2018年, 第35卷, 第5期　
刊出日期：2018-05-20

  

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实验研究
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  缺口和环境对Custom450钢高周疲劳强度的影响

  金龙, 朱明亮, 轩福贞

  压力容器. 2018, 35(5): 1-6,12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.001

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  通过开展室温空气和低氧蒸汽环境下Custom450叶片钢光滑和缺口试样的轴向疲劳试验，分析环境和缺口对疲劳强度、裂纹萌生机制和缺口敏感性的影响，讨论疲劳缺口系数K_f的理论计算模型。结果表明，缺口和低氧蒸汽环境均可显著降低试样的疲劳强度，但较高的应力集中系数的缺口（K_t=2.53）对疲劳强度的影响更大；环境对疲劳强度的弱化作用主要表现在裂纹表面起裂，但随循环周次提高、因发生内部起裂而逐渐减弱。同时，缺口和环境的交互作用，使K_f值超过应力集中系数K_t，表明K_f受到环境较大的影响，使用现有经验计算公式会得到不保守的结果。
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  橡胶阻尼器在底部框架塔中的减振试验研究

  谭蔚, 杜怡安, 贾占斌, 陈晓宇, 樊显涛

  压力容器. 2018, 35(5): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.002

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  随着塔器高径比越来越大，在风荷载作用下更容易发生风致振动。以某公司的催化裂化装置为原型，按照2：1的缩放比例建立高40 m的底部框架试验塔，研究橡胶阻尼器对底部框架的减振性能。结果表明：安装橡胶阻尼器后，可有效增加框架塔固有频率和阻尼比，并降低关键部位应力，且安装位置距离裙座支撑处越远效果越明显，最大可使底部框架塔的固有频率提高21%，系统阻尼比增加7.5倍，框架塔底部应力及裙座支撑处筒体应力分别降低约73%和92%。因此，在底部框架塔中安装橡胶阻尼器可有效减小底部框架塔在横风向振动下的塔顶振幅，提高设备的安全性，进而为橡胶阻尼器在化工设备减振中的应用提供参考。
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  漠大线输油保温管道外护层开裂的热力耦合仿真与试验研究

  邢海燕, 王朝东, 李雪峰, 郜玉新, 陈思雨, 张振龙

  压力容器. 2018, 35(5): 13-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.003

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  针对中俄漠大线输油保温管道多层结构开裂问题，结合ANSYS热力耦合动态仿真和低温材料性能试验研究寒地动态大温差下开裂原因。通过对保温直、弯管道多层结构进行有限元建模，确定堆放条件下的边界条件与动态温度载荷，得到聚乙烯外护层的应力场及应变场。仿真分析得出，保温管道多层结构因各层材料线膨胀系数差异而产生复杂的力学约束作用，造成各层之间存在着应力及应变差异，这种差异在昼夜大温差的往复动态影响下，使多层结构的聚乙烯外护层产生严重的热疲劳效应。在此基础上结合低温材料性能试验，进一步对交变温度影响下多层结构直管与弯管开裂与裂纹扩展进行了研究。结果表明，在大温差下，应力及应变值均已超越聚乙烯外护层拉伸断裂极限强度，有限元仿真结果与试验结果相吻合，为保温管道材料的改进提供一种新的科学依据。
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  Haynes 230镍基超合金高温低周疲劳寿命预测

  王伟, 吕春堂, 刘兵, 金丹

  压力容器. 2018, 35(5): 22-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.004

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  针对Haynes 230镍基超合金进行总应变控制的高温低周疲劳试验。结果表明，在816℃和927℃时，材料在较高应变范围内表现出循环硬化/软化行为，在较低的应变范围内表现出循环硬化/饱和行为。一般来说，疲劳寿命随着温度的提高而降低。然而，在总应变范围高于1.0%时，由于在半寿命时927℃比816℃有较小的塑性应变幅，从而导致了疲劳寿命在927℃时比在816℃时更长。选用Manson-Coffin方程和能量法进行了疲劳寿命预测，并采用方差和分散带因子两个参量对两种模型的预测能力进行比较，结果表明Manson-Coffin方程的预测效果较好。
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  Si对离心铸造25Cr35NiNb+微合金乙烯裂解炉管抗氧化和抗渗碳性能的影响

  钱兵, 孙嘉繁, 谢菲, 连晓明

  压力容器. 2018, 35(5): 28-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.005

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  开展了不同Si元素含量对25Cr35NiNb+微合金乙烯裂解炉管抗高温氧化和抗渗碳性能的影响研究。结果表明，Si含量在1.33%~1.93%范围内，炉管室温和高温力学性能与Si含量之间没有明显规律；Si含量在1.53%~1.91%范围内，随着Si含量的提高，炉管抗高温氧化和抗渗碳性能显著增强。同时还给出了25Cr35NiNb+微合金乙烯裂解炉管中Si元素含量的推荐值。
设计计算
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  双爆破片串联组合安全泄放装置的结构设计

