本文介紹最近四年來(lái)國(guó)際上結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定技術(shù)的發(fā)展，主要集中在近年來(lái)世界各國(guó)有關(guān)規(guī)范的發(fā)展與變化，作為1992年及1997年在第三屆和第四屆全國(guó)壓力容器學(xué)術(shù)會(huì)議專(zhuān)題報(bào)告"壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)程的發(fā)展趨勢(shì)"[1]及"壓力容器及管道斷裂評(píng)定技術(shù)研究進(jìn)展"[2]的續(xù)篇。
近年來(lái)國(guó)際上廣泛地將缺陷評(píng)定及安全評(píng)定稱(chēng)之為完整性評(píng)定或"合乎使用"評(píng)定，它不僅包括超標(biāo)缺陷的安全評(píng)估，還包括環(huán)境（介質(zhì)與溫度）的影響和材料退化的安全評(píng)估，鑒于我國(guó)已經(jīng)習(xí)慣稱(chēng)之為缺陷評(píng)定，且中文"缺陷"二字既可理解為"defect"，也可理解為"drawback"，本文在標(biāo)題中仍然保留了缺陷評(píng)定的術(shù)語(yǔ)，但不一定限制為一個(gè)有具體幾何尺寸的缺陷評(píng)定。按"合乎使用"原則建立的結(jié)構(gòu)完整性技術(shù)及其相應(yīng)的工程安全評(píng)定規(guī)程（或方法）越來(lái)越走向成熟，已在國(guó)際上形成了一個(gè)分支學(xué)科，在廣度和縱深兩方面均取得了重大發(fā)展。在廣度方面新增了高溫評(píng)定、各種腐蝕評(píng)定、塑性評(píng)定、材料退化評(píng)定、概率評(píng)定和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等內(nèi)容；在縱深方面：彈塑性斷裂、疲勞、沖擊動(dòng)載和止裂評(píng)定、極限載荷分析、微觀斷裂分析、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)等均取得很大的進(jìn)展。
在評(píng)定規(guī)范和方法方面：英國(guó)的R6規(guī)范第3版（1986）[3]和PD 6493：1991[4]對(duì)我國(guó)壓力容器安全評(píng)定規(guī)范SAPV-95的建立起過(guò)很重要的作用。瑞典缺陷評(píng)定規(guī)范（手冊(cè)）[5]的譯文也在我國(guó)廣為流傳。德國(guó)CKSS研究中心1991年發(fā)表了EFAM ETM的工程缺陷評(píng)定方法[6]。法國(guó)在其"核電廠部件在役檢驗(yàn)規(guī)則"（RSE-M Code）[7]的第五章中給出了"缺陷評(píng)定方法"。這些國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)都有一個(gè)長(zhǎng)期工作組織，不斷予以更新。例如1996年瑞典又給出了"帶裂紋構(gòu)件安全評(píng)定規(guī)程-手冊(cè)SA/FoU-Report的修訂版"[8]。
值得指出的是近年來(lái)歐美安全評(píng)定規(guī)范的發(fā)展有兩件標(biāo)志性的大事。第一件是1996年歐洲委員會(huì)（European Commission）為了建立一個(gè)統(tǒng)一的歐洲實(shí)施合于使用評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動(dòng)組織了一個(gè)研究計(jì)劃，有9個(gè)國(guó)家的17個(gè)組織參加，于1999年完成了"歐洲工業(yè)結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定方法"，簡(jiǎn)稱(chēng)SINTAP[9]，已于2000年發(fā)表并已形成了一個(gè)未來(lái)歐洲統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的草稿。由于英國(guó)R6、PD 6493、德國(guó)的CKSS及瑞典技術(shù)中心都是SINTAP研究的核心成員，SINTAP也是他們共同參與研究后形成的共識(shí)，鑒于SINTAP不久將要成為歐洲的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，R6及BS PD 6493在它即將頒布新版前夕，對(duì)它們各自的修改稿又作了一次緊急修改。R6于2001年頒布了他的全新版（第4版）[10]；PD 6493于2000年頒布了他的修訂版，但代號(hào)已改為BS 7910：1999[11]，取消了PD代號(hào)而正式列入正規(guī)的英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。