在役壓力容器缺陷數據庫與評定決策支持系統結構設計

林文舉，周吉軍

（新疆維吾爾自治區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據庫與評定決策支持系統結構設計

林文舉，周吉軍

（新疆維吾爾自治區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據庫與評定決策支持系統分析研究中，對評定決策支持系統結構設計重點分析，同時探索壓力容器缺陷數據庫結構特點，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；數據庫；缺陷；決策系統

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，數據監測過程中在應用數據庫技術之后，同時以數據庫技術作為前提條件，構建決策支持系統就十分重要。評定決策支持系統在構建完畢之后，能夠對壓力容器運行內所存在的安全隱患及缺陷評定自動化開展。

1 系統總體設計

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

1.1 系統的總體結構設計

如圖1所示，為壓力容器評定決策支持系統總體結構示意圖。在壓力容器評定決策支持系統內，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據要求進行分析，現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據作為保證，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據作為支撐，例如缺陷基本數據與壓力容器結構數據，客戶端程序在安裝過程中需要與外部服務器相連接，進而保證數據庫內數據能夠得到有效運行，獲得壓力容器缺陷分析內所需要的數據資源，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，應用同一個數據庫信息，降低程序在運行過程中的維修數量。

在對數據庫內數據管理過程中，利用數據庫管理模塊就能夠完成整個管理工作。數據庫管理模塊在運行過程中，后臺服務器數據庫需要與ODBC有效連接，用戶按照自身所具有的權限，獲得數據庫的數據訪問權利，進而完成對數據庫內數據更改、添加、刪除等操作。用戶利用評定系統內，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，實現數據庫內數據信息的作用。

圖1 壓力容器評定決策支持系統總體結構示意圖

1.2 系統的功能模塊組成

在壓力容器缺陷評定系統內，一共具有三個功能模塊，分別為缺陷評定模塊、數據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。缺陷評定模塊內所輸入的數據信息主要分為三種，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數據，進而缺陷評定模塊內具備人機交互接口，同時缺陷評定模塊還能繪制評定曲線。

（2）數據庫管理模塊。數據庫管理模塊主要功能主要包含三種，首先就是將后臺數據庫系統的構建；其次，用戶在操作數據庫管理內，在確認用戶身份之后，完成對數據庫內數據添加；最后，評定數據修改及刪除操作。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據范圍進行劃分。

（3）系統知識庫模塊。系統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

壓力容器缺陷數據庫在服務器上，程序在運行過程中需要數據作為支持的情況下，客戶端就會向位于服務器端的壓力容器缺陷數據庫發生數據支持請求，服務端壓力容器缺陷數據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，將數據傳輸結果反饋到客戶端上。

在對壓力容器初始評定參數確認完畢之后，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應用分布式結構，開發評定數據庫安裝在服務器端上，在客戶端程序開發上應用VisualBasic。

3 系統數據庫設計

壓力容器評定決策支持系統具備一個子系統，該系統為系統數據庫，系統數據庫主要由兩部分構成，分別是數據庫管理系統與系統評定知識庫。

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

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也涉及到很多專業知識，缺陷評定數據庫應將壓力容器缺陷評定所涉及到的數據信息包含在內，進而保證缺陷評定數據庫內數據全面、系統。在壓力容器缺陷評定內主要包含四方面內容：壓力容器基礎數據、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在三個方面，分別為斷裂、塑形失穩與疲勞失效。在對壓力容器失效缺陷分析內，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進行有效研究，其中主要應用到的參數分為三種，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據保障。

5 結語

壓力容器缺陷評定決策支持系統在實際應用過程中，具有良好穩定性。壓力容器缺陷評定系統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。壓力容器數據庫在實際運行過程中，能夠按照工程所產生的數據信息，保證壓力容器結構評定具備數據支持與管理，將最新評定結構儲存到數據庫內，缺陷數據庫內數據也能夠得到有效拓寬，為壓力容器發展奠定堅實基礎。

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1671-0711（2017）05（下）-0087-02