2018年, 第35卷, 第6期　
刊出日期：2018-06-20

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试验研究
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  2219铝合金横焊接头的补焊性能研究

  孙世烜, 魏瑞刚, 高彦军, 呼啸, 刁禹, 藏梦楠

  压力容器. 2018, 35(6): 1-7,14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.001

  摘要 ( 98 ) PDF全文 ( 19 )   可视化   收藏

  针对未来运载火箭立式装配横向焊接的工程化应用需求，以厚度8 mm的2219铝合金变极性TIG横焊接头为研究对象，开展了在水平状态下对原始横焊接头进行一道补焊及二道横向补焊试验，在获得成形良好的补焊接头的基础上，研究了原始焊缝、一道补焊焊缝、二道补焊焊缝的组织形貌、力学性能及显微硬度。试验结果表明，对原始横焊焊缝上端开槽进行一道、二道补焊之后，可消除焊缝内部连续超标的气孔缺陷；一道补焊及二道补焊后的接头上层均为柱状晶，下层均为等轴晶，一道补焊及二道补焊后接头力学性能比原始焊缝要低，主要与补焊后在接头熔合线附近产生大量的共晶组织有关；二道补焊接头比一道补焊接头弯曲性能好，显微硬度高，说明厚度8 mm的2219横焊接头缺陷补焊更适合于采用较小的焊接规范及两道焊（填充+盖面）工艺。
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  无加强U型钛波纹管疲劳寿命研究

  秦建, 裴肶寅, 张爱琴, 李杰, 吕晓春

  压力容器. 2018, 35(6): 8-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.002

  摘要 ( 123 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  针对无加强U型钛波纹管，依据ASME B31.3附录X302.1.3中新材料波纹管的疲劳寿命设计公式规定，对其疲劳寿命设计公式进行了相应的推导，并对其疲劳断裂形式进行了分析。经与奥氏体不锈钢无加强U型波纹管的疲劳寿命公式对比发现，相比奥氏体不锈钢，钛制波纹管的疲劳寿命较低，计算求得的钛制波纹管疲劳寿命设计公式安全系数较大，采用此公式进行钛制波纹管设计偏于安全；钛制波纹管的疲劳断裂形式与传统的奥氏体不锈钢波纹管断裂形式相同，其裂纹起于两端再向中间扩展，断口形式为典型的韧性断裂。
设计计算
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  顶张力立管的两向涡激振动疲劳寿命时域分析

  王继元, 陈学东, 董杰, 范志超

  压力容器. 2018, 35(6): 15-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.003

  摘要 ( 104 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  针对波浪、剪切流和平台随机激励等多因素共同作用下顶张力立管的顺流向和横向涡激振动疲劳问题，采用文圣常谱模拟随机波浪载荷、采用Ahmad多自由度动态运动方程分析平台动态响应、采用考虑流体阻尼力和附加质量影响后改进的Facchinetti尾流振子模型模拟立管激振力，建立了综合考虑波浪、海流和平台随机激励多因素影响的顶张力立管涡激振动有限元数值模拟模型，获得不同海况等级和平台作用下立管顺流向和横向涡激振动结构响应；根据Miner准则估算立管各节点累积疲劳损伤，提出了基于时域法的立管两向涡激振动疲劳寿命数值计算方法，并用该方法对我国典型海域顶张力立管进行了分析应用。此研究旨在为立管设计和在役安全评估提供技术支持。
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  基于线性匹配法(LMM)的承压部件安定棘轮分析与评定

  沈軻, 彭恒, 陈浩峰, 刘应华

  压力容器. 2018, 35(6): 24-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.004

  摘要 ( 157 ) PDF全文 ( 24 )   可视化   收藏

  ASME Ⅷ-2规范中针对棘轮失效提供了3种方法，而这些方法在适用性和便捷性等方面有各自的局限性，不能广泛且快速地应用于工程实际。线性匹配法（LMM）是一种求解非线性材料结构响应的快速直接算法，可适用于任意的几何结构和任意的热-机载荷组合。以压力容器中最常见的带径向接管的筒体为例，运用LMM快速地确定了承压部件的安定和棘轮边界，并给出了详细的步骤，得出了可供工程设计参考的相关结论。
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  应变准则在承压设备分析设计中的应用

  郁杨天, 姚志刚, 李德知, 龙斌, 薛飞, 陈明亚, 余伟炜, 师金华

  压力容器. 2018, 35(6): 31-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.005

  摘要 ( 130 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  介绍了分析设计中的应力分类法和弹塑性应力分析方法（直接法），应力分类法仅适用于简单荷载作用下、简单结构的分析设计和校核。与直接法中的两倍斜率等判据相比，应变准则避免了选择变形点位置绘制荷载-变形曲线等潜在人因误差，各国标准也趋于使用应变准则判据。以某核电厂使用膨胀节为例，根据应力分类等准则确定了结构的极限荷载（C_L），并依据应变准则计算了塑性失稳荷载（C_I）。研究案例中，直接法计算的C_L比应力分类法高75%以上；最大应变0.5%准则法简单易行，且其结果与零曲率点法结果一致；依据5%应变准则法更容易获取C_I，且可以使结构的极限荷载提高97.3%。
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  基于ANSYS/Workbench的LPG覆土罐有限元分析设计方法