第二件大事是美國(guó)石油學(xué)會(huì)于2000年頒布了針對(duì)在役石油化工設(shè)備的合乎使用評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)API 579[12]，在內(nèi)容上具有鮮明特色，反映了結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定技術(shù)研究范圍有了很大的拓寬。鑒于世界各國(guó)缺陷評(píng)定規(guī)范的迅速發(fā)展，International Journal of Pressure Vessel and Piping 期刊于2000年發(fā)表了一個(gè)專(zhuān)刊，題名為"缺陷評(píng)定方法"[13]，介紹了國(guó)際上十個(gè)缺陷評(píng)定規(guī)范的進(jìn)展，其中也包括了我國(guó)八五攻關(guān)編制的SAPV-95[14]。

1、 歐洲工業(yè)結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定方法（SINTAP）[9]
European Comsertium 于三年前開(kāi)始組織歐洲9個(gè)國(guó)家17個(gè)組織研究，于1999年4月完成了SINTAP的編寫(xiě)，這將是歐洲統(tǒng)一的合乎使用標(biāo)準(zhǔn)的初稿，應(yīng)該引起國(guó)人的注意。
1.1 SINTAP第1章中缺陷評(píng)定的兩類(lèi)分析方法和7個(gè)分析級(jí)別
SINTAP分為4章，第1章介紹了總的方法和規(guī)程。
SINTAP采用了失效評(píng)定圖（FAD）和裂紋推動(dòng)力（CDF）的兩類(lèi)分析方法。FAD的關(guān)鍵是失效評(píng)定曲線(xiàn)，f(Lr),只要評(píng)定點(diǎn)（Lr,Kr）落在FAD圖內(nèi)的安全區(qū)，則缺陷就是安全的。CDF是直接按J ，因此盡管CDF法和FAD法形式上有所不同，但實(shí)質(zhì)是一樣的。所以這里只介紹SINTAP的7個(gè)級(jí)別及其失效評(píng)定曲線(xiàn)。
1.1.1 第0級(jí)（default level）
在僅可得到材料 值和AKV值時(shí)使用。
（1）無(wú)屈服平臺(tái)的連續(xù)屈服材料的失效評(píng)定曲線(xiàn)為：
（1）
材料的斷裂韌度是按AKV值估算的,計(jì)算中所需的抗拉強(qiáng)度 是由屈服強(qiáng)度 保守估算的，即：
（2）
（2）有屈服平臺(tái)材料時(shí)或者不能排除材料不具有屈服平臺(tái)時(shí)，用式（3）表示的失效評(píng)定曲線(xiàn)：
（3） 且Lrmax取1。
1.1.2 第1級(jí)（Basic level）
用于可獲得材料 , 的值，及斷裂韌度值Kmat的情況。如有焊縫存在，其強(qiáng)度不匹配程度應(yīng)小于10%。
（1）有屈服平臺(tái)材料的失效評(píng)定曲線(xiàn)，分為三段表述。
在Lr=1處: 有一陡降直線(xiàn)段。從上式在Lr=1時(shí)的值直線(xiàn)下降至： （4）
式中 （5） 為屈服平臺(tái)長(zhǎng)度，可按式（6）作保守的估算： （6）
在Lr>1處: 取德國(guó)ETM[6]的成果
（7）
式中，N為應(yīng)變硬化指數(shù)，可按下式估算：

這是根據(jù)19種材料數(shù)據(jù)整理得到的下邊界值，實(shí)際的N值可能為上式計(jì)算值的1至5倍，所以L(fǎng)r>1處的f(Lr)是非常保守的。規(guī)定Lrmax取值為 　
（2）無(wú)屈服平臺(tái)材料的失效評(píng)定曲線(xiàn)，也分三段表述
在Lr<1處: （9）
式中系數(shù)μ可由 值估算:
（10）
在Lr≥1處:
在Lr=1處有一垂直下降線(xiàn)直至Lr(1)。在Lr>1時(shí)為曲線(xiàn)，仍采用式（7）計(jì)算f(Lr)，但Lr=1時(shí)的Lr(1)值用式Lr=1時(shí)的Lr(1)值用式（9）計(jì)算，并用式（8）估算N 。
1.1.3第2級(jí)（mismatch level）
和第1級(jí)相似，使用條件是要能獲得材料力學(xué)性能和斷裂韌度。用于焊縫強(qiáng)度不匹配程度超過(guò)10%的場(chǎng)合，這時(shí)它必需要知道母材和焊縫兩者的拉伸力學(xué)性能。因而分三種情況，分述如下：
（1）母材及焊縫兩種材料均無(wú)屈服平臺(tái)時(shí)（第一種情況）
仍可應(yīng)用第1級(jí)中的無(wú)屈服平臺(tái)時(shí)的失效評(píng)定曲線(xiàn)三段表達(dá)式，但式（9）及式（8）中的μ值和N值應(yīng)改用不匹配時(shí)的值μM和ＮM，不匹配焊縫接頭的取μM,決于母材及焊縫的μ值和 ，不匹配焊縫接頭的塑性屈服載荷FyM。以及假設(shè)這一元件沒(méi)有焊縫完全是母材時(shí)的塑性屈服載荷FyB。定義焊縫屈服強(qiáng)度 與母材屈服強(qiáng)度 之比值M為強(qiáng)度不匹配因子，則：
