2018年, 第35卷, 第4期　
刊出日期：2018-04-20

  

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实验研究
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  核电用SA533B1钢的非均匀蠕变损伤本构方程研究

  谢志刚, 高增梁, 杨建国, 贺艳明, 闾川阳, 李相清

  压力容器. 2018, 35(4): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.001

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  轻水反应堆发生堆芯熔融的极端事故时，核反应堆压力容器（RPV）下封头在堆芯熔融物滞留造成的极高温度下发生严重蠕变变形、损伤及断裂。针对核电用钢SA533B1直接拟合蠕变试验数据获得的本构方程的风险性和不确定性，在分析高温蠕变材料微观损伤机理的基础上，揭示高温蠕变损伤的非均匀性，引入考虑各种微观损伤局部化特征，基于细观唯象方法、通过引入ρ和g，提出了改进的K-R蠕变损伤本构。通过对文献试验数据进行归一化处理，利用非线性回归分析法确定材料常数，分析结果表明，改进后的K-R蠕变损伤本构方程能较好地描述反应堆压力容器材料的高温蠕变宏观力学行为，为进一步建立宏观蠕变本构与微观损伤之间的联系提供了思路。
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  安全卸压管安全端异种金属焊接残余应力影响因素的研究

  张倩, 刘长军

  压力容器. 2018, 35(4): 8-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.002

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  焊接残余应力是造成接管安全端异种金属焊缝发生应力腐蚀开裂的重要因素。利用有限元方法，主要研究了安全端长度、焊接约束条件和同种金属焊接对异种金属焊接残余应力的影响。结果表明，安全端较短（w/t=0.5）时，安全端侧采用固定约束有利于减小异种金属焊缝内表面的轴向残余拉应力，经同种金属焊接后，异种金属焊缝内表面的轴向残余拉应力会大幅降低；安全端较长（w/t=4.0）时，异种金属焊缝内表面的轴向残余拉应力对安全端侧的约束条件不敏感，经同种金属焊接后，异种金属焊缝内表面的轴向残余拉应力会增大。
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  基于电磁超声的焊接残余应力测量研究

  徐烽, 欧阳林婷, 王宏, 冯佳俊, 陈志平

  压力容器. 2018, 35(4): 17-24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.003

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  基于超声波声弹性理论，针对钢板对接焊接残余应力无损测量问题，提出了采用电磁超声法开展焊接残余应力实测研究。通过拉伸标定试验测得焊接接头不同区域的声弹性系数与各向异性参数，并结合钢板实测声速值获得了不同部位的焊接残余应力；其结果与基于塑性修正的盲孔法实测值进行了验证比较。结果表明，电磁超声法可以有效地测量钢板焊接接头残余应力的分布状态。
设计计算
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  热辐射作用对加氢反应器热箱部位温度及应力分布的影响分析

  柏慧, 赵景玉, 宫建国, 轩福贞, 惠虎

  压力容器. 2018, 35(4): 25-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.004

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  针对加氢反应器热箱部位的应力分析问题，采用ANSYS有限元分析软件，并调用AUX12求解器模块实现定义辐射传热，形成了考虑热辐射作用的应力计算分析策略。基于JB 4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》（2005年确认）对加氢反应器热箱部位进行应力评定，并比较了是否考虑热辐射作用下的结果。结果表明，考虑热辐射的作用会使热箱部位的温度场分布均匀，应力显著减小；而不考虑热辐射作用得到的计算结果过于保守。
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  非锚固式大型立式熔盐储罐热疲劳分析

  王昕, 钱才富

  压力容器. 2018, 35(4): 31-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.005

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  疲劳是压力容器失效的主要模式之一，当设备的使用温度达到材料的蠕变温度，蠕变与疲劳的交互作用会加速材料的损伤进程。熔盐储罐是光热发电系统的重要储热设备，用于储存由集中太阳能熔化的熔盐，工作温度可达580℃。针对某热熔盐储罐，建立有限元三维模型，以储罐的最高和最低使用温度为交变载荷，依据美国ASME规范进行疲劳分析和评定，并比较蠕变损伤和疲劳损伤对设备寿命的影响。该储罐的蠕变-疲劳评定结果为合格，且蠕变对寿命的影响更大。
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  大型丁醛转化器管板的轻量化设计

  张中清, 姚志燕, 陈永东, 李志

  压力容器. 2018, 35(4): 36-41,58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.006