  杨国强, 黄金祥

  压力容器. 2018, 35(6): 36-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.006

  摘要 ( 177 ) PDF全文 ( 23 )   可视化   收藏

  LPG覆土罐是一种新型的LPG储存设备，介绍了该种储罐的设计方法，并运用ANSYS/Workbench分别对设计工况、耐压试验工况、地震工况和覆土工况下，罐体的全模型进行有限元分析计算。计算表明，设计工况、地震工况以及耐压试验工况下，罐体的应力分布主要集中在靠近气室和人孔大开孔影响区域内的结构不连续位置，覆土工况下罐体结构的应力分布主要集中在加强圈的中部。LPG覆土罐的设计应重点考虑气室和人孔的尺寸和布局，降低该区域的应力水平，防止结构发生塑性垮塌失效。同时，覆土施工过程中还应适当控制覆土对罐体产生的冲击作用，防止罐体结构发生失稳破坏。
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  高压管箱法兰的强度和刚度有限元分析

  杨心理

  压力容器. 2018, 35(6): 46-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.007

  摘要 ( 182 ) PDF全文 ( 19 )   可视化   收藏

  螺栓法兰连接是石化设备和管道中应用最为广泛的密封形式，对其完整性和紧密性分析仍是工程中亟待解决的问题。基于强度和密封要求，借鉴Waters法对法兰力学模型的假定，采用ANSYS数值分析技术，对五段冷却器管箱法兰在预紧、操作、设计和水压试验4种工况下进行了有限元应力分析。依据应力分类的原则，结合第三强度理论对其管箱法兰承载能力进行强度评定，同时按照ASME Ⅷ-1对法兰转角限制的要求进行刚度评定，为实际应用提供参考。
安全分析
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  双相不锈钢(2205)换热管短期泄漏失效原因分析与讨论

  刘民

  压力容器. 2018, 35(6): 52-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.008

  摘要 ( 198 ) PDF全文 ( 22 )   可视化   收藏

  双相不锈钢被广泛应用于石化企业一些恶劣工况条件下，但某石化企业原油-常顶油气换热器经短期运行后，在换热器管板部位出现多个泄漏点。通过腐蚀形貌、金相、硬度等检测手段并结合换热管的腐蚀环境，综合分析了该换热管短期泄漏失效的原因，为后续双相不锈钢腐蚀与防护提供技术支持。
检验与修复
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  基于模糊c均值聚类算法的焊缝缺陷等级磁记忆定量识别

  邢海燕, 喻正帅, 李雪峰, 李秀伟, 孙晓军, 陈思雨

  压力容器. 2018, 35(6): 57-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.009

  摘要 ( 139 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  针对磁记忆检测技术在焊缝缺陷等级定量识别中模糊性和分散性的难题，提出以模糊c均值聚类算法为理论基础的焊缝缺陷等级磁记忆定量识别模型。以Q235焊接试件为试验材料，进行疲劳拉伸试验。对比X射线检测定量标准，确定磁记忆焊缝缺陷量化等级，提取不同等级的磁记忆信号征参数向量，通过训练样本的学习选取最优模糊加权指数m，建立了基于模糊c均值聚类算法的焊缝缺陷等级磁记忆定量识别模型。模型验证结果表明，预测损伤等级的准确率达到了90%，为实际工程中准确区分焊缝缺陷等级提供理论依据和新的思路。
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  基于三维激光扫描的反应堆压力容器缺陷检测方法

  林百涛, 陈沛, 尹鹏, 许远欢, 周帆

  压力容器. 2018, 35(6): 64-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.010

  摘要 ( 158 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏

  针对高辐射水下环境反应堆压力容器（RPV）下封头磨损区缺陷的检测，提出一种基于三维激光扫描技术的反应堆压力容器下封头缺陷测量方法，分析了水下三维激光扫描技术的物理模型，给出了扫描数值试验的具体方法，并结合Cloudcompare和CATIA软件对该试验方法采集得到多组点云数据进行处理，得出在不同扫描角度和扫描距离下的缺陷扫描精度结果。结果表明，适当调整扫描角度与扫描距离，可以实现反应堆压力容器下封头磨损区缺陷水下三维激光检测，验证了该方法的可行性，为反应堆压力容器下封头的缺陷检测提供了一种新方法。
制造与安装
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  多层多波Ω形波纹管液压成形的数值模拟

  李慧芳, 叶梦思, 钱才富, 王友刚

  压力容器. 2018, 35(6): 70-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.06.011

  摘要 ( 114 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  对某两层四波Ω形波纹管的液压成形过程进行了有限元数值模拟，分析各层管坯成形后的应力场和应变场分布以及波高方向鼓波高度和壁厚减薄率。结果发现，波纹管液压成形过程中，卸载前最大等效应力出现在大圆弧上，卸载后最大等效应力出现在大圆弧与小圆弧过渡处；波纹管在液压成形过程中，最大塑性变形出现在波峰上，最大塑性应变达27%；波纹管液压成形过程中壁厚减薄严重，波峰处可达17%以上。将模拟所得的波形参数与实际液压成形结果相对比，成形厚度、波高方向鼓波高度等参数的相对误差均小于5%，说明采用有限元法对Ω形波纹管液压成形进行数值模拟是有效、可信的。