NB/T 20013-2010.Structural integrity assessment for nuclear pressure-retaining components containing defects.
1范围
NB/T 20013规定了在役含缺陷核承压设备完整性评定方法，包括线弹性断裂评定、弹塑性断裂评定、塑性失效评定和裂纹疲劳扩展评定。
NB/T 20013适用于压水堆在役钢制含缺陷核安全1级承压设备的完整性评定。核安全2级和3级承压设备的完整性评定可参照使用。
对于役前检验发现的不可修复的缺陷，经业主和相关部门同意后，可参照本标准进行评定。
NB/T 20013不适用核承压设备中泵和阀门的评定，以及以质量控制标准验收的新建造的核承压设备。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 228金 属材料室温拉伸 试验方法
GB/T 229- 2007 金属材料 夏 比摆锤冲击试验方法
GB/T4161金属材料 平面应变断裂韧度 Klc试验方法
GB/T 4338金属材料 高温拉伸试验方法
GB/T 6398金属材料疲劳裂纹扩 展速率试验方法
GB/T 6803铁素 体钢的无塑性转变温度落 锤试验方法
GB/T 12778金属夏 比冲击断口测定方法
GB/T 19744铁素 体钢平面应变止裂断裂韧度Kla试验方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1核承压设备nuc lear pressure retaining component
核安全机械设备中的承压设备，包括核压力容器和管道。
3.2结构完整性structural integrity
核承压设备中所含缺陷对满足安全性与可靠性的影响程度。
3.3完整性评定structural integr ity assessment
对含缺陷核承压设备能否继续安全使用的评价。

ICS23.020.30
备案号：29111-2010
中华人民共和国能源行业标准
NB/T200132010
含缺陷核承压设备完整性评定
Structuralintegrityassessmentfor nuclear pressure-retaining components containing defects2010-05-01发布
国家能源局
2010-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
完整性评定的一般原则
资质，
失效模式判别。
完整性评定所需的参考资料和基础数据完整性评定中的基础工作
平面缺陷表征
导则、
表面缺陷的规则化
埋藏缺陷的规则化：
孔边角缺陷的规则化
斜裂纹的规则化．.
两共面缺陷的规则化
非共面缺陷的规则化
应力的确定
确定应力的原则
缺陷评定中应考虑的载荷和应力应力分类规则，
应力确定
材料力学性能的测定和选取方法8.1
选用原则
材料拉伸性能的测试和选取
材料V型缺口冲击性能的测试和选取8.3
材料断裂韧度的测试和选取www.bzxz.net
材料的疲劳裂纹扩展速率测试
材料辐照后的力学性能
裂纹疲劳扩展分析
分析方法
分析程序
NB/T200132010
NB/T200132010
缺陷表征
确定循环载荷的应力变化范围和循环次数，确定材料疲劳裂纹扩展性能数据9.5
9.6计算应力强度因子变化幅AK
9.7计算表面裂纹在评定周期末的裂纹尺寸计算埋藏裂纹疲劳扩展尺寸的简化方法。9.8
厚壁容器平面缺陷脆性断裂评定10.1
概述，
评定流程
平面缺陷评定所需基本数据的确定10.3
ar、Cr、a和a的确定
10.5缺陷的验收准则
反应堆压力容器评定算例，
基于失效评定图的平面缺陷断裂评定11
11.1评定流程
11.2失效评定图
11.3分安全系数
11.4评定细则
核压力管道评定算例
12核压力管道平面缺陷评定