（11）
式中：
（12） （13）
不匹配焊接接頭的NM可由式（14）求得：
（14）
式中：
（15）
（16）
(17)
（2）焊縫及母材均具有屈服平臺(tái)時(shí)（第二種情況）
仍可應(yīng)用第1級(jí)中有屈服平臺(tái)時(shí)的失效評(píng)定曲線(xiàn)，也分三段，即式（3）、（4）、（7），但式（4）中的λ應(yīng)用λM 代替，式（7）中的N用NM代替。
（18）
式中：
（19） (20)
截止線(xiàn)Lrmax值仍按式（17）計(jì)算。
（3） 焊縫或母材之一具有屈服平臺(tái)時(shí)（第三種情況）
在Lr<1處: 可以采用第一種情況時(shí)的失效評(píng)定曲線(xiàn)，但μM計(jì)算中具有長(zhǎng)屈服平臺(tái)的那個(gè)材料的μ值可以不計(jì)，例如母材具有屈服平臺(tái)，則式（11）改為：
（21）
在Lr=1處: 按第二種情況具有屈服平臺(tái)材料時(shí)的辦法保守地取得較低的f(1)值，將無(wú)屈服平臺(tái)的那個(gè)材料的λ取為0，例如母材具有屈服平臺(tái)，f(1)計(jì)算時(shí)所用的計(jì)算式λM（式18）改為：
(22)
式中，λB按式（20）計(jì)算。
在Lr>1處: 按第二種情況一樣的辦法對(duì)待。
1.1.4 第3級(jí)（stress-strain level）
這一方法要求可獲得材料的關(guān)系曲線(xiàn) 以求得f(Lr)，當(dāng)然也需要知道材料的斷裂韌度值才能進(jìn)行評(píng)定。第3級(jí)不僅能計(jì)算焊縫基本匹配的情況，也可以用于不匹配焊縫的評(píng)定。
在不涉及焊縫時(shí)或焊縫基本匹配時(shí)采用R6第3版的選擇2曲線(xiàn)，即：
(23)
式中， 為在材料單向拉伸 關(guān)系曲線(xiàn)上與 相對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值。
在強(qiáng)度不匹配焊縫時(shí)也用式（23），但 值的計(jì)算均應(yīng)采用母材與焊縫組成的含缺陷元件的當(dāng)量 關(guān)系曲線(xiàn)，它是根據(jù)塑性極限載荷相等的原則求得的,當(dāng)然和母材 關(guān)系、焊縫的 關(guān)系、不匹配因子M及FyM及FyB有關(guān)。 的塑性部分（塑性應(yīng)變 的關(guān)系 為：
(24)
式中 是指在設(shè)定的任一塑性應(yīng)變量εP時(shí)，當(dāng)量 關(guān)系曲線(xiàn)上、焊縫 關(guān)系曲線(xiàn)上及母材 關(guān)系曲線(xiàn)上的應(yīng)力值，所以 就是當(dāng)量的 關(guān)系。因 從而可得到當(dāng)量材料的關(guān)系。應(yīng)該指出的是這里的不匹配因子M值并不是1.1.3節(jié)中的M值，而是在不同塑性應(yīng)變量εP時(shí)的不匹配因子M(εP)，不是材料常數(shù)，與εP的大小有關(guān)。只有當(dāng)兩種材料 關(guān)系形狀完全相似時(shí)，M(εP)才有可能是常數(shù)。
(25)
并且式（24）中的FyM/FyB值也應(yīng)該是在這些M(εP)下的值。這時(shí)當(dāng)量屈服應(yīng)力 當(dāng)量流變應(yīng)力 及Lrmax分別定義為：
(26)
(27)
(28)
這里 為兩種材料流變應(yīng)力相應(yīng)的兩個(gè)塑性應(yīng)變中較低者的值。 相應(yīng)的流變應(yīng)力計(jì)算的FyM及 值。
1.1.5 第4級(jí)（constraint level）
本級(jí)別的評(píng)定是根據(jù)裂尖拘束度的具體情況估算材料實(shí)際斷裂韌度來(lái)進(jìn)行評(píng)定。按斷裂韌度標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法測(cè)試試件必需要有足夠尺寸以保證獲得最低的平面應(yīng)變斷裂韌度值，而實(shí)際工程元件缺陷往往是很淺的，只有較低的拘束度，顯然如能按實(shí)際拘束度的斷裂韌度來(lái)進(jìn)行評(píng)定可以降低評(píng)定的過(guò)保守度，但是要求有附加的測(cè)試數(shù)據(jù)。
這是在著名的J-Q理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種方法。引入了無(wú)因次拘束參量β以描述裂尖靜水應(yīng)力Q。或用平行裂紋的彈性應(yīng)力T作為來(lái)描述β參量。評(píng)定時(shí)FAD及Kr的計(jì)算均要作相應(yīng)的修正，由于篇幅有限，這里就不作進(jìn)一步地介紹了。
1.1.6 第5級(jí)（J-integral analysis）
