基于可靠性理论的主蒸汽管道寿命预测

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本文分析了影响主蒸汽管道运行寿命的几种因素,通过运用ANSYS有限元软件对直管及多组处于高温高压状态下的管道90°弯头进行数值模拟,分析了弯头初始椭圆度和厚度不均对弯头应力分布变化的影响,提出了弯管危险点的等效应力数学模型。在此基础上应用可靠性理论考虑弯头不圆度、壁厚比、主汽压力为随机变量通过概率方法计算管道弯头继续运行寿命的可靠度(弯头在继续运行寿命内不发生失效的概率)。此方法考虑了管道在运行过程中影响寿命因素的随机性,更加客观的预测了管道的寿命。此外还开发了主蒸汽管道在线寿命损耗评估系统并得到良好应用。

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第一章绪论

1.1 主蒸汽管道寿命预测的意义

1.2 主蒸汽管道寿命预测的研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第二章主蒸汽管道失效分析及可靠性理论

2.1 主蒸汽管道的失效机理

2.1.1 蠕变及蠕变破坏的机制

2.1.2 蠕变全过程的描述

2.2 影响主蒸汽管道可靠运行的因素

2.2.1 主蒸汽参数对可靠运行的影响分析

2.2.2 材料特性对可靠运行的影响分析

2.2.3 管道结构差异对可靠运行的影响分析

2.3 影响管道可靠运行因素的随机性

2.4 可靠性理论在管道寿命分析中的应用

2.4.1 可靠性原理

2.4.2 基于可靠性理论的主蒸汽管道寿命预测

2.5 小结

第三章基于可靠性理论的主蒸汽管道寿命预测模型研究

3.1 基于可靠性理论的主蒸汽管道寿命预测模型建立

3.1.1 确定应力计算模型

3.1.2 确定强度计算模型

3.1.3 确定极限状态函数

3.1.4 极限状态函数变量随机特性分析

3.2 主蒸汽管道应力分布分析

3.2.1 直管应力分布分析

3.2.2 弯头应力分布分析

3.3 基于可靠性理论的弯头寿命预测模型

3.3.1 模型的建立

3.3.2 模型变量随机特性分析

3.4 算例分析

3.4.1 等线外推持久强度计算

3.4.2 弯头最大应力计算

3.4.3 确定极限状态函数变量随机特性

3.4.4 主蒸汽管道弯头寿命可靠性分析

3.4.5 影响寿命可靠度的因素分析

3.5 小结

第四章主蒸汽管道寿命损耗在线评估系统研究

4.1 系统的总体设计

4.2 软件系统设计

4.3 数据库设计

4.4 软件系统功能模块

4.4.1 系统设置模块

4.4.2 应力应变监测模块

4.4.3 超温超压报警模块

4.4.4 寿命损耗评估模块

4.4.5 离线检修数据模块

4.5 小结

第五章结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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