评定的基本方法
管道的评定方法，
管道极限载荷评定
管道极限载荷评定的分析解
管道弹塑性断裂评定
铁素体钢管道脆性断裂评定
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（规范性附录）
附录E（资料性附录）
附录F（规范性附录）
附录G（规范性附录）
局部减薄缺陷的评定
焊接残余应力
材料力学性能数据
应力强度因子K，的计算
评定算例
平面缺陷评定中e因子的计算
载荷比L的计算
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由国家能源局提出。
本标准由核工业标准化研究所归口。言
NB/T20013——2010
本标准由核动力运行研究所负责起草，中核武汉核电运行技术股份有限公司、华东理工大学、上海核工程研究设计院、合肥通用机械研究院、南京工业大学、中国原子能科学研究院、武汉大学参加起草。本标准主要起草人：聂勇、刘鸿运、李培宁、唐毅、李思源、惠虎、贺寅彪、包章根、陈学东、杨铁成、沈士明、赵建平、杨红义、余华金、张建强、曹明、关卫和、范志超、王月英、齐敏、胡荣。I
1范围
含缺陷核承压设备完整性评定
NB/T200132010
本标准规定了在役含缺陷核承压设备完整性评定方法，包括线弹性断裂评定、弹塑性断裂评定、塑性失效评定和裂纹疲劳扩展评定本标准适用于压水堆在役钢制含缺陷核安全1级承压设备的完整性评定。核安全2级和3级承压设备的完整性评定可参照使用，
对于役前检验发现的不可修复的缺陷，经业主和相关部门同意后，可参照本标准进行评定。本标准不适用核承压设备中泵和阀门的评定，以及以质量控制标准验收的新建造的核承压设备。规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件：凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。金属材料室温拉伸试验方法
GB/T228
GB/T2292007
GB/T4161
GB/T4338
GB/T6398
GB/T6803
GB/T12778
GB/T19744
GB/T21143
EJ/T560
金属材料夏比摆锤冲击试验方法金属材料平面应变断裂韧度K试验方法金属材料高温拉伸试验方法
金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法复落捶试验方法
铁素体钢的无塑性转变温度
金底夏比冲击断口测定方法
铁素体钢平面应变止裂断裂韧度试验方法金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法轻水冷却反应堆压力容器辐照监督3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
核承压设备nuclearpressureretainingcomponent核安全机械设务中的承压设备，包括核压力容器和管道3.2
结构完整性structural integrity核承压设备中所含缺陷对满足安全性与可靠性的影响程度。3.3
完整性评定
structuralintegrityassessment对含缺陷核承压设备能否继续安全使用的评价。3.4
NB/T20013—2010
缺陷表征defectcharacterization将实际缺陷按规则简化为一个规定的几何形状的缺陷。3.5
表征缺陷尺寸defectcharacterizationsize实际缺陷经表征或规则化所确定的缺陷尺寸。3.6
断裂评定fractureassessment
采用断裂力学的方法，评价含缺陷核承压设备是否发生断裂失效。3.7
塑性失效评定plasticcollapseassessment采用塑性极限分析的方法，评价含缺陷核承压设备是否发生塑性失效，3.8
塑性极限载荷
plasticcollapseload
