残余应力作用下的不锈钢管道环向穿壁裂纹闭合效应研究

来源：核动力工程杂志2023年第2期北京时间：

作者：刘震顺, 张晟, 毛庆, 郑向远

单位：1.核电安全监控技术与装备国家重点实验室，广东深圳，518172；2.清华大学深圳国际研究生院，广东深圳，518055；3.中广核工程有限公司，广东深圳，518124；

摘要：管道环向穿壁裂纹在不同载荷水平作用下的张开位移预测值是破前漏技术应用的关键核心参数。针对具有代表性几何尺寸的奥氏体不锈钢管道，采用数值分析和对比验证相结合的方法，基于工程中实际测得的材料性能曲线研究了典型焊接残余应力作用下穿壁裂纹临界闭合应力的变化规律。分析结果表明，目前的通用电气有限公司/美国电力研究院（GE/RPRI）方法和美国核管会技术报告NUREG/CR-6837修正方法均低估了由美国机械工程师协会（ASME）规范工作小组推荐的简化残余应力场所导致的管道环向穿壁裂纹闭合效应。此外，分析了环向穿壁裂纹闭合状态下管道的失效模式，在此基础上进一步讨论了裂纹闭合效应对破前漏技术应用的影响，为后续工程实践提供了可借鉴的技术观点。

关键词：焊接残余应力, 穿壁裂纹, 闭合效应, 破前漏, 不锈钢

基金资助：核电安全监控技术与装备国家重点实验室开放基金（007-EC-B-2020）