似，最大应力　与最大应变相差都较小。根据管道结构、载荷与　边界条件的对称性，选取１／２模型进行模拟，以减　少运算时间。在管道１／２截面处施加对称约束。　为了使计算结果尽量连续，对几何结构突变处进　行网格细分，根据缺陷尺寸的不同网格数相差较　大，网格划分如图２所示。　图２含双局部减薄管道的网格划分　２．２确定极限载荷的方法　在内压作用下管道的极限载荷是指由于内压　的逐渐增加，管道由弹性状态进人塑性状态，最后　进入极限状态，此时结构变形无限制增加时的载　荷　ｊ。在有限元模拟过程中，通过不断增加内压　使其达到极限状态，然后根据有限元计算得到的　结果做出载荷一应变曲线，并运用判定极限载荷　的准则就可以得到极限载荷。判定极限载荷的方　第２７卷第５期　压　力　容　器　总第２１０期　法很多，比如：两倍弹性斜率准则、双切线交点准　表２局部减薄的相对深度为０．５时的　极限载荷计算结果　局部减薄间的　距离ｄ　则、零曲率准则等。文中采用的极限载荷判定准　则是两倍弹性斜率准则。两倍弹性斜率准则是指　试验载荷位移曲线与两倍弹性斜率线之交点所对　应的载荷值即为极限载荷¨　。　２．３　极限载荷有限元模拟结果的验证　０．５６　６　１．５６　２ｂ　轴向　环向　Ｐ，　Ｐ　４９．８　５３．０　５０．１　５３．３　５１．５　５３．８　５２．８　５４．１　排列　△Ｐ／Ｐｍ　０．０８ｌ２　０．０７５６　０．０４９８　０．０２５８　排列　△Ｐ／Ｐ　０．０２２１　０．０１６６　０．０ＨＤ７４　０．０ｏ１８　为验证极限载荷有限元模拟结果的正确性，　现对无缺陷管道用解析解求出的极限载荷与有限　注：单局部减薄的极限载荷Ｐ∞＝５４．２　ＭＰａ。　元模拟获得的基于两倍斜率准则的极限载荷进行　９　比较。解析解采用福贝尔公式计算，即Ｐ。：＝　√３　Ｒ　×Ｉｎ（　）＝６２．８４　ＭＰａ；根据有限元模拟作出的载　／＂ｔ　荷一应变曲线所得的极限载荷为６２．４２ＭＰａ。两　者相差０．６６８％。由此可见，有限元模拟获得的　极限载荷结果是可信的。　３极限载荷的结果与讨论　由文献［１　１］可知对于含单个局部减薄缺陷　的管道来说，局部减薄缺陷的相对深度为影响管　道极限载荷的主要因素，而局部减薄缺陷的相对　轴向长度和相对环向角度都是影响极限载荷的次　要因素。因此，文中在局部减薄的相对环向角度　和相对轴向长度不变，相对深度变化的条件下分　析了含双局部减薄缺陷压力管道的极限载荷随着　双局部减薄间距的变化情况。局部减薄的轴向长　度和环向长度均取ｌ４．４５　ｍｍ记为局部减薄的边　长ｂ，此时相对轴向长度　为０．７０，相对环向　角度　竹为０．１０，局部减薄的相对深度取０．２，　０．５，０．７。双局部减薄间距ｄ取０．５ｂ，ｂ，１．５ｂ，２ｂ。　经过有限元模拟得到了在不同的局部减薄相　对深度下含双局部减薄压力管道的极限载荷随着　双局部减薄间距的变化情况，见表１～３。　表１局部减薄的相对深度为０．２时的　极限载荷计算结果　局部减薄间的　０．５６　ｂ　１．５ｂ　２ｂ　距离ｄ　轴向　ｐ，　５５．２　５６．２　５６．３　５６．８　排列　ＡＰ／Ｐｍ　０．０７２３　０．０５５５　０．０５３８　０．０４５４　环向　５７．５　５８．４　５８．５　５９　排列　ｐｍ　０．０３３６　Ｏ．０１８５　０．０１６８　０．００８４　注：单局部减薄的极限载荷Ｐｆ』ｌ＝５９．５　ＭＰａ。　表３局部减薄的相对深度为０．７时的　极限载荷计算结果　局部减薄问的　０．５６　６　１．５ｂ　２ｂ　距离ｄ　轴向　ｐ，　３５．２　４ｌ　４１．５　４１．９　排列　△Ｐ／Ｐｍ　０．２８４６　０．１６６７　０．１５６５　０．１４８４　环向　Ｐ，　４８．２　４８．８　４９　４９．１　排列　△Ｐ／Ｐｌｎ　０．０２０３　Ｏ．００８１　０．