采用极限分析方法，以构件材料的流变应力计算理想弹塑性材料结构所能承受的最大载荷。3.9
使用限制servicelimits
适用于设计技术规格书规定的所有使用载荷定义的应力和应力强度限制注：使用限制分为A、B、C和D级使用限制3.10
IservicelevelA
A级使用限制
设计技术规格书中指定的所有A级使用载荷应满足的限制。注：这些载荷是设备或支承在执行其规定的使用功能时可能经历的。3.11
B级使用限制servicelevelB
设计技术规格书中指定的所有B级使用载荷应满足的限制注：设备或支承应能经受这些载荷而不发生要检修的损伤，3.12
Jservicelevel C
C级使用限制
设计技术规格书中指定的所有C级使用载荷应满足的限制。注：这些限制允许在结构不连续区产生大的变形，这些变形可能需要在检查后更换设备或支承，或对设备或支承损伤进行修理才能继续工作。
D级使用限制
servicelevelD
设计技术规格书中所有D级使用载荷应满足的限制注：这些限制允许产生显著的总体性变形，导致丧失尺寸稳定性和产生需要检修的损伤，这些损伤可能需要更换设备或支承方能维续使用。
辐照效应irradiationeffect
由于中子注量而引起的材料性能变化。3.15
一次应力primarystress
由所加载荷引起、需满足内、外力和力矩简单平衡规律的正应力或剪应力。3.16
二次应力secondarystress
由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的法向应力或剪应力。4符号
下列符号适用于本文件。
NB/T20013—2010
：平面缺陷规则化后的表征裂纹尺寸（穿透裂纹为其半长；表面裂纹的高度、埋激裂纹自身高度的一半：角裂纹沿接管壁的高度），单位为毫米（mm）。aw：对应于评定周期末缺陷长度l的最大允许缺陷高度，单位为毫米（mm）。ae：正常工况下最小临界缺陷尺寸，单位为毫米（mm）：as：裂纹疲劳扩展后a的最终尺寸，单位为毫米（mm）。a：紧急和事故工况下最小临界起始缺陷尺寸，单位为毫米（mm）：ao：疲劳分析初始裂纹的a值，单位为落米（mm）。CL：试样的取向，对纵向平面裂纹的试样从周向方向进行加载。c：规则化椭圆埋藏裂纹或半椭圆表面裂纹在沿壳体表面方向的半长，单位为毫米（mm）。er：裂纹疲劳扩展后c的最终尺寸，单位为毫米（mm）。co：疲劳分析初始裂纹的c值，单位为毫米（mm）。D：管道外径：单位为毫米（mm）。D：容器内直径、圆简形容器或管道、球壳或球形封头的内径，单位为毫米（mm）。Dim接管内直径，单位为毫米（mm）D：接管平均直径，单位为毫米（mm）。Dom：接管外直径，单位为毫米（mm）。da/dN：疲劳裂纹扩展速率，单位为毫米每周（mm/cycle）E：在评定温度下的材料弹性模量，单位为兆帕（MPa）e：规则化椭圆埋藏裂纹中心偏离壁厚中心的偏心距，单位为毫米（mm）。h：缺陷沿壁厚方向的实测最大自身高度，单位为毫米（mm）。hw：填角焊缝焊脚尺寸，单位为毫米（mm）。1：管道惯性矩，单位为四次方毫米（mm）。J：J积分值，单位为兆焦每平方米（MU/m2）J。：材料稳定裂纹扩展量△a<0.2mm，即发生脆断或突进时所对应的瞻断点或突进点的材料J积分断裂韧度，单位为兆焦每平方米（MJ/m2）。J。：材料稳定裂纹扩展量△a>0.2mm时，对应于△a=0.2mm的材料J积分断裂韧度，单位为兆焦每平方米（MJ/m2）
K。：以应力强度因子表示材料的断裂韧度，或由J积分断裂韧度/CTOD（裂纹尖端张开位移）断裂韧度换算的以应力强度因子表示的材料断裂韧度，单位为兆帕根号米（MPam）。K,：1型应力强度因子，单位为兆帕根号米（MPaym）Kmx最大应力强度因子，单位为兆帕根号米（MPaym）K，最小应力强度因子，单位为兆帕根号米（MPaVm）。3
NB/T20013—2010
