2018年, 第35卷, 第2期　
刊出日期：2018-02-20

  

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实验研究
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  耐热钢CrMoCoV表面裂纹疲劳扩展试验及考虑闭合效应的数值分析研究

  夏齐炜, 宫建国, 轩福贞

  压力容器. 2018, 35(2): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.001

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  表面裂纹是高温结构服役过程中的常见缺陷形式，研究其在疲劳载荷下的扩展行为和规律是结构完整性评价的重要内容。开展了耐热钢CrMoCoV（FB2钢）含表面裂纹试样的疲劳试验，基于Zencrack软件，并考虑闭合效应修正进行了表面裂纹疲劳扩展的数值分析。结果表明，考虑裂纹闭合效应的模型，可以用于表面裂纹疲劳扩展行为的预测。
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  奥氏体不锈钢堆焊层C元素稀释规律研究

  廖国平, 刘自军, 张涛, 刘洪杰

  压力容器. 2018, 35(2): 8-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.002

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  对"华龙一号"安注箱筒体及封头内壁堆焊层化学分析取样结果屡次出现C含量检测不合格，引起业主的高度关注。针对此质量问题，从焊接材料成分、母材成分、堆焊工艺、取样过程、焊道搭接量控制等方面进行了分析试验，研究表明，焊材原始化学成分和焊道间搭接量对堆焊层熔敷金属C元素稀释有影响显著，调整其他影响因素效果都不明显。
设计计算
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  基于精细螺栓模型的爆破阀热固耦合密封性能分析

  张季, 赵国忠, 张皓, 张黎

  压力容器. 2018, 35(2): 13-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.003

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  爆破阀是新一代核电机组的关键防护装置，正常运行时，要求阀门本体零泄漏，其密封性主要取决于热和工作载荷作用下的螺栓接头的力学性能。针对以往螺栓连接件分析中没有考虑螺纹细节的情况，建立了可以准确描述螺纹细节的精细化有限元模型；考虑了垫片非线性行为，垫片采用ABAQUS软件中的GASKET单元；对爆破阀温度场和应力场、螺栓拉伸力进行分析。发现了螺栓拉伸力最低的时刻，并评价此时垫片的密封性能。对不同螺栓预紧力下以及不同载荷下螺栓拉伸力变化情况进行了研究；对螺纹接触面状态变化与螺栓拉伸力关系、各螺距螺纹所占螺栓拉伸力比例、螺母转角与螺栓拉伸力关系进行分析；对过盈模型、Bolt Load模型、考虑螺纹装配的精细模型三种不同施加预紧力的模型分别进行模拟比较，得出精细模型能更真实地模拟螺栓拉伸力的变化过程。
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  反应堆压力容器主螺栓螺纹疲劳分析方法

  陈涛, 刘攀, 徐晓

  压力容器. 2018, 35(2): 24-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.004

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  反应堆压力容器主螺栓螺纹是核岛设备疲劳分析中裕量偏小的典型部位之一。为优化螺纹疲劳数值分析方法，考虑主螺栓及主螺孔结构特点，从螺纹模型简化方式、应力提取及组合方式、瞬态温度和压力载荷叠加方式、疲劳强度减弱系数K_f取值及使用方法等方面，对反应堆压力容器主螺栓螺纹疲劳性能进行对比分析，总结出各因素对疲劳累积使用系数的影响规律，推荐一套较为合理、有效的计算方法，以提升螺纹疲劳分析裕量，从而为螺栓结构设计提供参考。
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  某项目主泵轴封水管线固定点设计优化

  吴琦, 刘雪林

  压力容器. 2018, 35(2): 29-34,12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.005

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  核级管道的应力分析是为了保证管道以及与其相连的设备、支架的安全。某研发项目管道需要考虑破管载荷，增加破管载荷后管道支架需要承受较大载荷，尤其是固定点，由于土建已经固化施工，埋板的边界条件差，导致埋板应力及混凝土应力不通过，通过调整固定点的位置来改善边界条件，然后再改变埋板形式，最终埋板应力比0.63，混凝土应力比0.67。使用Pipestress软件对轴封水管线进行静力学和动力学分析。经过分析，管线在承受自重、压力、热膨胀、地震、破管载荷的作用下，满足RCC-M规范应力评定准则和可运行要求。
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  大开挖穿越管道热力耦合分析

  王国茂, 赵潇, 魏莉鸿

  压力容器. 2018, 35(2): 35-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.006

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  长输管道穿越河流工程，主要采用大开挖穿越施工方式。正常运行的大开挖穿越河流管道所穿越地形高差较大，所受载荷情况较为复杂，对其进行力学行为研究显得十分必要。通过建立大开挖穿越河流管道力学模型，阐述其力学模型、求解过程以及热应力补偿计算方法。通过ANSYS有限元软件建立大开挖埋地管道热力耦合计算模型，分析管道在保温条件下不同进出口温度对管道应力、应变和位移的影响，为长输埋地管道的保温工艺提供有益参考。
标准规范
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  核二三级管道疲劳分析方法简介

