在役壓力容器缺陷數(shù)據(jù)庫與評定決策支持系統(tǒng)結構設計

林文舉，周吉軍

（新疆維吾爾自治區(qū)特種設備檢驗研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

在役壓力容器缺陷數(shù)據(jù)庫與評定決策支持系統(tǒng)結構設計

林文舉，周吉軍

（新疆維吾爾自治區(qū)特種設備檢驗研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

本文在對壓力容器缺陷數(shù)據(jù)庫與評定決策支持系統(tǒng)分析研究中，對評定決策支持系統(tǒng)結構設計重點分析，同時探索壓力容器缺陷數(shù)據(jù)庫結構特點，希望能夠為壓力容器缺陷評定提供有效解決方法。

壓力容器；數(shù)據(jù)庫；缺陷；決策系統(tǒng)

伴隨著壓力容器使用時間不斷延長，在實際運行過程中開始存在各種安全隱患，因此必須定期對壓力容器進行檢測，對壓力容器進行安全評定。傳統(tǒng)方法在對壓力容器檢測過程中，主要是通過人工安全評定模式，整個評定計算量十分龐大，計算繁瑣，同時無法對壓力容器深入分析。所以，數(shù)據(jù)監(jiān)測過程中在應用數(shù)據(jù)庫技術之后，同時以數(shù)據(jù)庫技術作為前提條件，構建決策支持系統(tǒng)就十分重要。評定決策支持系統(tǒng)在構建完畢之后，能夠對壓力容器運行內(nèi)所存在的安全隱患及缺陷評定自動化開展。

1 系統(tǒng)總體設計

壓力容器缺陷數(shù)據(jù)庫與評定決策支持系統(tǒng)在實際應用過程中，主要目的就是有效解決壓力容器在長時間應用內(nèi)所存在的大量數(shù)據(jù)，對壓力容器危害性缺陷與管理有效識別與管理。

1.1 系統(tǒng)的總體結構設計

如圖1所示，為壓力容器評定決策支持系統(tǒng)總體結構示意圖。在壓力容器評定決策支持系統(tǒng)內(nèi)，任何模塊所具備的功能全部都是獨立存在的，在對壓力容器缺陷評定過程中，按照評定原則對不同數(shù)據(jù)要求進行分析，現(xiàn)階段主要應用的評定方式有兩種，第一種在評定過程中并不需要提供數(shù)據(jù)作為保證，整個計算僅僅應用模型完成；第二種就是在評定過程中需要應用外部數(shù)據(jù)作為支撐，例如缺陷基本數(shù)據(jù)與壓力容器結構數(shù)據(jù)，客戶端程序在安裝過程中需要與外部服務器相連接，進而保證數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)能夠得到有效運行，獲得壓力容器缺陷分析內(nèi)所需要的數(shù)據(jù)資源，完成壓力容器整個評定過程。所以，壓力容器決策支持系統(tǒng)結應用分布式結構，在兩種評定方式落實過程中，應用同一個數(shù)據(jù)庫信息，降低程序在運行過程中的維修數(shù)量。

在對數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)管理過程中，利用數(shù)據(jù)庫管理模塊就能夠完成整個管理工作。數(shù)據(jù)庫管理模塊在運行過程中，后臺服務器數(shù)據(jù)庫需要與ODBC有效連接，用戶按照自身所具有的權限，獲得數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)訪問權利，進而完成對數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)更改、添加、刪除等操作。用戶利用評定系統(tǒng)內(nèi)，主要是利用評定計算模塊所具備輸入界面，讓評定計算模塊與用戶輸入界面之間能夠相互交換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)信息的作用。

圖1 壓力容器評定決策支持系統(tǒng)總體結構示意圖

1.2 系統(tǒng)的功能模塊組成

在壓力容器缺陷評定系統(tǒng)內(nèi)，一共具有三個功能模塊，分別為缺陷評定模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊與知識庫模塊。

（1）缺陷評定模塊。缺陷評定模塊主要功能為就是對壓力容器失效及應力分析研究，得到壓力容器缺陷曲線變化，進而得出壓力容器缺陷評定結果。缺陷評定模塊內(nèi)所輸入的數(shù)據(jù)信息主要分為三種，分別為缺陷尺寸、容器結構與材料性能。缺陷評定模塊在對壓力容器缺陷評定過程中，需要應用到評定規(guī)范與評定方法，在一定情況下甚至還需要利用到更加詳細的狀態(tài)數(shù)據(jù)，進而缺陷評定模塊內(nèi)具備人機交互接口，同時缺陷評定模塊還能繪制評定曲線。

（2）數(shù)據(jù)庫管理模塊。數(shù)據(jù)庫管理模塊主要功能主要包含三種，首先就是將后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構建；其次，用戶在操作數(shù)據(jù)庫管理內(nèi)，在確認用戶身份之后，完成對數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)添加；最后，評定數(shù)據(jù)修改及刪除操作。為了能夠保證壓力容器缺陷評定決策支持系統(tǒng)所具備的安全性能，進而需要設置訪問權限，對用戶所能夠訪問的數(shù)據(jù)范圍進行劃分。

