一种应用于在役压力容器的综合安全评判系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于在役压力容器的综合安全评判系统，包括：在役压力容器知识库模块、在役压力容器安全评定标准数据库模块、在役压力容器原始数据输入模块、在役压力容器平面缺陷量化模块、在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块、在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块、在役压力容器重要部件安全程度推理模块、在役压力容器材质安全程度推理模块、在役压力容器内部环境安全程度推理模块、在役压力容器综合安全评判模块。本发明专利技术对在役压力容器进行了准确、规范和自动化的综合安全评判，确保了评判的科学性和合理性，提高了评判系统的可靠性，具有很强的实用性，实现平面缺陷长度、深度量化功能。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于在役压力容器的综合安全评判系统
本专利技术属于压力容器综合安全评判
，尤其涉及一种应用于在役压力容器的综合安全评判系统。
技术介绍
压力容器是一种具有爆炸危险的特种承压设备，具有高温、高压、易燃、易爆、工艺复杂等特点，一旦发生爆炸或泄漏，后果是极其惨重的，因此，压力容器的安全可靠性评判就显得尤为重要。随着计算机的普及，系统已经在压力容器的安全评判方面进行了应用。但是，这些系统仅采用缺陷的断裂或疲劳评定这一单一角度评定的方式，且无具体的缺陷检测方法和缺陷量化公式，更没有涉及在役压力容器在各主要失效因素影响条件下的综合安全评判。综合安全评判技术是确定在役压力容器在各主要失效因素影响条件下安全程度的一项有效技术。但是，进行在役压力容器综合安全评判是一个涉及到缺陷检测并量化、平面缺陷断裂疲劳评定和模糊综合评定等诸多方面的复杂问题，往往需要具备专业的数学和力学知识，同时需要花费大量时间和精力建立模糊综合评判的因素集、评判集和权重集，这些对于现场工程技术人员来讲是很难做到的。目前，我国的在役压力容器数量巨大且情况复杂，但是对这些压力容器的安全评判却凭借经验和假设，主观随意性对结果影响很大。在进行安全评判时，不能综合考虑影响在役压力容器安全性的所有主要因素，并明确各影响的相互联系，评定的结果往往是压力容器还在安全许可内，而实际上已经失效、不能使用。对在役压力容器的综合安全评判，尚未有一种能够结合无损检测实现平面缺陷量化，并进行断裂、疲劳失效评定，以及结合影响安全性的所有主要因素，来进行压力容器的模糊综合评判，得出其安全程度的计算机辅助设计系统。专利技术内容本专利技术实施例的目的在于提供一种应用于在役压力容器的综合安全评判系统，旨在解决现有的压力容器安全评判存在的凭借经验和假设，主观随意性较大，无法合理、准确、规范地对在役压力容器进行综合安全评判的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种应用于在役压力容器的综合安全评判系统，该应用于在役压力容器的综合安全评判系统包括：在役压力容器知识库模块、在役压力容器安全评定标准数据库模块、在役压力容器原始数据输入模块、在役压力容器平面缺陷量化模块、在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块、在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块、在役压力容器重要部件安全程度推理模块、在役压力容器材质安全程度推理模块、在役压力容器内部环境安全程度推理模块、在役压力容器综合安全评判模块；在役压力容器知识库模块，用于获取在役压力容器的材料性能参数即σs、σb、JIC、A、m、ΔKth，在役压力容器因素集所对应的权向量，在役压力容器断裂失效程度判定资料，在役压力容器疲劳失效程度判定资料，在役压力容器重要部件安全程度判定资料，在役压力容器材质安全程度判定资料，在役压力容器内部环境安全程度判定资料；并以基础知识和推理知识两种形式存于系统的知识库中，供系统计算推理时使用；在役压力容器的安全评定标准数据库模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于存储国家评定标准即《在用含缺陷压力容器安全评定》资料，包括在役压力容器的断裂评定、在役压力容器的疲劳评定，为在役压力容器的安全评定提供借鉴；即平面缺陷的断裂评定，评定方法为采用失效评定图的方法进行，失效评定曲线方程为：垂直线的方程为：的值取决于材料的特性：对奥氏体不锈钢，对无屈服平台的低碳钢及奥氏体不锈钢焊缝，对无屈服平台的低合金钢及其焊缝，对于具有长屈服平台的材料，当材料