要求已知材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)以計(jì)算J積分，可以是沒(méi)有焊縫的結(jié)構(gòu)，也可以是不匹配焊縫（這時(shí)要求焊縫及母材的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系都已知），實(shí)際上就是嚴(yán)格有限元計(jì)算解。實(shí)際上第5級(jí)只被用來(lái)作為驗(yàn)證各低級(jí)方法的工具，并不是適用于工程評(píng)定的方法。嚴(yán)格的有限元計(jì)算J積分已為大家熟知，SINTAP也沒(méi)有作詳細(xì)介紹。
1.1.7 第6級(jí)（LBB）
部分穿透的表面裂紋可能繼續(xù)擴(kuò)展通過(guò)剩余韌帶變成穿透裂紋引起泄漏，但仍然可能處于穩(wěn)定狀態(tài)，這就是LBB狀態(tài)。SINTAP提供了一個(gè)新的估算裂紋擴(kuò)展過(guò)程中缺陷形狀變化的估算方法。由于穿透前或穿透后裂紋會(huì)不會(huì)撕裂失穩(wěn)的評(píng)定過(guò)程和R6第3版相同，不過(guò)是根據(jù)具體情況選用前面幾級(jí)中的某一失效評(píng)定曲線(xiàn)進(jìn)行評(píng)定，因此這里也不再作詳細(xì)介紹了。
1.2 SINTAP規(guī)程新發(fā)展的一些細(xì)節(jié)
SINTAP第2章提供了評(píng)定所需輸入數(shù)據(jù)及計(jì)算方法。第3章提供了各級(jí)分析方法選擇的導(dǎo)則和應(yīng)力強(qiáng)度因子解、塑性極限載荷解及殘余應(yīng)力分布等。第4章給出了一些其它評(píng)定方法和標(biāo)準(zhǔn)方法的補(bǔ)充說(shuō)明。值得一提的是：
(1) 在缺乏材料詳細(xì)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系數(shù)據(jù)時(shí)，SINTAP通過(guò)大量鋼材性能研究提供了材料應(yīng)變硬化性能、屈強(qiáng)比及屈服平臺(tái)（Luders 應(yīng)變）的估算方法。這些方法可用以改進(jìn)式（9）的f(Lr)以降低評(píng)定過(guò)保守度。
(2)在大量斷裂韌度測(cè)試的統(tǒng)計(jì)處理后，近一步發(fā)展了ASTME 1921-97的所謂Master曲線(xiàn)，SINTAP提出了由AKV估算鐵素體鋼解理斷裂區(qū)斷裂韌度下限值的方法。這一方法也已被R6第4版及BS7910所采用。華東理工大學(xué)博士生秦江陽(yáng)在20號(hào)鋼韌脆轉(zhuǎn)變溫度曲線(xiàn)的大量數(shù)據(jù)研究表明AKV和啟裂斷裂韌度Ji之間不存在明確的簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)關(guān)系；劉長(zhǎng)軍在其博士論文中用該收集到的實(shí)測(cè)材料數(shù)據(jù)考核美國(guó)短裂紋研究計(jì)劃中由管材AKV求JIC下限值得推薦方法，也證明了AKV-JIC的關(guān)系圖上數(shù)據(jù)十分分散。但鑒于實(shí)際工程評(píng)定中一般都不可能取樣測(cè)得材料的斷裂韌度，下限值的估算還是很有實(shí)際意義的，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到估算的斷裂韌度值可能十分保守，有時(shí)甚至只有實(shí)際值的五分之一左右。SINTAP的方法值得我們進(jìn)一步工作的關(guān)注。
(3)SINTAP提供了一個(gè)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可靠性導(dǎo)則。提出了在失效模式為塑性極限載荷控制（而不是斷裂控制）時(shí)的缺陷群相互干涉效應(yīng)的導(dǎo)則。
(3)SINTAP提供了一個(gè)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可靠性導(dǎo)則。提出了在失效模式為塑性極限載荷控制（而不是斷裂控制）時(shí)的缺陷群相互干涉效應(yīng)的導(dǎo)則。
(4)二次應(yīng)力的處理中不僅采用了R6的新ρ因子法，同時(shí)還給出了另一方法，二次應(yīng)力的影響用V因子表示，即：
(29)
V因子可能是大于1，也可能小于1（進(jìn)一步細(xì)節(jié)可參考J.Strain Anal.2000;35;307-16）。
(6)增補(bǔ)了大量應(yīng)力強(qiáng)度因子解，例如在一次和二次應(yīng)力時(shí)簡(jiǎn)體表面裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子解。提供了大量不匹配焊縫結(jié)構(gòu)的極限載荷解。
(7)SINTAP給出了可靠性評(píng)定方法及其相應(yīng)軟件PROSINTAP，采用Monte Carlo數(shù)學(xué)模擬及近似的一階可靠性過(guò)程（approximate first order reliability routines）。
