对于假想载荷、缺陷尺寸以及材料韧性等能证明适合所考虑的情况时，可采用本规则。 5.2.3.3水压试验应力强度因子组合（装料后）

5.2.4应力强度因子的确定

市政工程标准规范范本5. 2. 4. 1概述

K, =1.5(Km + K,)+ (Km2 + Kb2)

由机械载荷和热载荷引起的基准缺陷处裂纹尖端的应力强度因子，可通过详细断裂分析或 4.1、5.2.4.2和5.2.4.3中给出的简化方法加以确定，并按5.2.2方法进行评定。

5.2.4.2远离不连续区的简体和封头

5. 2. 4. 2. 1薄膜拉伸

NB/T 204402017

式中： P —内压，MPa; R —容器内径，mm； t 容器壁厚，mm； Mm 系数，计算方法如下： a) 对于轴向内壁表面缺陷，Mm通过如下方法确定： 1）当t<102mm时，Mm=0.296； 2）当102mm≤/≤305mm时，Mm=0.0293J； 3）当t>305mm时，Mm=0.51。 b) 对于外表面轴向表面缺陷，Mm通过如下方法确定： 1) 当t<102mm时，Mm=0.285； 2) 当102mm≤t<305mm时，Mm=0.0282i 3）当t>305mm时，Mm=0.493。 对于5.2.1确定的环向基准缺陷，相应于均匀拉伸的应力强度因子Km，可用下式确定：

式中： 内压，MPa 容器内径，mm； 一容器壁厚，mm； Mm—系数。 对于环向内壁或外壁表面缺陷，Mm通过如下方法确定： 当≤102mm时，Mm=0.141； 当102mm305 mm 时, Mm=0.245。

式中： P—内压，MPa: R——容器内径，mm; 一容器壁厚，mm

5. 2. 4.2. 2 弯曲应力

对于根据5.2.1确定的轴向或者环向基准缺陷，其中弯曲应力造成的应力强度因子分量 K=M.X最大弯曲应力，其中M.取2/3倍的轴向缺陷的M.值。

5.2.4.2.3径向温度梯度

对于根据5.2.1确定的轴向或环向内表面基准缺陷，由于径向温度梯度引起的最大应力强度因子 下式确定：

式中： CR—冷却速率，℃/h:

=0.579×10×CR×t2

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t一壁厚，mm。 对于根据5.2.1确定的轴向或环向外表面基准缺陷，由于径向温度梯度引起的最大应力强度因子可通 过下式确定：

K,=0.458×10~×HU×/*

T HU加热速率，C/h。 沿壁厚温差与最大热应力强度因子的关系可以通过图1查得，计算K时从容器表面到径向任意 的温差可以通过图2查得。

图1沿壁厚温差与最大热应力强度因子的关系

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图2容器表面到径向任意位置处的温差

图1所示最大热应力强度因子K/和温差的关系仅适用于下述情况1)和情况2)： a) 假设的温度梯度形状与图2近似； b) 温度变化从稳态工况开始，包括启动和停堆，升温或降温速率小于56℃/h，如果施加快速温度 变化将得到过于保守的结果。 对于任意热应力分布情况，1/4壁厚深度的轴向或环向缺陷由于径向温度梯度引起的应力强度因子可 过下述计算方法确定： a)对于降温工况内表面缺陷：

b对于升温工况外表面缺陷：

c）系数Co、Ci、C2和C3通过升温和降温工况下任意时刻的热应力分布确定，热应力分 为：

0(x)=C。 +C(一) +C2(二) +C,(一)

虚拟变量，代表径向距离，起始点是相应的表面（内壁或者外壁），mm： 最大裂纹深度，mm。

5.2.4.3接管、法兰及几何不连续

5.2.4.1对筒体和封头所用规则同样适用于接管、法兰和筒体儿何不连续区等应力分布复杂的区域， 考虑到薄膜和弯曲应力的影响，需要进行一定的修正以更符合实际情况。 计算接管、法兰和筒体等几何不连续区的应力强度因子时应当考虑弯曲应力的贡献，由薄膜拉伸应 力和弯曲应力造成的应力强度因子值可以通过5.2.4.1中的方法确定，评定时应当采用薄膜拉伸应力和弯 曲应力造成的应力强度因子的总和

