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壓力容器是指盛裝氣體或液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，壓力容器的應(yīng)用領(lǐng)域更加的廣泛，在國民經(jīng)濟(jì)支柱領(lǐng)域、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、航空航天和國防軍工中發(fā)揮著不可替代的關(guān)鍵作用。壓力容器的設(shè)計方法主要有常規(guī)設(shè)計和分析設(shè)計兩種，兩種方法都是按照安全壽命的原則進(jìn)行的，即在一定的使用周期內(nèi)構(gòu)件不會發(fā)生疲勞破壞。按照安全壽命原則，壓力容器在建造與使用過程中不允許缺陷的存在。然而壓力容器在制造使用過程中可能會出現(xiàn)缺陷甚至裂紋，斷裂力學(xué)的快速發(fā)展為這一類含裂紋壓力容器的評定提供了科學(xué)依據(jù)。在滿足工藝要求的前提下，采用科學(xué)合理的方法進(jìn)行安全閥的計算與選型，不僅能夠保證壓力設(shè)備的正常安全的運(yùn)行，而且能夠降低工程投資，方便日常操作。

1.含缺陷壓力容器評定標(biāo)準(zhǔn)

20世紀(jì)50年代，Irwin在研究脆性斷裂理論時提出了應(yīng)力強(qiáng)度因子(K)的概念，并形成了斷裂韌性（KIC）的概念。在此基礎(chǔ)上，1971年美國*次發(fā)布了以線彈性斷裂理論為基礎(chǔ)的壓力容器評定標(biāo)準(zhǔn)，ASME第Ⅷ卷附錄G“防止非延性破壞”。該標(biāo)準(zhǔn)的判據(jù)為K< KIC，在預(yù)測高強(qiáng)度材料制造的壓力容器的裂紋上限方面具有很高的可靠度。由于該判據(jù)以線彈性斷裂理論為基礎(chǔ)，將結(jié)構(gòu)看作不會發(fā)生屈服的純彈性體，因此不適用于可以發(fā)生大范圍屈服的材料。與此同時，彈塑性斷裂力學(xué)迅速發(fā)展，以彈塑性斷裂理論為基礎(chǔ)的評定方法擺脫了這一缺陷。
彈塑性斷裂理論的評定方法主要分為兩類，*類是以COD理論為基礎(chǔ)的COD設(shè)計曲線法，第二類是以J積分理論為基礎(chǔ)的工程計算方法和通用失效評定圖技術(shù)（雙判據(jù)評定）。COD（Crack Opening Displacement）理論建立在D-M模型上，是指含有裂紋構(gòu)件在受到載荷后裂紋擴(kuò)展過程中，原裂紋尖端沿著垂直于裂紋方向產(chǎn)生的位移δ。1965年Wells提出了彈塑性力學(xué)的COD準(zhǔn)則，該準(zhǔn)則可以表述為：當(dāng)裂紋張開位移δ達(dá)到裂紋開裂的臨界值δc時，裂紋將要開裂。臨界裂紋張開位移δc一般可以通過試驗(yàn)的方法測得。*部以COD設(shè)計曲線為判斷依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是ⅡW-X-749-74，由國際焊接學(xué)會發(fā)布于1975年。除此之外，英國的PD6493-80、德國的DVS-240184等標(biāo)準(zhǔn)都是以COD理論為判斷依據(jù)。COD準(zhǔn)則在焊接構(gòu)件和壓力容器的斷裂安全評定中非常有效，但是由于裂紋張開位移本身并不是一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韰?shù)表征量，COD曲線也是在大量經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來的，因此后期的發(fā)展也停滯不前。相比于COD理論，Rice在1968年提出的J積分理論則理論性更強(qiáng)，并且更易于計算。以彈塑性J積分理論為判據(jù)的斷裂評定方法逐漸取代了以COD理論為判據(jù)的評定方法。EPRI發(fā)布的NP-2431《含缺陷壓力容器及管道的完整性評定規(guī)程》是*權(quán)威、應(yīng)用*廣泛的以J積分為判據(jù)的缺陷壓力容器評定標(biāo)準(zhǔn)。
由于種種歷史、管理和技術(shù)上的原因，我國在上世紀(jì)80年代生產(chǎn)的壓力容器普遍存在含有缺陷、質(zhì)量差等問題。因此如何對這些含有缺陷的壓力容器進(jìn)行科學(xué)的管理和安全評估至關(guān)重要。在此前提下，勞動部主持的“八五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“在役鍋爐壓力容器安全評估與爆炸預(yù)防技術(shù)研究（編號85-924-02）”和“九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)專題“在役含缺陷壓力管道安全評定關(guān)鍵技術(shù)研究（編號96-918-02-03）”針對我國壓力容器和管道存在的一些問題進(jìn)行了重點(diǎn)研究，取得了一系列的重要成果。在這些研究成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過我國科研人員的不懈努力，總結(jié)和吸收了國外關(guān)于壓力容器和壓力管道的評定理論和經(jīng)驗(yàn)，我國于2004年發(fā)布新國標(biāo)GB/T 19624《在用含缺陷壓力容器安全評定》。該標(biāo)準(zhǔn)失效評定采用的是三級評定的技術(shù)路線，與國外的三級評定技術(shù)想類似，又有國內(nèi)的特色和創(chuàng)新之處，反映了我國國內(nèi)成熟的科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研成果。

2.含缺陷壓力容器的強(qiáng)度評定

2.1 含缺陷壓力容器強(qiáng)度評定方法及流程
按照GB/T19624-2004《在用含缺陷壓力容器安全評定》的規(guī)定，含有缺陷的壓力容器的強(qiáng)度評定一般有兩種方法：簡化評定和常規(guī)評定。
a) 簡化評定是以COD設(shè)計曲線為理論基礎(chǔ)。COD準(zhǔn)則在1965年由Wells提出，該準(zhǔn)則可以表述為：當(dāng)裂紋張開位移δ達(dá)到裂紋開裂的臨界值δc時，裂紋將要開裂。由于裂紋張開位移本身并不是一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韰?shù)表征量，COD曲線也是在大量經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來，因此該類方法的發(fā)展陷入瓶頸，停滯不前。盡管如此，國內(nèi)外幾十年的大量工程實(shí)踐證明，COD 設(shè)計曲線是一種安全保守的設(shè)計方法，并且在焊接構(gòu)件和壓力容器的評定中非常有效。