2018年, 第35卷, 第8期　
刊出日期：2018-08-20

  

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试验研究
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  多式联运LNG罐箱低温性能指标确定及测试分析

  周伟明, 沈铣, 滕俊华

  压力容器. 2018, 35(8): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.001

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  多式联运LNG罐箱运输周期长，运输过程安全隐患多，对产品安全性和可靠性要求高。为确保多式联运LNG罐箱的安全高效运行，通过分析影响多式联运罐箱安全高效运行的因素，给出了关键低温性能技术指标确定方法，并对国内主要制造企业的产品真空绝热性能测试结果进行了汇总和对比分析。根据实测与分析结果，指出目前多式联运LNG罐箱尚存的一些安全隐患，并给出了具有较高参考价值的多式联运LNG罐箱低温性能指标。
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  马氏体组织对钛制压力容器TA2板材声发射特性的影响

  李丽菲, 沈功田, 张峥

  压力容器. 2018, 35(8): 7-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.002

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  由于耐蚀性突出，钛制压力容器已广泛应用于化工过程装置，为确保安全，采用声发射技术对其服役状态进行及时、有效地安全评估的前景广阔。针对TA2常见的工程状态，开展了淬火马氏体和焊缝马氏体两种微观组织声发射特性的理论分析和试验研究，通过恒速率拉伸和裂纹扩展监测试验，获得了形变和断裂物理源机制的声发射特性。采用历程分析结合微观观察，证实了α'马氏体团簇的塑性变形和马氏体板条边界的开裂，是拉伸过程中声发射两次增长阶段的主要物理来源；沿马氏体板条间或基体与马氏体边界的裂纹扩展是疲劳裂纹稳定生长过程中的强声发射源，是声发射信号计数率-应力强度因子幅曲线呈现阶梯状上升的物理成因。研究结果为相关材料承压设备的声发射检验提供了经验数据和分析方法，为工程实践奠定基础。
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  管间距对翅片油冷却器传热及阻力性能的影响

  范继珩, 冯毅

  压力容器. 2018, 35(8): 16-23,32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.003

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  为探讨管间距对翅片油冷却器传热及阻力特性的影响，对5种管间距下的翅片油冷却器进行了试验测试研究，拟合得到翅片油冷却器壳侧传热系数及压降的公式。并利用Fluent软件模拟分析了管间距为13.9 mm的翅片油冷却器壳侧流场的分布情况。结果表明，在一定的雷诺数范围内，管间距为21 mm的翅片式油冷却器有较好的传热性能，与其他管间距的传热系数相比，均提高了2%~8%；翅片式油冷却器的阻力性能与管间距大小成正比关系；相同压降约束条件下，管间距为13.9 mm的翅片油冷却器有较好的综合换热性能，在达到相同换热量时所需泵功最少。
设计计算
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  基于响应面法的双楔角环垫螺栓法兰接头多目标优化研究

  卢军, 陈明, 彭泽军, 陆晓峰, 程可, 朱晓磊

  压力容器. 2018, 35(8): 24-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.004

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  双楔角环垫螺栓法兰接头作为一种新型自紧式密封结构，不仅密封性能稳定可靠，而且法兰结构紧凑、重量更小，可以节省大量材料。将有限元法和最优化方法结合起来，可以很好地实现双楔角环垫螺栓法兰接头的多目标优化设计。采用正交试验设计和响应面法来确定法兰结构参数的几何尺寸组合，利用大型有限元分析软件Abaqus对法兰不同结构参数进行建模计算，并拟合响应面模型，然后通过MATLAB优化设计方法，得到法兰最优尺寸参数。计算结果表明，优化后的双楔角环垫主面最大接触压力增加26.5%，双楔角环垫从面最大接触压力增加11.2%，法兰重量减轻31%。
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  侧向力作用下变截面塔式容器顶部挠度计算

  俞群

  压力容器. 2018, 35(8): 33-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.005

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  针对石化装置中一些高径比H/D很大的塔式容器在其顶部挠度超标而设置土建框架限位时无简便计算的问题，利用刚度叠加法，在特定的假设条件下，推导出任意的变截面（包括不等直径、不等壁厚及其任意组合）塔式容器在受侧向力作用下的塔顶挠度的计算公式。运用载荷叠加原理，求得实际的截面轴向应力和塔顶挠度为"内压及以风载荷、地震载荷、偏心载荷等标准规定的各种载荷"与"在设置土建框架限位时仅仅受侧向设定高度的限位装置给定集中力"两步载荷叠加的结果。同时，还指出了需要组合调整土建框架限位装置的高度及其对塔式容器的集中反力的大小，以达到技术经济综合成本最优化的要求。
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  板式空气预热器数值模拟研究