  刘雪林, 刘美平

  压力容器. 2018, 35(2): 43-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.007

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  在核电站的建造设计过程中，为了防止管道失效，RCC-M规范规定，除了应考虑自重、压力和地震等载荷变化导致的应力变化外，还规定应该考虑热膨胀和热弯曲应力变化对管道疲劳的影响。RCC-M规范B3650篇明确规定核一级管道必须进行详细的疲劳分析，而二三级管道需要按照C3112篇疲劳排除方法来确定是否需要做详细疲劳分析。不能满足疲劳排除原则的核二三级管线进行详细疲劳分析，能够满足疲劳排除原则的管线不需要进行详细的疲劳分析，但需要在管道应力计算时考虑应力范围减弱系数。详细介绍RCC-M规范中疲劳排除以及应力范围减弱系数的计算方法，并以核取样系统为例，具体说明核二三级管道系统在设计过程中如何考虑疲劳效应。结果表明，经受温差和压差较大载荷时，核二三级管道也需要进行详细的疲劳分析；而承受次数较多但温差和压差不大载荷时，重点考虑应力范围减弱系数对管道应力计算的影响。
安全分析
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  塔顶冷凝器换热管腐蚀原因分析与预防

  易成, 周超

  压力容器. 2018, 35(2): 49-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.008

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  采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等方法，对某塔顶冷凝器换热管腐蚀形貌、金相组织和腐蚀产物及物相进行观察和检验，分析腐蚀产生的原因。分析结果表明，换热管发生了严重的均匀腐蚀并导致穿孔，腐蚀的产生是H₂S-NH₃-HCN-H₂O联合作用的结果，并提出相应的防护措施。
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  油浆蒸发器腐蚀泄漏分析

  马红杰, 龚树鹏, 王相儒

  压力容器. 2018, 35(2): 54-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.009

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  对催化裂化装置油浆蒸发器管束的腐蚀形貌进行了宏观检查，其具有典型的空泡腐蚀特征。采用光谱分析、扫描电镜分析、能谱分析及X射线衍射分析等方法分别对管束的化学成分、微观腐蚀形貌及腐蚀产物进行了分析，结果表明，换热器管束化学成分符合标准要求，管束腐蚀部位有大量的Fe元素和O元素，且腐蚀产物的主要物相为Fe₂O₃。从溶解氧、催化剂、换热管结构及空泡腐蚀等影响因素对管束的腐蚀泄漏原因进行了分析，认为换热器管束表面的腐蚀为空泡腐蚀，而导致空泡腐蚀的主要原因是换热管表面凹凸不平的螺纹结构，为避免管束表面发生空泡腐蚀，建议将螺纹管更换为光管。此外，壳程无盐水中溶解氧的电化学腐蚀对空泡腐蚀的发展起到了积极的促进作用，在两者的重复交替循环作用下管束发生了腐蚀穿孔泄漏。
检验与修复
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  大型Cr-Mo钢焦炭塔焊接返修技术

  张绍良, 任明皓, 卜华全

  压力容器. 2018, 35(2): 59-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.010

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  分析Cr-Mo钢焦炭塔的特点和技术进展，指出焦炭塔发生开裂的主要原因是热机械疲劳造成的；针对Cr-Mo钢焦炭塔的焊接特点，从焊接材料选择、焊接返修工艺和焊后热处理等方面分析焦炭塔的焊接返修技术，给出了具体的返修工艺，并对回火焊道技术的应用进行了探讨。
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  二氧化碳高压气瓶定期检验中水压试验泄漏失效分析

  徐淑芳, 黄国根, 刘兆华, 尹谢平

  压力容器. 2018, 35(2): 66-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.011

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  为了研究二氧化碳高压气瓶定期检验中水压试验漏水失效原因，对泄漏的高压气瓶材料的化学成分、力学性能、宏观和微观断口和金相组织进行研究和分析，结果表明，气瓶内表面发现许多细小的腐蚀凹坑；泄漏位置的裂纹断口面覆盖一层灰黑色腐蚀产物；裂纹起始于内表面脱碳层，呈树根状向外表面扩展；在气瓶内表面易于腐蚀发生的条带组织上形成的穿晶裂纹，具有应力腐蚀开裂特征。泄漏失效的原因为：CO₂与水形成腐蚀性介质环境，在内压作用下，在气瓶内表面条带组织上发生应力腐蚀开裂，裂纹向外表面扩展导致局部穿透整个壁厚或者壁厚不能承受额定的压力而出现泄漏失效。
制造与安装
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  核反应堆压力容器用16MND5钢板的开发

  王爽, 颜秉宇, 胡海洋, 孙殿东

  压力容器. 2018, 35(2): 74-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.02.012

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  介绍了某钢厂厚板生产线生产的核反应堆压力容器用16MND5钢板的生产工艺和过程控制情况，并分析了显微组织和力学性能。结果表明，通过EF-LF-RH-MC冶炼工艺生产的16MND5钢质较为纯净，从成分设计到工艺过程控制均比较合理。该钢板具有良好的综合力学性能和焊接性能，经过长时间的模拟焊后热处理后，钢板力学性能仍保持稳定，完全满足RCC-M标准要求。