温度不高于200℃时，可根据Kr值及材料屈服强度级别；对于不能按钢材类别确定的材料，可按下式计算的值平面缺陷疲劳评定方法：平首先依据疲劳裂纹扩展速率dadN与裂纹尖端应力强度因子变化幅度ΔK关系式，确定在规定的循环周期内疲劳裂纹的扩展量和最终尺寸；然后根据所给出的判别条件和方法，来判断该平面缺陷是否会发生泄漏和疲劳断裂；在役压力容器原始数据输入模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于输入在役压力容器型号数据，在役压力容器内部环境情况，在役压力容器重要部件情况，在役压力容器材质情况以及在役压力容器平面缺陷位置数据；在役压力容器平面缺陷量化模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于通过建立系统与磁记忆检测数据分析软件之间的数据交换接口，实现平面缺陷的长度、深度量化功能；在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器平面缺陷断裂评定推理机，确定在役压力容器断裂失效程度；在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理机，确定在役压力容器疲劳失效程度；在役压力容器重要部件安全程度推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器重要部件安全评定推理机，确定在役压力容器重要部件的安全程度；在役压力容器材质安全程度推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器材质安全评定推理机，确定在役压力容器材质的安全程度；在役压力容器内部环境安全程度推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器内部环境安全评定推理机，确定在役压力容器内部环境安全程度；在役压力容器综合安全评判模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于对在役压力容器各主要失效因素进行模糊综合评判，确定在役压力容器的安全程度。进一步，在役压力容器知识库模块将获取该在役压力容器的材料性能参数，在役压力容器因素集所对应的权向量W，在役压力容器断裂失效程度判定资料，在役压力容器疲劳失效程度判定资料，在役压力容器重要部件安全程度判定资料，在役压力容器材质安全程度判定资料，在役压力容器内部环境安全判定资料；以基础知识和推理知识两种形式存于系统的知识库中，以供系统计算推理时使用。进一步，在役压力容器内部环境情况数据包括在役压力容器内部压力p或压力变化曲线数据、在役压力容器内部温度、在役压力容器内部气体或液体的腐蚀性；在役压力容器重要部件情况数据包括在役压力容器胶芯使用年限和承受疲劳荷载次数、在役压力容器密封圈的使用年限和承受疲劳荷载次数、在役压力容器密封圈的使用年限和承受疲劳荷载次数、在役压力容器液压控制油路的使用年限和承受疲劳荷载次数；在役压力容器材质情况数据包括在役压力容器材料加工质量、在役压力容器材料机械性能、在役压力容器设计合理性；在役压力容器平面缺陷位置数据包括平面缺陷所在处压力容器的内径、平面缺陷所在处压力容器的外径。进一步，用于输入在役压力容器型号数据、在役压力容器内部环境情况、在役压力容器重要部件情况、在役压力容器材质情况以及在役压力容器平面缺陷位置数据通过数据文件导入、键盘或鼠标进行输入。进一步，在役压力容器平面缺陷量化模块利用平面缺陷长度计算公式与平面缺陷的深度计算公式来实现平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于在役压力容器的综合安全评判系统，其特征在于，该应用于在役压力容器的综合安全评判系统包括：在役压力容器知识库模块、在役压力容器安全评定标准数据库模块、在役压力容器原始数据输入模块、在役压力容器平面缺陷量化模块、在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块、在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块、在役压力容器重要部件安全程度推理模块、在役压力容器材质安全程度推理模块、在役压力容器内部环境安全程度推理模块、在役压力容器综合安全评判模块；在役压力容器知识库模块，用于获取在役压力容器的材料性能参数即σs、σb、JIC、A、m、ΔKth，在役压力容器因素集所对应的权向量，在役压力容器断裂失效程度判定资料，在役压力容器疲劳失效程度判定资料，在役压力容器重要部件安全程度判定资料，在役压力容器材质安全程度判定资料，在役压力容器内部环境安全程度判定资料