2018年, 第35卷, 第10期　
刊出日期：2018-10-20

  

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试验研究
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  应变强化真空绝热深冷容器的钨极氩弧焊焊接工艺研究

  苏文娟, 毛小虎, 苏利群, 娄来钱

  压力容器. 2018, 35(10): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.001

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  分析比较了不同焊材和焊接工艺参数对不同厚度奥氏体不锈钢S30408钨极氩弧焊的预拉伸焊接试件焊接工艺评定的影响，试验结果表明，采用ER308L焊材的预拉伸试件可以得到符合要求的力学性能指标，预拉伸后焊接接头的屈服强度比原始钢板提高了52%~75%；厚板试件在较大的焊接热输入下，预拉伸后试件的力学性能也能满足要求。
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  温压成形对厚壁12Cr2Mo1R钢性能的影响

  王文利, 赵沛雄, 袁莎莎, 王天先

  压力容器. 2018, 35(10): 7-9,6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.002

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  封头分瓣温压成形在一定程度上改变了材料的性能，通过对温压成形后的12Cr2Mo1R钢板进行力学性能和金相组织检测，研究了温压成形对材料性能的影响。试验结果表明，试样经过温压成形后提高了12Cr2Mo1R材料的强度，尤其是受拉伸区域，延伸率和抗拉强度均超出GB 713-2014标准对该材料的要求，但对低温冲击性能影响不大。即使变形率未达到GB 150.4-2011中要求恢复性能热处理的条件，为了降低后续制造过程中开裂的风险，温成形后应增加中间热处理，消除成形后的残余应力。
设计计算
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  内压作用下半圆管夹套容器轴向弯曲应力分析

  王汉, 贺小华

  压力容器. 2018, 35(10): 10-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.003

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  半圆管夹套容器应用广泛，各国规范内压强度公式合理性值得商榷。采用ANSYS软件较为系统地对半圆管夹套容器进行应力分析，得到轴向弯曲应力系数，并与ASME规范进行对比分析。结果表明，计算参数范围内，当筒体壁厚T < 9.5 mm时，ASME规范中得到的轴向弯曲应力系数远大于有限元分析值，ASME规范偏于保守，其内压计算安全裕度过大；当筒体壁厚T ≥ 19.1 mm且筒体内径D > 2 500 mm时，轴向弯曲应力系数有限元计算值与ASME规范值基本一致。进一步对轴向弯曲应力系数有限元计算值进行回归拟合，并对回归方程进行了验证。结果可为非标准半圆管夹套结构内压研究及工程应用提供参考。
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  基于有限元的无缝气瓶多心凹底底型优化

  招聪, 徐纪伟, 张炜, 王孙清, 郑恒持, 李灿, 由宏新

  压力容器. 2018, 35(10): 18-24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.004

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  针对影响高压无缝气瓶安全的凹底结构，提出一种新型多心凹底气瓶底型，运用正交设计并结合有限元分析的方法，得到一组应力集中系数小、应力满足GB 5099要求的多心凹底底型设计参数。基于正交设计方法的结论，从实际加工难易和直立使用安全的角度出发，考察多心凹底底型中过渡段金属的增量和气瓶底部与地面的接触圆直径，对多心凹底无缝气瓶底型进一步优化，得到一组适应性较好、加工可行性较高的底型设计参数。
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  外压-拉伸位移下波纹管周向应力计算探讨

  钟玉平, 李张治, 段玫, 李杰

  压力容器. 2018, 35(10): 25-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.005

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  拉伸位移引起的波纹管周向应力对波纹管失稳和强度破坏的影响不可忽略。但是国内外现行标准中对于该周向应力的设计不够充分，故对位移引起波纹管的周向应力进行了研究。通过有限元法分析了波纹管在外压-拉伸位移联合作用下的周向应力，进行应力测量试验验证了有限元法计算结果的准确性；分析了波纹管板条梁模型与圆环板模型的特点，提出将波纹管等效成圆环板的简化模型，推导出拉伸位移下波纹管周向应力设计的基础公式。在大量的算例计算基础上，给出一定范围波形参数内的修正系数分布规律和计算方法，最终形成拉伸位移引起的波纹管周向应力公式。
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  核安全级架空高密度聚乙烯材料管道设计方法的研究和应用

  倪正超, 樊敏江, 钮钐铦, 何军山, 周美五

  压力容器. 2018, 35(10): 31-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.006

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  由于高密度聚乙烯（HDPE）优异的抗腐蚀和抗微生物材料特性，作为彻底解决核电站海水系统生物附着和腐蚀问题的替代方案之一，HDPE管道已引起了核电站业主的广泛关注。由于HDPE管道力学性能和承载能力与钢管的极大差异，传统的金属设计规范和力学分析评价方法无法证明HDPE管道能满足系统的功能设计要求。基于HDPE材料的力学特性，从压力设计、支撑设计、柔性设计、抗震设计、特殊载荷考虑和力学分析评价6个方面说明了核级架空HDPE管道设计中的要点，提出了适用于核级架空HDPE管道的设计评价方法，并成功应用于国内首个示范工程中。
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  冷却剂泵壳与蒸汽发生器焊接过程数值模拟

