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浅谈在役压力容器定期检验优化方案探讨 　　摘要：本文主要对在役压力容器的全面定期检验，并提出了以以往检测结果为基础，实现定期检验的优化方案，将因漏检而造成压力容器在大于临界缺陷状态下运行的可能性降至最低，从而在确保结构安全的同时，将工作量和成本降到最低。根据对气罐群试验，证明此优化方案是可行的。 　　关键词：无损检测；压力容器；定期检验 　　缺陷漏检是压力容器、飞机和发动机等重要机械发生事故的主要原因之一。有关资料表明，因结构材料失效而造成的重大事故中，有8O％以上是因缺陷漏检引起的。近几年来，尽管无损检测技术有了很大发展，但是不同检测人员对同一裂纹进行检测时，得到的结果仍然存在较大差异，并不能百分之百地检测出结构材料中大于规定尺寸的裂纹。一个最小能检测到零点几毫米，甚至几个微米裂纹的无损检测设备，在实际问题中常常连几个毫米，甚至几十个毫米的裂纹也会漏检。这种检测结果的不确定性受材料、结构形状和尺寸、检测设备、检测环境、裂纹位置和取向、检测人员的技术水平和心理状态等诸多因素的影响。文献[1～6]分别在缺陷检出概率和无损检测可靠性方面进行了研究。笔者在此理论基础上，针对在役压力容器的全面定期检验，在方法选取与组合等达到最优化方面，作进一步尝试。旨在以过去定期检测结果为基础，最优化今后的全面定期检验，使其因漏检造成压力容器在大于临界裂纹尺寸状态下运行的可能性降至最低，在确保结构安全的同时，将工作量和成本降到最低。 　　1 P0D曲线函数的理论原理 　　依据极大似然估计原理，几何尺度为n的缺陷，其检出概率P(n)可用logistic函数描述，即POD曲线函数为 　　 　　式(1)中a和в为logistic函数常量。几何尺度ao的缺陷，其检测一次时的漏检概率为 　　 　　因真值PM(ao)无法求得，所以工程上用的是PM(ao)的置信度为y的单侧置信上限Pu(ao)，即 　　 　　可以证明，第i个危险部位利用第j种检测设备检测一次时，大于规定尺度ao的缺陷，其置信度为y时的漏检概率置信上限为 　　 　　式中PL(ao)――第i个危险部位用第j种检测设备检测一次时的检出概率下限 　　 　　a，B―a，B的估计量 　　Sa，SB― 检测方差 　　SaB―检测的协方差 　　 ni―同一尺度缺陷的检测次数 　　j―被检测的一组缺陷的数量 　　其中a，B，Sa，SB，SaB的计算方法可参考文献[3]，ur的计算方法可参考文献[7]。 　　2 不同无损检测方法的POD曲线制作 　　POD曲线的制作需大量实验数据。通常，一般检验单位或机构无力进行大规模的科研试验，因此不太现实。但实际上，由于定期检验机构自身拥有大量工件的检测数据，只需稍作处理即可利用。笔者正是利用上述检出概率公式，对某气罐群多次定期检验得到的数据以及少量补充检测数据进行处理，成功得到了几种检测方法的POD曲线。结果如表1和图1，2所示。 　　3 最少独立检测次数计算 　　如果经K 次独立无损检测，则可由下列方法求得大于规定尺寸ao的缺陷漏检概率PM(ao)，即 　　 　　表1 磁粉检测回归结果 　　 　　 　　图1 不同置信度时MT方法的POD曲线 　　 　　图2 不同置信度时UT方法的POD曲线 　　PM(ao)的置信度为y的单侧置信上限PU(ao) 　　 　　如果采用q种不同的探伤仪器对同一危险部位进行独立检测，那么大于规定尺寸ao的缺陷检出概率PM(ao)为 　　 　　式中ai，Bi届―第i种探伤仪器单独检测一次时，其POD曲线的参数 　　Ki―第i种探伤仪器的独立检测次数， 　　i=1，2，…，q 　　PM(ao)的置信度至少为Y的单侧置信上限Pu(ao) 　　 　　从上面诸式可看到，通过增加独立检测次数K或Ki，可以明显降低检测对象中的缺陷漏检概率。 　　对于预先规定的漏检概率P，容器上大于规定尺寸ao的缺陷的漏检概率不超过P的独立无损检测次数K 　　 　　同理，如果采用几种不同的仪器进行检测，则容器上大于规定尺寸ao的缺陷漏检概率不超过P的独立检测次数Ki可通过式(8)转换而得。此时满足条件的K1，K2，#8943;，Kq有多种不同的组合，可以根据具体情况选取其中之一组K值。如果计算出的K值不为整数，可取大于它的最小整数作为最佳独立检测次数。 　　4 缺陷漏检概率控制分析 　　4．1 分析原则 　　确定缺陷漏检概率控制值的首要因素是罐群的失效模式。如对满足“先漏后爆”原则的在役压力容器群(组)，临界缺陷尺寸较大。只要将初始缺陷尺寸控制在某一范围，确保有足够的剩余寿命，那么，整个罐群的安全将是可靠的。其次是容器之间的连接方式。对此类罐群组，并联状态下罐群内某一气罐的失效，不会导致