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5. 2. 4. 4 接管内隅角高应力区

接管的高应力区位于接管与筒体的内隅角处，在此处假想一圆形缺陷，缺陷深度为与接管的部面中 心线相距45°方向上，从接管内壁拐角中点到容器外壁距离的1/4，如图3所示。可以假设更小的缺陷， 应当考虑内压、外部载荷、热应力和缺陷形状的组合效应。除1/4厚度缺陷以外的其他假想缺陷应当不 小于在役检查所能体现的缺陷检查能力（考虑不确定度）。接管内隅角处缺陷的应力强度因子计算时应 当考虑由于内压载荷、外部接管载荷、热载荷等应力源造成的应力强度因子的总和。 接管内隅角缺陷由于单纯内压载荷造成的应力 强度因子可以通过下式确定：

式中： 裂纹深度； 一接管内隅角半径： —实际接管内径； rn——接管表观半径rn=rj+0.29re; Oh——简体环向应力

隅角缺陷处的应力强度因子可通过下述方法确定

K, =0.7234 +0.551()4 +0.462()4, +0.408( 4a 3元

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接管拐角缺陷位置示意

基准缺陷是一个半椭圆形的表面裂纹，裂纹平面垂直于最大主应力方向，尺寸如下： 一裂纹深度α.等于可以通过下式确定：

min(0.5i,10mm)1≤40mm min(0.25,20mm)1>40mm

截面壁厚。 对于接管内隅角区域，在确定裂纹尺寸时，t可以取接管相邻区域的容器壁厚值，且ac／2c。等于 基准缺陷的两个端点都需要分析：裂纹最深点（图4中A点）和裂纹边缘点（图4中B点）。

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对于比基准缺陷尺寸还小的缺陷也要进行分析，确保它们不会产生更严重的后果。 对于有堆焊层的部件，在进行温度场和热应力计算时应考虑堆焊层结构的影响，在进行快速断裂评 定时应忽略堆焊层结构的影响。

5. 3. 2 评定方法

针对参考5.3.1选定的每一个区域，依照设计规范书规定的每一个瞬态载荷和其相应的A、B、C、 D、T级限值准则，进行防快速断裂评定。评定过程中应选取足够多的评定时间点。 在每一个评定时间点，首先应参考第5.3.4内容计算得到基准缺陷的应力强度因子KcP。然后依据 断裂失效模式将Kcp分别与材料静态断裂韧性Kic、或者与Kjc进行比较。对于后一种情况，也可以采 用J积分方法取代KcP方法。 依据5.3.3.4做分析时，下列条件是适用的： a）Kcp≤Kic。其中材料静态断裂韧性Kic可按6.1所述方法获得，是评定时刻缺陷位置处材料温 度T和材料参考无延性转变温度RTNDT的函数； b) 如果不能满足条件a)，且材料温度处于韧脆转变温度区，当可以证明存在载荷不再增加、Kcp 逐渐降低的情况时，分析过程中可以考虑温态热预应力效应； cKrc和Krc的包络值由第6章给出。

5.3.3防止快速断裂评定准则

本节给出了防快速断裂失效的评定准则。表2第一列给出了防止脆性断裂的评定准则。不同级 则对应的安全系数不同。表2第二列给出了防止延性断裂的评定准则。不同级别的准则对应的安 不同。

表2抗快速断裂评定准则

5. 3. 3. 2 A、B级准则

5. 3. 3. 3C 级准则

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满足C级准则的评定准则是： 在脆性和韧脆转变温度区间（T≤RTNDT十60℃）： Kcp ≤ Kic / 1.6... 在上平台温度区（T>RTNDr+40℃）：

Kic——按6.1所述方法确定； RTNDT——按附录B所述方法确定： Ki——按6.2所述方法确定。

5.3.3.4D级准则

满足D级准则的评定准则是： 在脆性和韧脆转变温度区间（T≤RTNDT十60℃）：

Kic—按6.1所述方法确定 RTNDT——按附录B所述方法确定 Ki——按6.2所述方法确定。

5.3.3.5T级准则

验工况应满足T级准则，评定准则参考5.3.3.3。 第一次压力试验时应保证容器壁温度高于RTNDY

5.3.4应力强度因子的确定

应力强度因子按所考虑的缺陷尺寸 有关的应力来确定，其程序如下： a）确定在所考虑时刻下与分析工况有关的应力分布。应考虑所有作用载荷而不管载荷性质如何。 在沿容器壁厚方向，距离为L的范围内，用多项式拟合法向应力：

