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ECA安全评估的发展及在海洋油气管道中的应用 孙有辉陈建军刘永贞 [海洋石油工程股份有限公司] criticalAssessment 摘要：本文主要介绍了“工程临界分析(Engineering EcA)”评估方法的发展概况，并概述了国际上主要 应用的几种基于“工程临界分析”的完整性评定方法，最后讨论了EcA评估方法在海洋石油平台及油气管道安全评估中的应用 前景。 关键词：EcA工程临界分析石油平台输油管道 1概述 在焊接结构发展的早期，由于科研水平和条件的限制，人们在针对各种焊接结构时，为了防止失效，要求结构中不能有任 何缺陷存在，以此来避免任何事故的发生。即采用“完美无缺”的经验方法对结构进行评定。但随着生产和科研的深入，人们 发现这种方法有很大的局限性。原英国焊接研究所所长Edger．Fuchs在实验中发现：铝合金焊接接头中的大量气孔对接头强度 无任何影响，而返修却会造成接头使用性能的下降。大量的工程实践也表明：焊接结构中的缺陷并不都会带来危害，不加区分 地对其进行修复，在经济上不可取，同时不恰当的修复有时甚至会带来进一步冶金上的损害使材质性能下降乃至产生新的缺陷。 CriticalAssessment 基于以上认识，英国焊接研究所首先提出了“工程临界分析(Engineering ECA)”的概念，并在其基础 上发展为一种评定原则。 2ECA评估原理 EcA(工程临界分析)与“完整结构”在概念上的区别是它在焊接结构可能存在构件形状、材料性能偏差和缺陷的前提下， 通过应力分析、断裂力学、材料试验、质量检查、无损探伤等科学分析，保证结构在服役期间不发生任何已知机制如脆性破坏、 疲劳失效、应力腐蚀的失效事故。因此该原则为焊接结构的设计、制造和安全使用提供了重要的依据和强有力的手段。这一原 则的基础是理论分析和试验测试的方法，它取代“完美无缺”的经验方法…，同时在保证评定结构安全运行的前提下还考虑 了经济性。 工程临界分析方法将缺陷的危险性分为： (1)不影响安全可靠性的缺陷则允许其继续存在； (2)对安全性不造成危害，但缺陷在服役期间可能会继续扩展，必须进行寿命预测，并允许在监控下使用； (3)影响安全可靠性，但是如果构件降级使用可以保证安全要求，则可降级使用； (4)对含有对安全可靠性构成威胁的缺陷的构件，应立即采取措施，进行返修或停止使用。 3EcA评估方法介绍 近年来国际上广泛地采用这一原则来进行缺陷评定及安全评定，它不仅包括超标缺陷的安全评估，还包括环境(介质与温度) 的影响和材料退化的安全评估。按”Ec∥原则建立的结构完整性技术及其相应的工程安全评定规程(或方法)越来越走向成熟， 已在国际上形成了一个分支学科，在广度和纵深两方面均取得了重大发展。下面就简单介绍一下各国的这些评定法方。 3．1R6评定方法 R6评定方法，是英国中央电力局(CEGB)于1976年基于结构塑性失稳载荷和线弹性断裂力学开发的静态韧性，脆性断裂 Assessment 评定方法。该技术使用缺陷评定图(Failure Diagmm简称FAD)曲线，根据已知材料、载荷数据的不同，共有三级评 定选择： 等级l：当仅知道材料屈服应力时使用； 等级2：知道材料的应力一应变关系曲线； 等级3：要有材料性能、裂纹尺寸等详细数据 随着评定等级的增加，定结果的保守性降低。 在2000年的修订版中修订版加入了裂纹止裂方法、接头匹配效应、局部方法和有限元方法等新的内容。 3．2BS791 0的基本内容 称改为”金属结构中缺陷验收评定方法导则”，取消了PD代号而正式列入正规的英国标准。 assessment Bs7910评定方法以断裂力学为基础，主要采用失效评定曲线FAD图(failurediagram)方法进行评定，所秉承的 评定思路为将结构的抗裂能力和在实际承载条件下裂纹的启裂能力加以比较。其中FAD图的横坐标是从力学性能的角度来进行 度量——它表征了结构趋向于塑性失效破坏的