[发明专利]一种基于失效评定图的未爆先漏分析方法

权利要求书

1.一种基于失效评定图的未爆先漏分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)获得压水堆核电厂一回路主管道不同服役年限下的信息；

(b)基于LBB评估准则，确定评估中假想裂纹的位置和类型参数；

(c)获得不同工况下的载荷信息，并以载荷是否对结构的塑性失稳具有影响将各种载荷区分成一次应力载荷和二次应力载荷，LBB分析中仅考虑一次应力载荷；

(d)计算线弹性应力强度因子K_I，所述线弹性应力强度因子为瞬态中的一次应力载荷引起的应力强度因子；

(e)计算含缺陷管道的极限载荷P₀；

(f)计算断裂比参量K_r'＝K_IM/K_IC和载荷比参数L_r'＝P₁/P₀，式中P₁为瞬态中的一次应力载荷；K_IC为材料的断裂韧性；K_IM为一次应力载荷引起的应力强度因子；

(g)基于一回路主管道服役状态的信息，选择失效评定图；

(h)将计算得到的评定点坐标(L_r'，K_r')绘在选定的失效评定图中；

(i)基于选定的失效评定图进行线弹性应力强度因子塑性修正，修正后的弹塑性应力强度因子K_J为：

式(1)中，点A(L_r^A，K_r^A)为评定点，点O为失效评定图坐标原点；点B(L_r^B，K_r^B)为直线OA与失效评定曲线的交点，n为材料拉伸性能Ramberg-Osgood关系中的硬化指数参数，K_I^A和K_I^B为A点和B点对应的应力强度因子，L_r^A、L_r^B、L_r^A'和L_r^B'分别为点A、B、A'和B'的横坐标， K_r^A、K_r^B、K_r^A'和K_r^B'分别为点A、B、A'和B'的纵坐标；

(j)基于弹塑性应力强度因子K_J计算裂纹前沿的J积分：

式(2)中，E为弹性模量，ν为泊松比；

(k)计算不同裂纹尺寸a下裂纹前沿的J积分，并将J积分按照式(3)进行拟合：

式(3)中，c_i为多项式拟合系数；

(l)计算结构失效临界裂纹尺寸a_c，计算公式为：

式(4)中，S和T为材料断裂韧性J-R阻力曲线特征参数；

(m)依泄漏率计算公式，评估结构临界泄漏裂纹尺寸a_L：

式(5)中，m为泄漏检测仪器的精度，P为管道内介质的工作压力，ρ为介质的密度，D为裂纹面的张开距离；

依据LBB法规要求，进行LBB准则判断：若a_c/a_L大于2则满足LBB准则要求；若a_c/a_L不大于2则不满足准则要求；

步骤(a)中，所述一回路主管道不同服役年限下的信息包括服役初始材料弹性模量、初始应力-应变曲线、初始J-R阻力曲线、不同服役年限下的J-R阻力曲线、材料成分、服役温度和服役时间；

步骤(a)中，所述一回路主管道为奥氏体不锈钢铸件；

步骤(d)中，所述线弹性应力强度因子K_I通过计算手册或有限元数值计算方法获得；

步骤(e)中，所述极限载荷P₀通过计算手册或有限元数值计算方法获得；

步骤(f)中，所述材料断裂韧性K_IC通过J-R阻力曲线获得；

步骤(g)中，选择的所述失效评定图根据材料实际拉伸性能进行建立；

所述的材料实际拉伸性能考虑了不同服役时限下的老化效应；

步骤(g)中，选择的所述失效评定图具有可根据服役状态和评估时刻的温度进行线性差值的特性；

步骤(l)中，选择的所述材料断裂韧性J-R阻力曲线特征参数S和T由现有规范或实验测试获得。