(8) SINTAP對(duì)所提出的方法作了大量的驗(yàn)證工作。 本文介紹最近四年來(lái)國(guó)際上結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定技術(shù)的發(fā)展，主要集中在近年來(lái)世界各國(guó)有關(guān)規(guī)范的發(fā)展與變化，作為1992年及1997年在第三屆和第四屆全國(guó)壓力容器學(xué)術(shù)會(huì)議專(zhuān)題報(bào)告"壓力容器缺陷評(píng)定規(guī)程的發(fā)展趨勢(shì)"[1]及"壓力容器及管道斷裂評(píng)定技術(shù)研究進(jìn)展"[2]的續(xù)篇。
近年來(lái)國(guó)際上廣泛地將缺陷評(píng)定及安全評(píng)定稱(chēng)之為完整性評(píng)定或"合乎使用"評(píng)定，它不僅包括超標(biāo)缺陷的安全評(píng)估，還包括環(huán)境（介質(zhì)與溫度）的影響和材料退化的安全評(píng)估，鑒于我國(guó)已經(jīng)習(xí)慣稱(chēng)之為缺陷評(píng)定，且中文"缺陷"二字既可理解為"defect"，也可理解為"drawback"，本文在標(biāo)題中仍然保留了缺陷評(píng)定的術(shù)語(yǔ)，但不一定限制為一個(gè)有具體幾何尺寸的缺陷評(píng)定。按"合乎使用"原則建立的結(jié)構(gòu)完整性技術(shù)及其相應(yīng)的工程安全評(píng)定規(guī)程（或方法）越來(lái)越走向成熟，已在國(guó)際上形成了一個(gè)分支學(xué)科，在廣度和縱深兩方面均取得了重大發(fā)展。在廣度方面新增了高溫評(píng)定、各種腐蝕評(píng)定、塑性評(píng)定、材料退化評(píng)定、概率評(píng)定和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等內(nèi)容；在縱深方面：彈塑性斷裂、疲勞、沖擊動(dòng)載和止裂評(píng)定、極限載荷分析、微觀斷裂分析、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)等均取得很大的進(jìn)展。
在評(píng)定規(guī)范和方法方面：英國(guó)的R6規(guī)范第3版（1986）[3]和PD 6493：1991[4]對(duì)我國(guó)壓力容器安全評(píng)定規(guī)范SAPV-95的建立起過(guò)很重要的作用。瑞典缺陷評(píng)定規(guī)范（手冊(cè)）[5]的譯文也在我國(guó)廣為流傳。德國(guó)CKSS研究中心1991年發(fā)表了EFAM ETM的工程缺陷評(píng)定方法[6]。法國(guó)在其"核電廠部件在役檢驗(yàn)規(guī)則"（RSE-M Code）[7]的第五章中給出了"缺陷評(píng)定方法"。這些國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)都有一個(gè)長(zhǎng)期工作組織，不斷予以更新。例如1996年瑞典又給出了"帶裂紋構(gòu)件安全評(píng)定規(guī)程-手冊(cè)SA/FoU-Report的修訂版"[8]。
值得指出的是近年來(lái)歐美安全評(píng)定規(guī)范的發(fā)展有兩件標(biāo)志性的大事。第一件是1996年歐洲委員會(huì)（European Commission）為了建立一個(gè)統(tǒng)一的歐洲實(shí)施合于使用評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動(dòng)組織了一個(gè)研究計(jì)劃，有9個(gè)國(guó)家的17個(gè)組織參加，于1999年完成了"歐洲工業(yè)結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定方法"，簡(jiǎn)稱(chēng)SINTAP[9]，已于2000年發(fā)表并已形成了一個(gè)未來(lái)歐洲統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的草稿。由于英國(guó)R6、PD 6493、德國(guó)的CKSS及瑞典技術(shù)中心都是SINTAP研究的核心成員，SINTAP也是他們共同參與研究后形成的共識(shí)，鑒于SINTAP不久將要成為歐洲的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，R6及BS PD 6493在它即將頒布新版前夕，對(duì)它們各自的修改稿又作了一次緊急修改。R6于2001年頒布了他的全新版（第4版）[10]；PD 6493于2000年頒布了他的修訂版，但代號(hào)已改為BS 7910：1999[11]，取消了PD代號(hào)而正式列入正規(guī)的英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。