K，：材料的平面应变断裂韧度，单位为兆帕根-号米（MPavm）Kz：由J积分断裂韧度转换的应力强度因子断裂韧度，单位为兆帕根号米（MPam），K。：平面缺陷评定中考虑了安全系数后，以应力强度因子表示的材料断裂韧度，单位为兆帕根号米（MPaym）
K，：断裂比，施加载荷作用下的应力强度因子与以应力强度因子表示的材料断裂韧度的比值，无量纲。
KP：一次应力引起的应力强度因子，单位为兆帕根号米（MPavm）K：二次应力引起的应力强度因子，单位为兆帕根号米（MPaVm）KV：V型缺口试样在2mm摆锤刀刃下的冲击吸收能量，单位为焦（J）L：板长度的一半，单位为毫米（mm），LE：侧向彩胀值，单位为毫米（mm）Lm：局部减薄区的边缘到最近的主结构不连续处的距离，单位为毫米（mm）L，：载荷比，指引起一次应力的施加载荷与塑性屈服极限载荷的比值，表示载荷接近于材料塑性属服极限载荷的程度，无量纲，Lw：有焊趾裂纹或填角焊焊根裂纹的焊接接头上两相邻对称焊趾间的距离，单位为毫米（mm）。Z：L的容许极限，无量纲
1：平面缺陷沿壳体自由表面方向的实测最大长度，单位为毫米（mm）m：轴向穿透缺陷允许的缺陷长度限值，单位为毫米（mm）M：一次载荷组合产生的仓成弯矩，单位为牛毫米（N-mm）M：合成二次弯矩，包括热影胀载荷和地震错固件移动产生的弯矩，单位为牛毫米（N·mm）。N：恒幅疲劳应力循环总次数，单位为周（cycle）。n：疲劳裂纹扩展速率与K关系式中的指数，无量纲。P：一次应力，单位为兆（MPa）或包括压力在内的管道总轴向载荷，单位为牛（N），P：一次弯曲应力，单位为兆帕（MPa）Pm：总体一次薄膜应力，单位为兆帕（MPa）P：评定工况下，核承压设备的压力，单位为兆帕（MPa）。Pf、P2：埋藏缺陷距壳壁两表面的距离，单位为毫米（mm）。9：二次应力，单位为兆帕（MPa）9：二次弯曲应力，单位为兆帕（MPa）：Om：二次薄膜应力，单位为兆帕（MPa）：R。：管道平均半径，单位为毫米（mm）R：容器内半径，单位为毫米（mm）。Rm：材料的抗拉强度，单位为兆帕（MPa）。R：接管平均半径，单位为毫米（mm）。R。：容器外半径，单位为毫米（mm）。Re：接管外半径，单位为毫米（mm）R：Rp，Row中的较低者，单位为兆帕（MPa)。R：Rep，Rpm中的较大者，单位为兆帕（MPa)。NB/T20013—2010
Rp：母材金属届服强度（届服应力或0.2%弹性极限应力：对奥氏体钢为1%弹性极限应力），单位为兆帕（MPa）。
Rpw：焊缝金属屈服强度（届服应力或0.2%弹性极限应力：对奥氏体钢为1%弹性极限应力），单位为兆帕（MPa）。
Rpo2：届服强度：非比例延伸率为0.2%时的应力，单位为兆帕（MPa）。RSF：许用的剩余强度系数，RSF=0.9，无量纲。RTNDT：参考无塑性转变温度，单位为摄氏度（℃）。R：应力强度因子比，等于Kkm，无量纲。ro：厚板屈服区的尺寸，单位为毫米（mm）。SR：应力比(stressratio），无量纲。S1:两共面裂纹之间沿壳壁表面方向的最短距离，单位为毫米（mm）32：两共面裂纹之间沿壁厚方向的最短距离，单位为毫米（mm）T：温度，单位为摄氏度（℃）。TNDr：无塑性转变温度，单位为摄氏度（℃）。t：名义厚度或由超声检测的实际壁厚，单位为毫米（mm）。tpcA：局部减薄区未来一个检验周期的壁厚减薄量，单位为毫米（mm），tmm：最小测量壁厚，单位为毫米（mm），tn。：缺陷附近实测接管壁厚，单位为毫米（mm）。W：试样宽度的一半，单位为毫米（mm），x：厚度方向的位置变量，离管道内表面的距离，单位为毫米（mm），yo：蒋板届服区的尺寸，单位为毫米（mm）。z：厚度方向的位置变量，高最后一道焊缝的表面的距离，单位为毫米（mm）。AK：裂纹尖端应力强度因子变化范围，单位为兆帕根号米（MPaVm）。AK,：a方向裂纹尖端处的AK，单位为兆帕根号米（MPaVm）AK。：c方向裂纹尖端处的△K，单位为兆帕根号米（MPavm）。AK，：应力强度因子变化范围的门槛值，单位为兆帕根号米（MPaVm）AT：内外壁温差，单位为摄氏度（℃）。5：裂纹尖端张开位移（CTOD）值，单位为毫米（mm），5