式中： x变量, 0≤x≤t; 一容器壁厚： L—应力拟合区域的距离，0≤L≤t。 对多项式的每一项乘以相应的影响函数以确定应力强度因子K：

() +0()+0()+0()

K, =a(00。 +0()i +02()i, +0,()i

io，i，i2，i——影响函数，它们是裂纹的几何形状、所在的区域以及α/L比值

io，i，i2，is——影响函数，它们是裂纹的几何形状、所在的区域以及α/L比值的函数，由

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5.3.4.2给出； α—裂纹深度。 根据以下程序对塑性区进行修正： 1）确定裂纹尖端塑性区半径r，如下：

Rp—所考虑时刻下裂纹尖端温度对应的材料屈服强度值： K一一不考虑最终裂纹尺寸时缺陷尖端的应力强度因子值。 应力强度因子修正值Kcp，如下：

式中： K—缺陷最终尺寸时的应力强度因子。 除非有其他合理方法，α须通过以下方法确定

—若0.05(ta)

a+ry Kcp=αK,

5. 3. 4. 2影响函数

影响函数表示为io，i，iz和i3。影响函数是a/t、a/c、R/t、假想裂纹方向和区域的函数 a是裂纹深度，1是裂纹假想区域的壁厚，c是裂纹长度的一半，R是筒体内半径，如图5所示。

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对于裂纹长深比2c／α=6的半椭圆环向缺陷和轴向缺陷，裂纹最深点和裂纹表面点处的影响 口表3~表6所示。 如果表3～表6中给出的数据不适用，可以采用其他经过验证的方法确定应力强度因子

表3环向裂纹最深点处影响函数值

表4环向裂纹表面点处影响函数值

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表5轴向裂纹最深点处影响函数值

轴向裂纹表面点处影响

采用5.2方法时，在不同温度下进行材料静态断裂韧性试验，Kic由所测定的静态临界值K,的下 图6为其下包络线，即铁素体钢的Kic一T’关系曲线（T’=T一RTNDr），除另有证明外，曲线1 于基准材料（室温下最小规定屈服强度Sumin≤345MPa）。图6曲线的解析式为：

Kic—静态断裂韧性，MPaVm； T裂尖温度，℃； RTNDT—根据附录A确定，C。 如果铁素体材料在转变区的参考温度T。已知，T。可以根据NB/T20292一2014的试验方法确。如果 核电厂管理当局允许，RTNDT可以被参考温度RT替换使用，参考温度RTo=To十19℃。当材料可能遭 受辐照，应对所考虑部位计入辐照效应。

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图6适用于方法一的材料静态断裂韧性

采用5.3方法时，图7给出了静态断裂韧性Kic下包络线。图7中Kic曲

式中： Kic——静态断裂韧性，MPaVm： T——裂尖温度，单位℃；

Kic—静态断裂韧性，MPam： T——裂尖温度，单位℃： RTNDI—根据附录B确定，单位℃。

图7适用于方法二的材料静态断裂韧性

表7给出了材料延性断裂启裂断裂韧性KJc的数值，当温度参数介于50℃和200℃之间，可以进 插值获得KIC

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表7延性断裂启裂断裂韧性K

A.1RTNDr计算方法

采用5.2方法时，预计的RTNDr可按下法计算：

△RTNDT——基准温度的平均升高值，℃； M一裕度，℃。

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外墙外保温标准规范范本NB/T204402017

RTwr = RTnpr(n + ARTwr + M

RTwrn +ARTnnt + M .

CF化学系数，是铜、镍含量重量百分比的函数，由表A.1和表A.2给出，中间值可线性内 适用资料，可取铜为0.35%，镍为1.0%，℃； f——容器壁厚任何深度处的快中子注量，10ln/cm(E>1MeV)。

M =2/o, +0?

0—对于RTND7的标准差，如果所考虑材料的测量值合用，由试验方法的精度确定；如果不合用， 而是使用该级别材料的总平均值时，则o是对一组用来求取平均值的数据求得的标准差： A——对于RTDr的标准差。对焊缝取为16℃，对于母材取为9℃，但α不能超过ARTNDr平均值的

夏比上平台能量作为快中子注量和铜含量的函数，可按图A.2确定其下降的百分比楼梯标准规范范本，并允许线

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用于具有最小额定屈服强度为345MPa（包括焊缝和热影响区）的铁素体钢材料。