第二件大事是美國(guó)石油學(xué)會(huì)于2000年頒布了針對(duì)在役石油化工設(shè)備的合乎使用評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)API 579[12]，在內(nèi)容上具有鮮明特色，反映了結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定技術(shù)研究范圍有了很大的拓寬。鑒于世界各國(guó)缺陷評(píng)定規(guī)范的迅速發(fā)展，International Journal of Pressure Vessel and Piping 期刊于2000年發(fā)表了一個(gè)專(zhuān)刊，題名為"缺陷評(píng)定方法"[13]，介紹了國(guó)際上十個(gè)缺陷評(píng)定規(guī)范的進(jìn)展，其中也包括了我國(guó)八五攻關(guān)編制的SAPV-95[14]。

1、 歐洲工業(yè)結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定方法（SINTAP）[9]
European Comsertium 于三年前開(kāi)始組織歐洲9個(gè)國(guó)家17個(gè)組織研究，于1999年4月完成了SINTAP的編寫(xiě)，這將是歐洲統(tǒng)一的合乎使用標(biāo)準(zhǔn)的初稿，應(yīng)該引起國(guó)人的注意。
1.1 SINTAP第1章中缺陷評(píng)定的兩類(lèi)分析方法和7個(gè)分析級(jí)別
SINTAP分為4章，第1章介紹了總的方法和規(guī)程。
SINTAP采用了失效評(píng)定圖（FAD）和裂紋推動(dòng)力（CDF）的兩類(lèi)分析方法。FAD的關(guān)鍵是失效評(píng)定曲線(xiàn)，f(Lr),只要評(píng)定點(diǎn)（Lr,Kr）落在FAD圖內(nèi)的安全區(qū)，則缺陷就是安全的。CDF是直接按J ，因此盡管CDF法和FAD法形式上有所不同，但實(shí)質(zhì)是一樣的。所以這里只介紹SINTAP的7個(gè)級(jí)別及其失效評(píng)定曲線(xiàn)。
1.1.1 第0級(jí)（default level）
在僅可得到材料 值和AKV值時(shí)使用。
（1）無(wú)屈服平臺(tái)的連續(xù)屈服材料的失效評(píng)定曲線(xiàn)為：
（1）
材料的斷裂韌度是按AKV值估算的,計(jì)算中所需的抗拉強(qiáng)度 是由屈服強(qiáng)度 保守估算的，即：
（2）
（2）有屈服平臺(tái)材料時(shí)或者不能排除材料不具有屈服平臺(tái)時(shí)，用式（3）表示的失效評(píng)定曲線(xiàn)：
（3） 且Lrmax取1。
1.1.2 第1級(jí)（Basic level）
用于可獲得材料 , 的值，及斷裂韌度值Kmat的情況。如有焊縫存在，其強(qiáng)度不匹配程度應(yīng)小于10%。
（1）有屈服平臺(tái)材料的失效評(píng)定曲線(xiàn)，分為三段表述。
在Lr=1處: 有一陡降直線(xiàn)段。從上式在Lr=1時(shí)的值直線(xiàn)下降至： （4）
式中 （5） 為屈服平臺(tái)長(zhǎng)度，可按式（6）作保守的估算： （6）
在Lr>1處: 取德國(guó)ETM[6]的成果
（7）
式中，N為應(yīng)變硬化指數(shù)，可按下式估算：

這是根據(jù)19種材料數(shù)據(jù)整理得到的下邊界值，實(shí)際的N值可能為上式計(jì)算值的1至5倍，所以L(fǎng)r>1處的f(Lr)是非常保守的。規(guī)定Lrmax取值為 　
（2）無(wú)屈服平臺(tái)材料的失效評(píng)定曲線(xiàn)，也分三段表述
在Lr<1處: （9）
式中系數(shù)μ可由 值估算:
（10）
在Lr≥1處:
在Lr=1處有一垂直下降線(xiàn)直至Lr(1)。在Lr>1時(shí)為曲線(xiàn)，仍采用式（7）計(jì)算f(Lr)，但Lr=1時(shí)的Lr(1)值用式Lr=1時(shí)的Lr(1)值用式（9）計(jì)算，并用式（8）估算N 。
1.1.3第2級(jí)（mismatch level）
和第1級(jí)相似，使用條件是要能獲得材料力學(xué)性能和斷裂韌度。用于焊縫強(qiáng)度不匹配程度超過(guò)10%的場(chǎng)合，這時(shí)它必需要知道母材和焊縫兩者的拉伸力學(xué)性能。因而分三種情況，分述如下：
（1）母材及焊縫兩種材料均無(wú)屈服平臺(tái)時(shí)（第一種情況）
仍可應(yīng)用第1級(jí)中的無(wú)屈服平臺(tái)時(shí)的失效評(píng)定曲線(xiàn)三段表達(dá)式，但式（9）及式（8）中的μ值和N值應(yīng)改用不匹配時(shí)的值μM和ＮM，不匹配焊縫接頭的取μM,決于母材及焊縫的μ值和 ，不匹配焊縫接頭的塑性屈服載荷FyM。以及假設(shè)這一元件沒(méi)有焊縫完全是母材時(shí)的塑性屈服載荷FyB。定義焊縫屈服強(qiáng)度 與母材屈服強(qiáng)度 之比值M為強(qiáng)度不匹配因子，則：
（11）
式中：
（12） （13）