NB/T200132010
e，：角度，单位为弧度（rad）。V：泊松比，无量纲。
P：平面缺陷评定中计算二次应力的塑性修正因子，无量纲。G：应力，单位为兆帕（MPa）
o：由应力分布线性化得到的弯曲应力(由P引起的称P，由引起的称,）：（第12章核压力管道平面缺陷评定中）一次弯曲应力，单位为兆帕（MPa）。o：在极限载荷下，任何一次应力组合的弯曲应力，单位为兆帕（MPa)。o。：二次弯曲应力，包插热胀应力和地震锚固件移动引起的应力，单位为兆帕（MPa)。o：流变应力，Sf
（R02+R/2：对在使用温度下实测得到的材料届服强度R02和抗拉强度Rm：如不能获取实测值时可采用标准规定的屈服强度Rpe2和抗拉强度R.值。GR：残余应力，单位为兆帕（MPa)）Cg：薄膜应力或（第12章核压力管道平面缺陷评定中）一次薄膜应力，单位为兆帕（MPa）：om，在极限载荷下的薄膜应力，单位为兆帕（MPa)。吃：纵向残余应力，单位为兆帕（MPa）c：横向残余应力，单位为兆帕（MPa）。o：内表面的横向残余应为，单位为兆帕（MPa）f°：外表面的横向残余应力，单位为兆帕（MPa）5总论
5.1完整性评定的一般原则
完整性评定应包括对评定对象的状况调查（历史、工况、环境等）、缺陷检测、缺陷成因分析、失效模式判断、材料检验（性能、损伤与退化等）、应力分析、必要的实验与计算，并根据本标准的规定对评定对象的安全性进行综合分析和评价。5.2资质
核承压设备完整性评定的单位和人员应具有相应的设计经验和无损检查经验，并具有充分的结构完整性评定能力。
5.3失效模式判别
本标准考虑下列类型的失效模式：a）断裂失效：
塑性失效；
e）疲劳失效。
NB/T20013-2010
应依据同类核承压设备的失效分析、完整性评定案例与经验、制造和检验资料、运行工况、对缺陷的理化检验和物理诊断结果判断该设备的失效模式，并充分考患可能存在的环境影响因素等对失效模式和完整性评定的影响。
完整性评定应考虑在评定周期内核承压设备于规定工况（包括水压试验）下可能发生的上述三种失效模式。一种评定方法可评价相应的失效模式，在对各种可能的失效模式进行判断或评价后，可作出该核承压设备是否安全的结论。
5.4完整性评定所需的参考资料和基础数据5.4.1完整性评定所需参考资料
完整性评定参考资料，应包含：设备技术规格书：
核承压设备制造峻工图及强度计算书核承压设备验收的有关资料，包括材料数据、焊接记录、返修记录、无损检验资料、热处理报告和压力试验报告：
核承压设备运行状况的有关资料，包括瞬态运行记录、不符合项处理、在役检查记录、故障记录和维修记录：
设计基准所需考虑的基准载荷，包括循环操作载荷和发生次数、各种假想事故等，5.4.2
完整性评定所需基础数据
完整性评定基础数据，应包含：缺陷的类型、尺寸和位置：
结构和焊缝的几何形状和尺寸：材料的物理性能、化学成分、力学性能（包括断裂韧度等）：载荷：
残余应力：
环境对材料性能的影响，如辐照、腐蚀等。5.5
完整性评定中的基础工作
5.5.1缺陷检验
应根据完整性评定的要求，根据被评定对象结构和材料特点，采用无损检测方法检测可能存在的各种缺陷，检验结果应准确和可靠。5.5.2应力分析
应考虑各种可能的载荷，并根据具体的失效模式采用成熟、可靠的计算方法计算完整性评定所需应力。
5.5.3材料力学性能的测试和选取7
NB/T20013—2010
按第8章的规定选取。
5.5.4评定结论与报告
e)穿透缺陷
d)孔边角缺陷
平面缺陷的表征图例
使用的条件。
为表面缺陷、
矩形的长边
于堆焊层内
评定，
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。