  李占英, 吴私, 王森, 李春兰, 杨紫娟, 张林辉

  压力容器. 2018, 35(8): 39-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.006

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  建立了板式结构的空气预热器换热板片及其流道模型，利用计算流体力学软件对流道内流体的流动和传热进行了数值模拟，对比不同定距柱尺寸对设备性能的影响，分析了流道内的速度场、温度场和压力场，并与试验结果进行了比较，得到模拟分析结果与试验偏差在15%以内，说明该数值模拟研究方法可以作为设计优化的可靠手段。
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  核电厂管道系统安全性的等几何分析

  沈乐, 夏阳, 钮钐铦, 木云飞

  压力容器. 2018, 35(8): 47-51,69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.007

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  管道系统的安全性是核电站中的重要问题。利用自主开发的等几何分析程序计算管道模型在不同工况下的内力、位移和固有频率，并与商用软件进行了对比证明其有效性。等几何分析利用样条基函数精确地描述管道几何，管道几何可以从CAD中直接导出，不需要传统有限元中的网格划分操作。等几何分析具有几何精确特性和高阶连续性，可方便计算高阶导数值，计算效率高，与传统有限元方法相比具有独特的优点，可有效应用于核电厂管道系统的安全性评估。
安全分析
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  爆破片失效影响因素分析及失效案例

  闫兴清, 喻健良, 李岳, 温殿江, 伊军, 韩冰, 胡军

  压力容器. 2018, 35(8): 52-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.008

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  频繁发生的爆破片失效事故，为具有超压风险的容器及设备的安全运行带来了隐患。分析了可能引起爆破片失效的8个因素，分别为设计爆破压力或操作压力不当、设计爆破温度或操作温度不当、内部介质腐蚀、外部环境腐蚀、夹持力不足或不均匀、爆破片磕碰或损伤、爆破片进出口法兰配合不当、爆破片泄压侧防护不当等因素，详细探讨了各因素对爆破片爆破性能的影响规律，并给出了事故案例，可为防止爆破片发生类似失效事故提供参考。
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  铝合金换热器集流管隔板钎焊表面污染分析

  倪雪辉, 罗辉庭, 叶剑辉

  压力容器. 2018, 35(8): 58-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.009

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  铝合金集流管隔板钎焊后表面出现异常发暗、发黑的现象，严重影响微通道换热器的质量和可靠性。采用扫描电子显微镜、能谱分析、金相分析等手段，经综合分析，得出隔板表面异常发黑的主要原因为：油污在隔板表面吸附引起的焊接不良，并且在焊接升温过程中油污裂解、不完全氧化使焊后表面出现凹凸不平和夹杂，最终引起局部发黑。并从工艺角度提出了相应的建议及改善方案。
检验与修复
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  储气井内检测超声相控阵技术工艺试验研究

  钟海见, 郭伟灿, 缪存坚

  压力容器. 2018, 35(8): 63-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.010

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  高压地下储气井内外表面由于腐蚀造成的壁厚减薄是其主要失效模式之一，因此壁厚测定是定期检验的主要项目。针对储气井的形状特点，提出圆柱形凸面相控阵腐蚀内检测技术，并研制了512大阵元数圆柱形凸面相控阵探头。针对Ø177 mm×10.36 mm的储气井检测，研究阵元主动孔径、焦距、增益、门阀域值等相控阵工艺参数对检测的影响，并对带有人工缺陷的储气井试样进行超声相控阵内检测工艺参数优化试验和研究，然后根据优化后的工艺参数对储气井试验平台的试样进行检测试验，结果表明，提出的圆柱形凸面相控阵腐蚀内检测技术对储气井试样的腐蚀缺陷具有较高的检测灵敏度和效率，且能够检测Ø2 mm以上的点腐蚀和1 mm宽的线腐蚀。
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  核电站压力容器水压试验过程的声发射检测

  周帆, 王羽罛, 林百涛, 尹鹏, 余其涛

  压力容器. 2018, 35(8): 70-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2018.08.011

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  核反应堆压力容器、稳压器是核电站主设备，是一回路压力边界和第二道核安全屏障。在定期水压试验时，由于这些部位空间狭小、环境辐照计量高，用常规的目视检测方法无法对上述部位焊缝进行检查，给核电站的安全运行带来了很大的隐患。采用声发射检测技术对核电站主设备进行动态、实时、在线监测，是保证主设备完整性、预防主设备焊缝失效的有效手段。介绍了核电站声发射检测系统的主要组成、功能及相应的检测技术，并通过现场检查验证该系统及技术的有效性，在确定承压设备安全使用的条件中起到了关键性作用。