００４１　０．００２０　注：单局部减薄的极限载荷ＰｆＩ】＝４９．２　ＭＰａ。　ＡＰ／Ｐ，。表示极限载荷之差与含单局部减薄缺　陷管道的极限载荷的比值，用此值即能表示双局　部减薄缺陷的交互作用对管道的极限载荷的影　响。根据Ａｐ／ｐ加的大小即能判定是否需要考虑双　局部减薄缺陷问的影响。其中，△Ｐ表示双局部减　薄管道与单个局部减薄管道问极限载荷之差，Ｐ加　表示单个局部减薄缺陷下的极限载荷。　从计算结果可以看出：　（１）随着局部减薄间距离的增加，双局部减　薄极限载荷越接近于单缺陷下的极限载荷结果，　ＡＰ／Ｐ加越来越小，说明随着局部减薄间距的增加，　两局部减薄间的交互作用越来越弱。　（２）在各个深度下，双局部减薄沿轴向排列　时对极限载荷的影响较大；双局部减薄沿环向排　列时对极限载荷的影响很小，几乎可以不用考虑　环向多局部减薄的影响。这个结果也是合理的，　因为在文献［１　１］中可知，对于单个局部减薄缺陷　在内压作用下，局部减薄的轴向长度在一定范围　内对极限载荷是有影响的，但是局部减薄的周向　长度对极限载荷几乎没影响。而文中的双局部减　薄是在单局部减薄的基础上在环向和轴向分别再　增加了一个局部减薄缺陷，相当于对轴向和环向　缺陷的延伸。　（３）随着深度的增加，双局部减薄沿着环向　排列时ＡＰ／Ｐ加变化很小，始终位于很小的范围；　而双局部减薄沿着轴向排列时ＡＰ／Ｐ　。变化较大。　．２３－　含多局部减薄缺陷压力管道的安全评定方法讨论　Ｖｏｌ２７．Ｎｏ５　２０ｌ０　别进行评定。否则，应将两个凹坑合并为一个半　４评定标准中多局部减薄缺陷处理方法的讨论　４．１　国内外标准对多局部减薄缺陷处理方法的　椭球形凹坑来进行评定，该凹坑的长轴长度为两　凹坑外侧边缘之问的最大距离，短轴长度为平行　于长轴且与两凹坑外缘相切的任意两条直线之间　介绍　的最大距离，该凹坑的深度为两个凹坑的深度的　在国内外对于体积型缺陷评定方法较多，这　较大值　。　些规范给出了处理多局部减薄（凹坑）缺陷的方　ＧＢ／Ｔ　１９６２４－－２００４中提出的是对多凹坑的　法。文中重点比较美国石油协会美国机械工程师　处理方法，并未给出多局部减薄的处理方法。凹　协会制定的ＡＰＩ　５７９—１　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１—２００７与　坑和局部减薄两种缺陷是有差异的，而对于相对　中国国家质量监督局制定的ＧＢ／Ｔ　１９６２４－－２００４　尺寸较小的凹坑和局部减薄具有一定的相似性。　中对多局部减薄缺陷（凹坑）的处理方法。　因此，文中拟用ＧＢ／Ｔ　１９６２４－－２００４中对多凹坑的　４．１．１　ＡＰＩ　５７９—１　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ—ｌ－－２００７　处理方法来比较多局部减薄缺陷的处理方法，讨　首先沿着轴向与环向画出一个长方形使其完　论将这种方法运用到局部减薄缺陷时的安全性。　全包围减薄区，然后以这个长方形为中心画出第　４．２评定与讨论　２个长方形，使其尺寸为第１个的２倍。若在大　对于本文所计算的模型运用上述２个评定方　长方形之内有另一个减薄区，则需将两局部减薄　法所得的结果如表４所示。从中可以看到ＧＢ／Ｔ　区合并来进行评定，若在大长方形之内无另一个　１９６２４－－２００４中提出的处理方法比ＡＰＩ　５７９—１　减薄区，则可将局部减薄区单独进行评定　Ｊ。　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ—ｌ＿２００７中的方法保守；两评定方法　４．１．２　ＧＢ／Ｔ　１９６２４－－２Ｃ１０４　均未将局部减薄的排列方式分开进行评定，而从　当存在２个以上的凹坑时，应分别按单个凹　上面的研究结果可以看到局部减薄缺陷在轴向排　坑进行规则化并确定各自的凹坑长轴。