（3）系統(tǒng)知識庫模塊。系統(tǒng)知識庫模塊主要功能是為技術操作人員提供操作手冊，手冊內(nèi)包含理論評定與評估手段。

2 壓力容器缺陷評定步驟

壓力容器缺陷數(shù)據(jù)庫在服務器上，程序在運行過程中需要數(shù)據(jù)作為支持的情況下，客戶端就會向位于服務器端的壓力容器缺陷數(shù)據(jù)庫發(fā)生數(shù)據(jù)支持請求，服務端壓力容器缺陷數(shù)據(jù)庫在按照客戶端所提出的請求進行針對應對，完成請求處理之后，將數(shù)據(jù)傳輸結果反饋到客戶端上。

在對壓力容器初始評定參數(shù)確認完畢之后，客戶端上程序會按照用戶所提出的申請，對評定缺陷及評定類別進行確認，通過計算模型將不同情況進行全面評定，用戶在分析評定結果過程中，主要是利用計算模型所評定結果，進而對壓力容器裂紋發(fā)展趨勢進行了解。用戶要是對評定結果十分滿意，就可以向評定步驟與評定結果進行輸入。用戶要是對評定結果并不滿意，就可以對評定步驟進行重新評定，進而保證評定結果滿足用戶需求。

壓力容器缺陷評定決策支持系統(tǒng)應用分布式結構，開發(fā)評定數(shù)據(jù)庫安裝在服務器端上，在客戶端程序開發(fā)上應用VisualBasic。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

壓力容器評定決策支持系統(tǒng)具備一個子系統(tǒng)，該系統(tǒng)為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要由兩部分構成，分別是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與系統(tǒng)評定知識庫。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在對缺陷數(shù)據(jù)檢測過程中，包含三種檢測方法，分別是UT、RT、MT，同時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還能夠對修補之后壓力容器的缺陷數(shù)據(jù)進行管理分析，保證評定決策支持系統(tǒng)在評定過程中具備評定幾何參數(shù)與材料性能。為了能夠將數(shù)據(jù)庫有關操作進行簡化，缺陷數(shù)據(jù)庫能夠直觀便捷為壓力容器缺陷評定支持決策系統(tǒng)提供所需要的數(shù)據(jù)信息，同時將評定結果數(shù)據(jù)在儲存到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，系統(tǒng)還需要具備打印性能，進而保證用戶能夠對數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)信息進行直觀分析。

壓力容器缺陷評定是以科學研究成果作為理論基礎，例如力學理論、彈性理論等，在壓力容器缺陷評定書冊內(nèi)也涉及到很多專業(yè)知識，缺陷評定數(shù)據(jù)庫應將壓力容器缺陷評定所涉及到的數(shù)據(jù)信息包含在內(nèi)，進而保證缺陷評定數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)全面、系統(tǒng)。在壓力容器缺陷評定內(nèi)主要包含四方面內(nèi)容：壓力容器基礎數(shù)據(jù)、缺陷評定目標、缺陷評定與評定方法。

4 壓力容器缺陷計算機輔助評定過程

4.1 失效模式判斷

壓力容器失效缺陷主要表現(xiàn)在三個方面，分別為斷裂、塑形失穩(wěn)與疲勞失效。在對壓力容器失效缺陷分析內(nèi)，首先應該按照失效形式，選擇合理缺陷評定方法，進而對壓力容器失效形式進行判斷。壓力容器失效形式在確定之后，制定針對性修復方法，在保證壓力容器運行質量的情況下，延長壓力容器實際壽命。

4.2 代表性缺陷的危害性分析與缺陷特征

從壓力容器安全性能層面上而言，需要對壓力容器在運行過程中所具備的缺陷特點進行分析研究，對壓力容器現(xiàn)有缺陷進行類別劃分，有效對壓力容器缺陷進行簡化，例如可以將壓力容器缺陷劃分為三種類別，分別為幾何結構、表面凹坑與埋藏裂縫。

4.3 壓力容器應力應變分析

在對壓力容器應力應變分析研究中，需要選擇合適的壓力容器應力應變分析方式，進而才能夠對壓力容器應力狀態(tài)進行有效研究，其中主要應用到的參數(shù)分為三種，分別是彎曲應力、殘余應力與峰值應力。

4.4 材料性能參數(shù)確定

利用取樣形式，對壓力容器材料在硬度與拉伸上所具備的機械性能進行評定，并且了解壓力容器材料化學組成，為壓力容器缺陷評定具備數(shù)據(jù)保障。

5 結語

壓力容器缺陷評定決策支持系統(tǒng)在實際應用過程中，具有良好穩(wěn)定性。壓力容器缺陷評定系統(tǒng)能夠有效對壓力容器工程問題全面分析研究，同時還能夠遠程進行評定。壓力容器數(shù)據(jù)庫在實際運行過程中，能夠按照工程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，保證壓力容器結構評定具備數(shù)據(jù)支持與管理，將最新評定結構儲存到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，缺陷數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)也能夠得到有效拓寬，為壓力容器發(fā)展奠定堅實基礎。

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