  于庆伟, 惠虎, 宫建国, 李长青

  压力容器. 2018, 35(5): 35-40. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.006

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  对长管拖车用爆破片和易熔塞组合泄放装置进行分析，阐述了爆破片与易熔塞组合泄放装置的潜在不安全因素。在此基础上，讨论了双爆破片串联组合泄放装置在长管拖车上的适用性，给出了双爆破片串联组合泄放装置的实施方案，并进行试验验证，结果表明，双爆破片串联组合泄放装置符合长管拖车气瓶安全泄放性能要求。
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  预应力双管板换热器模拟计算和测试分析

  张力群, 董金善, 崔峰, 史为帅, 刘林波

  压力容器. 2018, 35(5): 41-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.007

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  采用常规措施设置膨胀节以降低温差应力对管壳式换热器破坏的方法具有局限性，提出了采用预应力技术应用于双管板换热器中。采用换热管作为预紧单元，通过施加不同的预变形量，利用ANSYS有限元分析软件对双管板换热器结构进行分析，从而得到热-结构耦合分析结果，同时，与试验检测研究进行对比。分析结果表明，施加恰当的预变形量，有效降低整体结构的温差应力，使应力以及应变的峰值得到降低，防止了温差应力对双管板换热器的损坏。从而为双管板换热器的设计以及加工制造，找到一种更加合理的方法，提高了换热器的工作寿命。
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  蒸汽发生器传热管导热系数的测量研究

  李经怀, 周全, 应秉斌

  压力容器. 2018, 35(5): 47-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.008

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  蒸汽发生器传热管的导热系数是热工分析的重要输入参数之一，该导热系数很难通过理论计算或常规的试验装置直接获得。运用一维稳态导热的原理，针对传热管导热系数的测量，设计了一种圆管法导热系数测量装置。误差分析表明，该测量装置的精度控制在0.5%以内，满足工程的要求。利用该测量装置对4种蒸汽发生器用管进行测试，形成每种传热管导热系数随温度变化的拟合公式，通过该公式可求得每种合金管在使用温度范围的任意温度点的导热系数，为蒸汽发生器传热计算提供可靠的参数。
标准规范
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  压力容器分析设计标准中高温分析方案的修订和讨论

  沈軻, 刘应华, 陈志伟

  压力容器. 2018, 35(5): 52-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.009

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  我国石化行业装置日趋大型化和高参数化，建立一套行之有效并操作简单的高温分析方法迫在眉睫。在充分了解各国规范中高温分析方法的原理和优缺点后，国内分析设计标准宜适时引入完整的高温分析方法来指导工程应用。提议并探讨了高温分析的制定原则、主要方法、步骤框架及后续工作等方面的问题，可为将来国内分析设计标准引入高温分析方法提供参考。
安全分析
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  某项目核取样系统管线应力评定分析

  刘雪林, 刘美平, 黄飞祥

  压力容器. 2018, 35(5): 60-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.010

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  核电站安全壳是重要的安全防御边界，确保取样管线穿过安全壳时的结构完整性及安全性十分重要。为了确保安全壳的气密性和完整性，会在安全壳机械贯穿件中设置贯穿件膨胀节。但是，安全壳机械贯穿件上设置的膨胀节会对取样管线的应力计算产生影响；而不同类型的机械贯穿件，其上面设置的膨胀节连接形式不同，因此，对管道应力计算时的影响也不相同。介绍了RCC-M规范对取样管线与安全壳机械贯穿件膨胀节焊接时的应力分析和评价方法，重点研究A型机械贯穿件上设置的膨胀节对取样管线应力分析的影响，并给出了考虑贯穿件膨胀节对管道应力计算影响后导致管线不能满足RCC-M时的优化方案。该研究对核电站设计人员有一定的参考价值。
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  渗铝管换热器管口焊泄漏影响因素试验与分析

  郭会丽, 史龙潭

  压力容器. 2018, 35(5): 67-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.011

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  通过加工制造渗铝管换热器管束工艺试验件，采取PT检测、水压试验、金相分析等试验手段，分析不同制造工艺条件下各因素对渗铝管换热器管口焊质量的影响规律，总结渗铝管换热器管口焊的质量控制要点。
检验与修复
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  水浸相控阵超声线阵列检测聚焦法则设置

  康达, 张宏, 马兆光, 宋佳斌, 林珊珊

  压力容器. 2018, 35(5): 73-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.05.012

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  在相控阵超声检测中，聚焦法则是实现声束偏转、聚焦的核心，其直接关系到声束有效覆盖范围及最终超声检测结果。由于耦合水层与被检工件为异种介质，使得聚焦法则设置存在一定困难。为了解决上述问题，利用包含ø0.8 mm，埋深范围5~50 mm的平底孔铝合金试块进行水浸相控阵超声线阵列聚焦法则设置研究，得到了不同深度范围相对应聚焦法则的设置原则，实现了相控阵聚焦声束对壁厚方向上的有效覆盖。同时，该方法还可以扩展到多种材质的水浸相控阵超声检测的应用。