杜波夫

《動力診斷》公司 俄羅斯 莫斯科

（譯文：國際機械科技發(fā)展研究會專家組 北京 100037）

摘要：根據(jù)對于現(xiàn)有的、在工業(yè)各個部門中已形成的老化設(shè)備殘余壽命評估做法的分析，發(fā)現(xiàn)一些共性問題，即傳統(tǒng)的無損檢測方法和手段有效性較低，強度驗算不夠完善。文章指出，設(shè)備和結(jié)構(gòu)的可靠性和壽命取決于應(yīng)力集中區(qū)——損傷發(fā)展的主要根源。金屬磁記憶法是唯一能以很高的精度確定設(shè)備上的缺陷部位的方法，使用金屬磁記憶法用來評價設(shè)備壽命最為有效。

關(guān)鍵字：設(shè)備壽命評估

保障設(shè)備、容器、天然氣和石油輸送管道以及各種結(jié)構(gòu)工作的可靠性問題變得一年比一年迫切。這是因為許多工業(yè)部門中的設(shè)備的老化已大大超過技術(shù)改造的速度。例如，在動力工業(yè)中，截止到2002年9月，90%的火電站設(shè)備已耗盡額定壽命，其中相當大的一部分達到物理磨損。由于缺乏有科學(xué)依據(jù)的技術(shù)診斷和壽命評估構(gòu)想以及金屬傳統(tǒng)型無損檢測方法和手段有效性較差，上述問題變得更加嚴重。

根據(jù)對現(xiàn)有的、在工業(yè)各部門中已形成的老化設(shè)備殘余壽命評估做法的分析，可以劃分出下列普遍性趨勢：

第一，設(shè)備可靠性領(lǐng)域的眾多專家，正在由基于故障統(tǒng)計的壽命概率評估方法過渡到基于綜合性做法的老化設(shè)備個體性壽命評估，后者是把有損和無損檢測結(jié)果同強度驗算結(jié)合在一起。

第二，壽命評估中出現(xiàn)了由探傷過度到技術(shù)診斷的明顯趨勢，后者是基于斷裂力學(xué)、金屬學(xué)和無損檢測的結(jié)合。而設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)力-變形狀況的無損檢測上升到第一位。

第三，認識到應(yīng)對老化設(shè)備進行100%的考察，以便確定有潛在危險的區(qū)域。

同時，應(yīng)當指出，實施這些做法時存在下列缺點和不完備之處。

在綜合采用各種無損和有損檢測方法與手段時，沒有針對具體檢測對象的嚴格確定的程序和順序。

大家知道，設(shè)備檢測的程序、范圍和周期，一方面取決于額定（計算）壽命、損傷概率、修理間隔期，而另一方面又取決于現(xiàn)有的檢測方法和手段及其能力。

只是一些個別的、最重要的工業(yè)部門（如原子能動力和火電），才有關(guān)于設(shè)備檢測程式和周期以及延長其使役期限的規(guī)范[1、2、3]。即使在這些先進行業(yè)中（從組織對于設(shè)備金屬狀況監(jiān)視的觀點看），也存在著如何確定金屬極限狀態(tài)和評估設(shè)備個體壽命問題[4]。

當前推薦的強度驗算方法大致可以分成四類：

-按照金屬腐蝕速度的計算方法；

-金屬抗裂紋強度計算方法；

-金屬疲勞計算方法；

-蠕變條件下工作的設(shè)備部件的計算方法。

然而，這些方法的主要不足之處在于，它們提出的允許應(yīng)力水平[σ]較低。一般情況下，這一水平為[σ]≤σ0.2/2，式中σ0.2-金屬假定屈服點。但是，實踐證明，設(shè)備的可靠性和壽命主要是由應(yīng)力集中區(qū)決定的，而在應(yīng)力集中區(qū)實際應(yīng)力水平可能達到屈服點甚至更高。