若规则化　列和环向排列时对管道极限载荷的影响是相差很　后相邻两凹坑边缘问最小距离大于较小凹坑的长　大的，这样在一些情况下势必会造成评定的不安　轴，则可将两个凹坑视为互相独立的单个凹坑分　全性，或者是评定结果过于保守。　表４各评定方法对含多局部减薄缺陷管道的处理结果　局部减薄间的距离ｄ　０．５６　ｂ　１．５６　２ｂ　ＡＰＩ　５７９—１ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１—＿２ｏ０７　双局部减薄合并　单独评定　单独评定　单独评定　ＧＢ／Ｔ　１９６２４—－２００４　双局部减薄合并　双局部减薄合并　单独评定　单独评定　本文　ａ／ｔ≤Ｏ．５单独评定　评定　轴向排列　双局部减薄合并　双局部减薄合并　双局部减薄合并　ａ／ｔ＞０．５双局部减薄合并　结果　环向排列　单独评定　单独评定　单独评定　单独评定　文中以ｚ￣Ｐ／Ｐ加作为判定双局部减薄间的影　低于轴向排列时最小ｚ￣Ｐ／Ｐ加值０．０５５５。　响作用大小的因素，综合表１—４的结果可以看　因此用ＡＰＩ　５７９—１　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１＿２００７和　出：（１）当局部减薄轴向排列时，ＡＰＩ　５７９—１　ＧＢ／Ｔ　１９６２４－－２００４中提出的处理多局部减薄的　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１＿２ＯＯ７将两局部减薄进行合并处　方法对计算模型进行处理，当两局部减薄缺陷位　理的间距范围（即需考虑的局部减薄间影响的间　于轴向排列，在局部减薄的相对深度较小时，界定　距范围）为ｄ≤０．５ｂ，从表１—３可以看出３个深　含两局部减薄缺陷是否需要合并的△Ｐ／｜Ｐ∞值较　度下间距为０．５ｂ对应的△尸／尸加分别为０．０７２３，　小比较合理；当局部减薄的相对深度较大时，界定　０．０８１２，０．２８４６；ＧＢ／Ｔ　１９６２４－－２００４将两局部减　含两局部减薄缺陷是否需要合并的ＡＰ／Ｐ∞值较　薄进行合并处理的间距范围为ｄ≤ｂ，从表１～３　大，也就是说双局部减薄的极限载荷与单个缺陷　可以看出３个深度下间距为ｂ对应的△Ｐ／Ｐ加分　下的极限载荷相差较大，但是上述评定规范所用　别为０．０５５５，０．０７５６，０．１６６７；（２）当局部减薄环　的处理方法仍然忽略两局部减薄间的相互影响，　向排列时，在３个相对深度下界定含两局部减薄　允许其单个分开进行评定，这样会造成处理结果　缺陷是否需要合并的最大ＡＰ／Ｐ加值为０．０３３６均　的不安全。而当两局部减薄缺陷位于环向排列　．２４．　第２７卷第５期　压　力　容　器　总第２１０期　时，用上述两规范中提出的处理多局部减薄的方　法的处理结果比较保守。　从ＡＰＩ　５７９—１　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１—２００７与ＧＢ／Ｔ　评定结果。　文中评定方法的特点是综合考虑局部减薄缺　陷排列方式以及局部减薄相对深度的影响。各局　部减薄在环向排列时，减小之前评定方法中过于　保守的一方面，各局部减薄处于轴向排列时，扩大　了需要考虑局部减薄问影响的范围确保了这种评　定方法更加安全；而且还考虑了相对深度变化对　１９６２４－－２００４所用的处理方法对两局部减薄缺陷　位于轴向排列的压力管道模型进行处理的结果可　以看到：不同相对深度下界定含两局部减薄压力　管道是否需要合并的ＡＰ／Ｐ　。值是不同的，并且随　着相对深度的增加而增加，同时ＧＢ／Ｔ　ｌ９６２４—　处理含两局部减薄压力管道极限载荷的影响。