；并以基础知识和推理知识两种形式存于系统的知识库中，供系统计算推理时使用；在役压力容器的安全评定标准数据库模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于存储国家评定标准即《在用含缺陷压力容器安全评定》资料，包括在役含缺陷压力容器的断裂评定、在役压力容器的疲劳评定，为在役压力容器的安全评定提供借鉴；即平面缺陷的断裂评定，评定方法为采用失效评定图的方法进行，失效评定曲线方程为：Kr=(1-0.14Lr2)(0.3+0.7e-0.65Lrβ)]]>垂直线的方程为：的值取决于材料的特性：对奥氏体不锈钢，对无屈服平台的低碳钢及奥氏体不锈钢焊缝，对无屈服平台的低合金钢及其焊缝，对于具有长屈服平台的材料，当材料温度不高于200℃时，可根据Kr值及材料屈服强度级别；对于不能按钢材类别确定的材料，可按下式计算的值：Lrmax=σ-/σs=0.5(σb+σs)/σs;]]>平面缺陷疲劳评定方法：平首先依据疲劳裂纹扩展速率dadN与裂纹尖端应力强度因子变化幅度ΔK关系式，确定在规定的循环周期内疲劳裂纹的扩展量和最终尺寸；然后根据所给出的判别条件和方法，来判断该平面缺陷是否会发生泄漏和疲劳断裂；在役压力容器原始数据输入模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于输入在役压力容器型号数据，在役压力容器内部环境情况，在役压力容器重要部件情况，在役压力容器材质情况以及在役压力容器平面缺陷位置数据；在役压力容器平面缺陷量化模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于通过建立系统与磁记忆检测数据分析软件之间的数据交换接口，实现平面缺陷的长度、深度量化功能；在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器平面缺陷断裂评定推理机，确定在役压力容器断裂失效程度；在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理机，确定在役压力容器疲劳失效程度；在役压力容器重要部件安全程度推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器重要部件安全评定推理机，确定在役压力容器重要部件的安全程度；在役压力容器材质安全程度推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器材质安全评定推理机，确定在役压力容器材质的安全程度；在役压力容器内部环境安全程度推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器内部环境安全评定推理机，确定在役压力容器内部环境安全程度；在役压力容器综合安全评判模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于对在役压力容器各主要失效因素进行模糊综合评判，确定在役压力容器的安全程度。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于在役压力容器的综合安全评判系统，其特征在于，该应用于在役压力容器的综合安全评判系统包括：在役压力容器知识库模块、在役压力容器安全评定标准数据库模块、在役压力容器原始数据输入模块、在役压力容器平面缺陷量化模块、在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块、在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块、在役压力容器重要部件安全程度推理模块、在役压力容器材质安全程度推理模块、在役压力容器内部环境安全程度推理模块、在役压力容器综合安全评判模块；在役压力容器知识库模块，用于获取在役压力容器的材料性能参数即σs、σb、JIC、A、m、ΔKth，其中，σs为评定温度下的材料屈服点；σb为评定温度下材料的抗拉强度，JIC为材料稳定裂纹扩展量Δa>0.2mm时，对应于Δa＝0.2mm的材料J积分的断裂韧度，A为材料疲劳裂纹扩展速率与裂纹尖端应力强度因子变化范围关系式中的系数，m为材料常数，ΔKth为应力强度因子变化范围的门槛值，在役压力容器因素集所对应的权向量在役压力容器断裂失效程度判定资料，在役压力容器疲劳失效程度判定资料，在役压力容器重要部件安全程度判定资料，在役压力容器材质安全程度判定资料，在役压力容器内部环境安全程度判定资料；并以基础知识和推理知识两种形式存于系统的知识库中，供系统计算推理时使用；在役压力容器的安全评定标准数据库模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