  邹杰, 何冰, 江国焱, 黎振龙, 吴新丽

  压力容器. 2018, 35(10): 37-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.007

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  为了解决核反应堆冷却剂泵（RCP）泵壳与蒸汽发生器（SG）焊接的变形超差问题以及减少焊接过程缺陷的产生，基于Sysweld焊接有限元模拟软件对RCP泵壳与SG产品模拟件焊接过程进行了模拟分析，获得了模拟焊接变形数据，同时采用1：1模拟焊接件对模拟分析结果进行验证，确保模拟结果的准确性，并且通过有限元分析手段获得了焊接后残余应力以及热裂纹敏感区域的分布情况。结果表明，通过Sysweld软件对RCP泵壳与蒸汽发生器产品的焊接过程进行模拟，可获得较为准确的变形数据；焊接后模拟件外表面焊缝区域会产生塌陷，在工艺上需预留合适的机加焊接余量，或者在完成对接后对该区域进行尺寸还原补焊。对接后，镍基隔离层热裂纹敏感性最大，在实际焊接过程中应重点控制该区域的高温停留时间以及杂质元素含量。焊缝（包括部分热影响区）以及内外表面靠近焊缝区域（包含焊缝）残余切应力较大，后续承载工作压力时相对更加危险、薄弱，其抗应力腐蚀能力也相应降低，实际工况中应给予重点关注。
技术综述
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  小冲杆蠕变测试技术的研究综述

  盛晓茜, 洪军, 朱林波

  压力容器. 2018, 35(10): 44-58,64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.008

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  小冲杆测试技术是一种评价材料性能的微型试样测试技术，可以确定材料弹性模量、屈服强度、塑性性能、抗拉强度、韧-脆转变温度、断裂韧性、蠕变性能等力学性能。该技术在新合金材料验证、焊缝热影响区性能描述、服役设备的剩余寿命预测等方面，得到各国学者的广泛关注和研究。其中，在材料蠕变性能的分析和预测方面，由于小冲杆蠕变测试技术具有表征全阶段单轴蠕变曲线的潜力，为高温服役设备蠕变性能评估及蠕变寿命预测提供了新的方法。小冲杆蠕变测试技术的理论和应用等方面已经取得了重要进展，但与传统蠕变测试方法相比，理论体系还不完善，在一些领域的应用尚处在探索和发展阶段，缺乏相关试验标准的指导，因此，有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结。基于现有国内外学者的相关研究成果，对小冲杆蠕变测试技术的试验系统、试样制备、试验操作、试验理论体系、有限元建模方法、试验结果处理、蠕变寿命分析方法等进行了综述；分析了目前该方法发展中的技术难题，对其未来发展趋势进行展望，以促进小冲杆测试技术的进一步发展。
标准规范
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  火灾工况下盛装液化气体压力容器的安全泄放量计算方法探讨

  吴全龙

  压力容器. 2018, 35(10): 59-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.009

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  火灾工况下压力容器安全泄放量的准确计算是开展压力容器超压泄放设计的基础。调研了API 521-2014，GB/T 150.1-2011，IMDG-2002/ADR-2015，CGA S-1.2：2005/CGA S-1.3：2008等国内外标准对火灾工况下盛装液化气体压力容器的安全泄放量计算方法，对比分析了各计算公式的异同。结果发现，对无隔热层压力容器，虽然各标准的计算公式形式不同，但经过单位换算后各公式完全一致；对有隔热层压力容器，计算公式中环境系数因导热系数取值方法不同而有所不同，但公式来源相同。所得结果对指导工程人员开展压力容器的泄放设计、理解火灾工况液化气体容器风险具有指导意义。
检验与修复
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  蒸汽发生器顶部支撑板局部热处理变形的检测

  李宏艳, 李光伟

  压力容器. 2018, 35(10): 65-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.010

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  蒸汽发生器下封头组件与管板组件的最终环缝在局部焊后热处理过程中，为避免因支撑板变形而产生管子"DING"，对蒸汽发生器上部筒体检查孔与顶部支撑板的结构特点进行研究，设计辅助检测工装，制定了新型检测方案。通过对支撑板变形量的数据监测，拟合了变形量随温度变化的数据模型，为后续采取合适的工艺方案奠定了理论基础。
经验交流
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  高含氯离子、高含汞气田压力容器选材分析及建议

  代平, 潘旭, 宋晓俊, 陈贺龙, 何宇颉, 马超

  压力容器. 2018, 35(10): 70-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.10.011

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  总结了我国西北某矿区3个典型气田的压力容器选材及应用情况，在此基础上，从设备的建设投资、运行维护等方面，全生命周期综合分析、对比了不同材质压力容器的经济、安全与社会效益。在该气田工况条件下，其中825复合板压力容器建设投资最大，但是后期运行过程中的检维修费用最低、检维修工作量和高危作业较其他材质压力容器大幅度减少、检修周期得到延长，大幅度提高了装置运行时率，因此，825复合板压力容器较其他材质压力容器综合经济、安全、社会效益最优。建议原料气介质选用内衬825复合板压力容器，干气介质选用碳钢材质压力容器。