因　２００４中△　Ｐｍ的界定值比ＡＰＩ　５７９—１　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１＿２Ｏ０７中的小，更为保守。两评定规范中　界定位于轴向排列的双局部减薄缺陷是否需要合　并的△Ｐ／Ｐ加值，在本文条件下最保守的△尸／Ｐ　。值　为０．０５５５。综合考虑各因素，文中以ＡＰ／Ｐｍ＝　０．０５作为界定是否需要考虑两局部减薄缺陷问的　交互作用的界限，即当ＡＰ／Ｐ加＞０．０５时需要考虑　两局部减薄问相互作用对管道极限载荷的影响需　要将两局部减薄缺陷进行合并，而当ＡＰ／Ｐ加≤　０．０５时则不需要考虑他们之间的影响，只需单个　缺陷分开进行评定。　４．３压力管道多局部减薄处理方法建议　综合考虑多局部减薄缺陷轴向环向排列方式　的不同、局部减薄相对深度的不同以及两局部减　薄间的距离对含多局部减薄缺陷压力管道极限载　荷的影响，根据文中的研究结果，可以在两规范所　用的处理方法基础上进行修正得到一个既安全又　可靠的多局部减薄处理方法，论述如下：　当局部减薄缺陷的相对深度不大于０．５时，　首先沿着轴向与环向画出２个长方形，使其分别　完全包围两个减薄区，然后测出两长方形在管道　轴向的距离，若此距离小于等于两长方形中较短　轴向长度的１．５倍，则需将两局部减薄区合并来　进行评定，反之两局部减薄缺陷仅需单独进行评　定；当局部减薄缺陷的相对深度大于０．５时，对于　位于轴向排列的局部减薄缺陷，必须考虑局部减　薄缺陷之间的影响，对于位于环向排列的局部减　薄缺陷则仅需单独进行评定。　文中评定结果与前２种评定方法的比较见表　４。对于本文所计算的模型运用这个评定方法，所　得的结果不会出现当△Ｐ／Ｐ∞＞０．０５时还能按单　个局部减薄处理的危险情况，因此，比前２个评定　规范中得到的结果更安全；同时，对于环向排列的　局部减薄来说，又避免做出过于保守的处理方法；　并且对于局部减薄深度较大时避免做出不安全的　此，此处理方法既安全又保守，更符合工程实际的　要求。同时，文中提出的评定方法是在管道规格　不变以及所受载荷为内压的情况下得到的结果，　因此，对于管道的其它材料与规格及其它载荷的　适用性还需更进一步的讨论及验证。　５　结论　（１）由有限元模拟所得到的极限载荷结果表　明：随着局部减薄间距的增加，两局部减薄间的交　互作用越来越弱；　（２）在各个深度下，双局部减薄沿轴向排列　时对极限载荷的影响较大；双局部减薄沿环向排　列时对极限载荷的影响非常小；　（３）随着深度的增加，双局部减薄沿着环向　排列时△Ｐ／Ｐ　。变化很小；而双局部减薄沿着轴向　排列时△Ｐ／Ｐ　。变化较大；　（４）对于管道的双局部减薄缺陷的处理上　ＡＰＩ　５７９—１　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１—＿２００７与ＧＢ／Ｔ　１９６２４－－２００４都存在一定的问题，文中对两规范　上所用的处理方法进行修正，提出了一种既安全　又可靠的多局部减薄缺陷处理方法。　参考文献：　［１］　Ｍａｓａｙｕｋｉ　Ｋａｍａｙａ，Ｔｏｍｏｈｉｓａ　Ｓｕｚｕｋｉ，Ｔｏｓｈｉｙｕｋｉ　Ｍｅｓｈｉｉ．Ｆａｉｌｕｒｅ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｆ　Ｓｔｒａｉｇｈｔ　Ｐｉｐｅ　ｗｉｔｈ　Ｗａｌｌ　Ｔｈｉｎｎｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｖｅｓｓｅｌｓ　ａｎｄ　Ｐｉｐｉｎｇ，２００８，８５　（９）：６２８—６３４．　［２］　ＡＰＩ　５７９—１　ＡＳＭＥ　ＦＦＳ一１——２ＯＯ７，Ｆｉｔｎｅｓｓ—Ｆｏｒ—　Ｓｅｒｖｉｃｅ［Ｓ］．　