于存储国家评定标准即《在用含缺陷压力容器安全评定》资料，包括在役含缺陷压力容器的断裂评定、在役压力容器的疲劳评定，为在役压力容器的安全评定提供借鉴；即平面缺陷的断裂评定，评定方法为采用失效评定图的方法进行，失效评定曲线方程为：式中：Kr—平面缺陷常规评定用断裂比；Lr—荷载比；e—表征埋藏椭圆裂纹中心偏离厚中心的偏心距；β—计算对接焊接接头中因角变形引起的弯曲二次应力时所使用的中间变量；垂直线的方程为：式中：—最大的荷载比；的值取决于材料的特性：对奥氏体不锈钢，对无屈服平台的低碳钢及奥氏体不锈钢焊缝，对无屈服平台的低合金钢及其焊缝，对于具有长屈服平台的材料，当材料温度不高于200℃时，可根据Kr值及材料屈服强度级别；对于不能按钢材类别确定的材料，可按下式计算的值：式中：—最大的荷载比；—评定温度下材料的流变应力；σs—评定温度下的材料屈服点；σb—评定温度下材料的抗拉强度；平面缺陷疲劳评定方法：首先依据疲劳裂纹扩展速率da/dN与裂纹尖端应力强度因子变化幅度ΔK关系式式中:A为材料疲劳裂纹扩展速率与ΔK关系式中的系数，m为材料常数，确定在规定的循环周期内疲劳裂纹的扩展量和最终尺寸；然后根据所给出的判别条件和方法，来判断该平面缺陷是否会发生泄漏和疲劳断裂；在役压力容器原始数据输入模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于输入在役压力容器型号数据，在役压力容器内部环境情况，在役压力容器重要部件情况，在役压力容器材质情况以及在役压力容器平面缺陷位置数据；在役压力容器平面缺陷量化模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于通过建立系统与磁记忆检测数据分析软件之间的数据交换接口，实现平面缺陷的长度、深度量化功能；在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器平面缺陷断裂评定推理机，确定在役压力容器断裂失效程度；在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理机，确定在役压力容器疲劳失效程度；在役压力容器重要部件安全程度推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器重要部件安全评定推理机，确定在役压力容器重要部件的安全程度；在役压力容器材质安全程度推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器材质安全评定推理机，确定在役压力容器材质的安全程度；在役压力容器内部环境安全程度推理模块，与在役压力容器知识库模块连接，用于构建在役压力容器内部环境安全评定推理机，确定在役压力容器内部环境安全程度；在役压力容器综合安全评判模块，与在役压力容器平面缺陷断裂评定推理模块和在役压力容器平面缺陷疲劳评定推理模块连接，用于对在役压力容器各主要失效因素进行模糊综合评判，确定在役压力容器的安全程度。2.如权利要求1所述的应用于在役压力容器的综合安全评判系统，其特征在于，在役压力容器内部环境情况数据包括在役压力容器内部压力p或压力变化曲线数据、在役压力容器内部温度、在役压力容器内部气体或液体的腐蚀性；在役压力容器重要部件情况数据包括在役压力容器胶芯使用年限和承受疲劳荷载次数、在役压力容器密封圈的使用年限和承受疲劳荷载次数、在役压力容器密封圈的使用年限和承受疲劳荷载次数、在役压力容器液压控制油路的使用年限和承受疲劳荷载次数；在役压力容器材质情况数据包括在役压力容器材料加工质量、在役压力容器材料机械性能、在役压力容器设计合理性；在役压力容器平面缺陷位置数据包括平面缺陷所在处压力容器的内径、平面缺陷所在处压力容器的外径。3.如权利要求2所述的应用于在役压力容器的综合安全评判系统，其特征在于，用于输入在役压力容器型号数据、在役压力容器内部环境情况、在役压力容器重要部件情况、在役压力容器材质情况以及在役压力容器平面缺陷位置数据通过数据文件导入、键盘或鼠标进行输入。4.如权利要求1所述的应用于在役压力容器的综合安全评判系统，其特征在于，在役压力容器平面缺陷量化模块利用平面缺陷长度计算公式与平面缺陷的深度计算公式来实现平面缺陷长度与深度的量化，即平面缺陷长度计算公式：lmax＝max[|x2-x1|,|x4-x3|,|x6-x5|]lmin＝min[|x2-x1|,|x4-x3|,|x6-x5|]式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小洪，柳军，黄陈，何星，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51