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  通过有限元方法对丁醛转化器在不同类型单个载荷作用下，管板及与其连接部件的应力随管板厚度的变化规律进行了研究，并由此确定了管板的初步设计厚度，最后在各种载荷组合工况下对管板进行校核，确定最终设计厚度。此管板厚度与目前已投产的国产化产品相比较减小了一半以上，实现了丁醛转化器管板的轻量化设计。
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  折流杆式换热器流致振动分析

  吴昊, 毛成, 位召祥, 钱建华

  压力容器. 2018, 35(4): 42-49,73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.007

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  针对某电厂折流杆式换热器传热管损伤问题，采用基于数值模拟与标准经验公式结合的新方法进行折流杆换热器流致振动分析和故障预测，并将分析结论与换热管的无损检测统计数据进行比较。结果表明，该分析方法所得出的结论在故障位置、故障形式分析等方面与实际情况一致。
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  雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法

  刘美平, 刘雪林, 潘柳

  压力容器. 2018, 35(4): 50-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.008

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  雨流计数法是工程上用于疲劳设计和疲劳评估常用的一种方法。以雨流计数法的基本原理和计数规则为基础，并以某核电站核辅助管道为例，通过专用管道力学分析软件PIPESTRESS确定管道在温度载荷、压力载荷及机械载荷等作用下各瞬态工况应力变化幅值，说明雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法，并结合材料S-N曲线进行疲劳累积使用系数的计算，从而进行疲劳寿命的评估。
技术综述
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  奥氏体不锈钢应变强化研究现状

  王宁, 王娟, 李亚江

  压力容器. 2018, 35(4): 54-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.009

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  奥氏体不锈钢因具有良好的耐蚀性和抗氧化性而被广泛用于石化管道、核电建设、船舶制造及医疗机械等领域，尤其在压力容器轻型化设计中，采用应变强化奥氏体不锈钢可以明显减薄壁厚。综述了应变强化对奥氏体不锈钢组织演变的影响规律，对比分析了应变强化前后奥氏体不锈钢的力学性能、疲劳寿命和耐蚀性，以期为轻量化设计不锈钢压力容器提供试验基础和理论指导。
安全分析
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  常压立式油气储罐碎片撞击及防护措施研究

  冯瑞, 张早校, 段权, 牟善军, 张树才, 刘全桢, 陶彬

  压力容器. 2018, 35(4): 59-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.010

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  掌握油气储罐受碎片冲击的失效机理，并提出可行的安全防护措施，对进一步提高油气储罐在极端条件下的安全保障意义重大。应用LS-DYNA软件模拟计算探究了块状碎片对圆筒形储罐实体撞击失效过程中影响其损伤程度的主要因素，揭示了罐体被碎片撞击侵彻失效的典型特征，并提出了在储罐之间架设一定高度的爆炸碎片撞击防护网的安全保障提升措施。为了定量论证架设安全防护网的防护效果，建立了新的引入撞击防护安全网的Monte-Carlo撞击概率求解模型，对目标罐体的撞击概率重新计算。结果显示，安全防护网的高度与防撞击概率呈线性回归关系，架设6 m高的防护网就可使爆炸碎片撞击概率较无防护网时降低近一个数量级。
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  金属软管泄漏原因分析与预防

  陈彩霞, 王步美, 陈杨

  压力容器. 2018, 35(4): 67-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.011

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  某核电设备上使用的金属软管在1年内发生泄漏。采用扫描电镜、光学显微镜、显微硬度计等仪器对泄漏的金属软管进行了宏观和微观检验、硬度检测及化学成分分析。结果表明，金属软管的泄漏是由钢丝网套与波纹管发生摩擦引起的机械损伤导致的。同时，提出了相应的预防措施。
制造与安装
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  深冷容器用奥氏体不锈钢冷成形封头铁素体量的控制

  张义军, 杨庆高, 李莉, 郭强, 吕向阳

  压力容器. 2018, 35(4): 74-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.04.012

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  降低深冷容器用奥氏体不锈钢（S30408/1.4301）封头成形后铁素体量，可减少其在使用中的开裂。通过研究，除固溶外，控制铁素体量可通过提高奥氏体不锈钢（S30408/1.4301）中Ni含量和温成形实现，并研究温成形在不同温度下的奥氏体不锈钢封头铁素体量的变化规律，从而寻找更经济、更合适的控制铁素体的方法。