［３］　ＧＢ／Ｔ　１９６２４－－２００４，在用含缺陷压力容器安全评定　『Ｓ］．　（下转第９页）　・２５・　第２７卷第５期　压　力　容　器　总第２１０期　（ａ）母材　（ｂ）ＨＡＺ　图６黄铜管母材ＨＳｎ７０—１Ｂ金相组织　北京：国防工业出版社，１９９９　［２］　张日恒．铜一钢异种金属材料的焊接工艺［Ｊ］．压力　容器，２００３，２０（９）：２４—２６．　［３］　冯晓耕．铜一钢管板焊接工艺及分析［Ｊ］．压力容　器，１９９０，７（４）：７８．　［４］　中国标准第二编辑室．铜及铜合金标准汇编［Ｍ］．　北京：中国标准出版社，２００４．　［５］　中国机械工程学会焊接学会．焊接手册：第２卷．材　料的焊接［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９２．　［６］　李亚江，王娟，刘强．有色金属焊接及应用［Ｍ］．北　．　图７黄铜板熔合线　京：化学工业出版社，２００６．　管子与管板焊接的要求；　（３）实际产品已运行１年多，未发现渗漏等　收稿日期：２０１０～０１—０２修稿日期：２０１０—０３—２５　缺陷。　作者简介：赵爱彬（１９８０一），女，助教，主要研究方向是金　属表面处理及焊接工艺，通讯地址：１　１３００１辽宁省抚顺市　参考文献：　辽宁石油化工大学机械工程学院，Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈａｏａｉｂｉｎ６＠　［１］朱相荣，王相润．金属材料的海洋腐蚀与防护［Ｍ］　１２６．ｃｏｎ。　（上接第２５页）　［４］段志祥，沈士明，储小燕．我国“压力管道体积缺　［９］　韩良浩，柳曾典．内压作用下局部减薄管道的极限　陷塑性失效评定方法”的应用与讨论［Ｊ］．压力容　载荷分析［Ｊ］．压力容器，１９９８，１５（４）：１—４，４８．　器，２００６，２３（７）：６—９．　［１Ｏ］　章为民，陆明万，张如一．确定实际极限载荷的　［５］陈福来，帅健．ＳＹ／Ｔ　６４７７－－２０００与ＡＰＩ　ＲＰ５７９－－　零曲率准则［Ｊ］．固体力学学报，１９８９，（２）：１５２一　２０００含体积型缺陷管道评定方法对比［Ｊ］．压力容　ｌ６０．　器，２００６，２３（５）：１０—１２，１６．　沈士明，郑逸翔．含局部减薄缺陷管道的极限载　［６］Ｒｏｙ　Ｓ，Ｇｒｉｇｏｒｙ　Ｓ，Ｓｍｉｔｈ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｓｉｍｕｌａ—　荷与安全评定［Ｊ］．石油机械，２００４，３２（６）：１７—　ｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｆｕｌｌ——ｓｃａｌｅ　Ｃｏｒｒｏｄｅｄ　Ｐｉｐｅ　Ｔｅｓｔｓ　ｗｉｔｈ　Ｃｏｍ・－　２Ｏ．　ｂｉｎｅｄ　Ｌｏａｄｉｎｇ『Ｊ　１．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｖｅｓｓｅｌ　Ｔｅｃｈ．　ｎｏｌｏｇｙ，１９９７，１１９（４）：４５７—４６６．　［７］　李楠，王海峰，桑芝富．内压作用下斜接管容器塑　收稿日期：２０１０—０３—１５修稿日期：２０１０—０４—２７　性极限载荷的数值研究［Ｊ］．机械设计与制造，　作者简介：彭剑（１９８７一），男，主要从事高温管道安全评　２００７，（８）：１—３．　定与寿命预测的研究，通讯地址：２１０００９江苏省南京市新　［８］石亦平，周玉蓉．ＡＢＡＱＵＳ有限元分析实例详解　模范马路５　南京工业大学丁家桥校区机械与动力工程学　［Ｍ］．北京．机械工业出版社，２００６．　院可靠性教研室，Ｅ—ｍａｉｌ：ｊｏｅｐｅｎｇｊｉａｎ＠１６３．ｅｏｍ。　・９・