不匹配焊接接頭的NM可由式（14）求得：
（14）
式中：
（15）
（16）
(17)
（2）焊縫及母材均具有屈服平臺(tái)時(shí)（第二種情況）
仍可應(yīng)用第1級(jí)中有屈服平臺(tái)時(shí)的失效評(píng)定曲線(xiàn)，也分三段，即式（3）、（4）、（7），但式（4）中的λ應(yīng)用λM 代替，式（7）中的N用NM代替。
（18）
式中：
（19） (20)
截止線(xiàn)Lrmax值仍按式（17）計(jì)算。
（3） 焊縫或母材之一具有屈服平臺(tái)時(shí)（第三種情況）
在Lr<1處: 可以采用第一種情況時(shí)的失效評(píng)定曲線(xiàn)，但μM計(jì)算中具有長(zhǎng)屈服平臺(tái)的那個(gè)材料的μ值可以不計(jì)，例如母材具有屈服平臺(tái)，則式（11）改為：
（21）
在Lr=1處: 按第二種情況具有屈服平臺(tái)材料時(shí)的辦法保守地取得較低的f(1)值，將無(wú)屈服平臺(tái)的那個(gè)材料的λ取為0，例如母材具有屈服平臺(tái)，f(1)計(jì)算時(shí)所用的計(jì)算式λM（式18）改為：
(22)
式中，λB按式（20）計(jì)算。
在Lr>1處: 按第二種情況一樣的辦法對(duì)待。
1.1.4 第3級(jí)（stress-strain level）
這一方法要求可獲得材料的關(guān)系曲線(xiàn) 以求得f(Lr)，當(dāng)然也需要知道材料的斷裂韌度值才能進(jìn)行評(píng)定。第3級(jí)不僅能計(jì)算焊縫基本匹配的情況，也可以用于不匹配焊縫的評(píng)定。
在不涉及焊縫時(shí)或焊縫基本匹配時(shí)采用R6第3版的選擇2曲線(xiàn)，即：
(23)
式中， 為在材料單向拉伸 關(guān)系曲線(xiàn)上與 相對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值。
在強(qiáng)度不匹配焊縫時(shí)也用式（23），但 值的計(jì)算均應(yīng)采用母材與焊縫組成的含缺陷元件的當(dāng)量 關(guān)系曲線(xiàn)，它是根據(jù)塑性極限載荷相等的原則求得的,當(dāng)然和母材 關(guān)系、焊縫的 關(guān)系、不匹配因子M及FyM及FyB有關(guān)。 的塑性部分（塑性應(yīng)變 的關(guān)系 為：
(24)
式中 是指在設(shè)定的任一塑性應(yīng)變量εP時(shí)，當(dāng)量 關(guān)系曲線(xiàn)上、焊縫 關(guān)系曲線(xiàn)上及母材 關(guān)系曲線(xiàn)上的應(yīng)力值，所以 就是當(dāng)量的 關(guān)系。因 從而可得到當(dāng)量材料的關(guān)系。應(yīng)該指出的是這里的不匹配因子M值并不是1.1.3節(jié)中的M值，而是在不同塑性應(yīng)變量εP時(shí)的不匹配因子M(εP)，不是材料常數(shù)，與εP的大小有關(guān)。只有當(dāng)兩種材料 關(guān)系形狀完全相似時(shí)，M(εP)才有可能是常數(shù)。
(25)
并且式（24）中的FyM/FyB值也應(yīng)該是在這些M(εP)下的值。這時(shí)當(dāng)量屈服應(yīng)力 當(dāng)量流變應(yīng)力 及Lrmax分別定義為：
(26)
(27)
(28)
這里 為兩種材料流變應(yīng)力相應(yīng)的兩個(gè)塑性應(yīng)變中較低者的值。 相應(yīng)的流變應(yīng)力計(jì)算的FyM及 值。
1.1.5 第4級(jí)（constraint level）
本級(jí)別的評(píng)定是根據(jù)裂尖拘束度的具體情況估算材料實(shí)際斷裂韌度來(lái)進(jìn)行評(píng)定。按斷裂韌度標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法測(cè)試試件必需要有足夠尺寸以保證獲得最低的平面應(yīng)變斷裂韌度值，而實(shí)際工程元件缺陷往往是很淺的，只有較低的拘束度，顯然如能按實(shí)際拘束度的斷裂韌度來(lái)進(jìn)行評(píng)定可以降低評(píng)定的過(guò)保守度，但是要求有附加的測(cè)試數(shù)據(jù)。
這是在著名的J-Q理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種方法。引入了無(wú)因次拘束參量β以描述裂尖靜水應(yīng)力Q。或用平行裂紋的彈性應(yīng)力T作為來(lái)描述β參量。評(píng)定時(shí)FAD及Kr的計(jì)算均要作相應(yīng)的修正，由于篇幅有限，這里就不作進(jìn)一步地介紹了。
1.1.6 第5級(jí)（J-integral analysis）
要求已知材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)以計(jì)算J積分，可以是沒(méi)有焊縫的結(jié)構(gòu)，也可以是不匹配焊縫（這時(shí)要求焊縫及母材的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系都已知），實(shí)際上就是嚴(yán)格有限元計(jì)算解。實(shí)際上第5級(jí)只被用來(lái)作為驗(yàn)證各低級(jí)方法的工具，并不是適用于工程評(píng)定的方法。嚴(yán)格的有限元計(jì)算J積分已為大家熟知，SINTAP也沒(méi)有作詳細(xì)介紹。
1.1.7 第6級(jí)（LBB）
部分穿透的表面裂紋可能繼續(xù)擴(kuò)展通過(guò)剩余韌帶變成穿透裂紋引起泄漏，但仍然可能處于穩(wěn)定狀態(tài)，這就是LBB狀態(tài)。SINTAP提供了一個(gè)新的估算裂紋擴(kuò)展過(guò)程中缺陷形狀變化的估算方法。由于穿透前或穿透后裂紋會(huì)不會(huì)撕裂失穩(wěn)的評(píng)定過(guò)程和R6第3版相同，不過(guò)是根據(jù)具體情況選用前面幾級(jí)中的某一失效評(píng)定曲線(xiàn)進(jìn)行評(píng)定，因此這里也不再作詳細(xì)介紹了。
1.2 SINTAP規(guī)程新發(fā)展的一些細(xì)節(jié)
SINTAP第2章提供了評(píng)定所需輸入數(shù)據(jù)及計(jì)算方法。第3章提供了各級(jí)分析方法選擇的導(dǎo)則和應(yīng)力強(qiáng)度因子解、塑性極限載荷解及殘余應(yīng)力分布等。第4章給出了一些其它評(píng)定方法和標(biāo)準(zhǔn)方法的補(bǔ)充說(shuō)明。值得一提的是：
(1) 在缺乏材料詳細(xì)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系數(shù)據(jù)時(shí)，SINTAP通過(guò)大量鋼材性能研究提供了材料應(yīng)變硬化性能、屈強(qiáng)比及屈服平臺(tái)（Luders 應(yīng)變）的估算方法。這些方法可用以改進(jìn)式（9）的f(Lr)以降低評(píng)定過(guò)保守度。
(2)在大量斷裂韌度測(cè)試的統(tǒng)計(jì)處理后，近一步發(fā)展了ASTME 1921-97的所謂Master曲線(xiàn)，SINTAP提出了由AKV估算鐵素體鋼解理斷裂區(qū)斷裂韌度下限值的方法。這一方法也已被R6第4版及BS7910所采用。華東理工大學(xué)博士生秦江陽(yáng)在20號(hào)鋼韌脆轉(zhuǎn)變溫度曲線(xiàn)的大量數(shù)據(jù)研究表明AKV和啟裂斷裂韌度Ji之間不存在明確的簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)關(guān)系；劉長(zhǎng)軍在其博士論文中用該收集到的實(shí)測(cè)材料數(shù)據(jù)考核美國(guó)短裂紋研究計(jì)劃中由管材AKV求JIC下限值得推薦方法，也證明了AKV-JIC的關(guān)系圖上數(shù)據(jù)十分分散。但鑒于實(shí)際工程評(píng)定中一般都不可能取樣測(cè)得材料的斷裂韌度，下限值的估算還是很有實(shí)際意義的，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到估算的斷裂韌度值可能十分保守，有時(shí)甚至只有實(shí)際值的五分之一左右。SINTAP的方法值得我們進(jìn)一步工作的關(guān)注。
(3)SINTAP提供了一個(gè)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可靠性導(dǎo)則。提出了在失效模式為塑性極限載荷控制（而不是斷裂控制）時(shí)的缺陷群相互干涉效應(yīng)的導(dǎo)則。
(3)SINTAP提供了一個(gè)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可靠性導(dǎo)則。提出了在失效模式為塑性極限載荷控制（而不是斷裂控制）時(shí)的缺陷群相互干涉效應(yīng)的導(dǎo)則。
(4)二次應(yīng)力的處理中不僅采用了R6的新ρ因子法，同時(shí)還給出了另一方法，二次應(yīng)力的影響用V因子表示，即：
(29)
V因子可能是大于1，也可能小于1（進(jìn)一步細(xì)節(jié)可參考J.Strain Anal.2000;35;307-16）。
(6)增補(bǔ)了大量應(yīng)力強(qiáng)度因子解，例如在一次和二次應(yīng)力時(shí)簡(jiǎn)體表面裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子解。提供了大量不匹配焊縫結(jié)構(gòu)的極限載荷解。
(7)SINTAP給出了可靠性評(píng)定方法及其相應(yīng)軟件PROSINTAP，采用Monte Carlo數(shù)學(xué)模擬及近似的一階可靠性過(guò)程（approximate first order reliability routines）。
(8) SINTAP對(duì)所提出的方法作了大量的驗(yàn)證工作。