2019年, 第36卷, 第2期　
刊出日期：2019-02-20

  

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试验研究
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  贮氢压力系统氢介质检漏方法研究

  王小娟, 丰杰, 王莹

  压力容器. 2019, 36(2): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.001

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  对贮氢压力系统，基于氦质谱仪的氢检测模式，提出了采用系统自带氢气作为示踪气体的氢质谱检漏方法。为验证该方法的有效性，开展了低漏率通道型漏孔研制，通过金属毛细管挤压、固定的方式制作了常压下氦漏率在10^-6~10^-8 Pa·m³/s量级范围的通道型漏孔，采用氦质谱检漏技术监测了部分漏孔漏率随时间变化情况，监测结果表明，该方法可以制备漏率稳定的漏孔。基于研制漏孔，利用质谱仪的氢、氦检测模式获得了对应氢、氦示踪介质的漏率。通过对氢、氦漏率值的对比分析发现：当漏孔氦漏率在10^-7 Pa·m³/s量级及以上时，氢模式下的氢漏率稳定，约为氦检漏模式下氦漏率的2~5倍；但随着漏孔漏率进一步减小，采用现有质谱仪的氢检测模式将无法获得有效漏率值。
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  一种新型CrNiMoV高强钢低温韧性研究

  武春学, 张永峰, 任方杰

  压力容器. 2019, 36(2): 6-9,15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.002

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  CrNiMoV钢是一种新型、高强度的特种压力容器材料。通过试验测试其强度、延塑性、冲击韧性、断裂韧度等随温度的变化情况，表明该材料韧脆转变温度较低，具有良好的抗低温脆性破坏性能，能够满足使用环境对其最低使用温度的要求。
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  接管内壁堆焊界面剥离问题研究

  张文杨, 杨巨文, 顾佳磊

  压力容器. 2019, 36(2): 10-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.003

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  异种合金焊接的界面剥离问题是核电设备制造过程中亟待解决的问题，以安全端内壁堆焊时发生的界面剥离问题为研究对象，系统分析了18MND5母材与309L堆焊层熔合线附近组织及结构应力分布。结果表明，焊道排布不合理以及母材稀释率较大，导致熔合线附近形成较高的残余应力以及较宽的马氏体组织，进而诱发18MND5/309L界面处发生剥离。结合实际的堆焊工艺，提出采用调整挡渣环结构、优化焊道排布以及改用钨极氩弧焊堆焊第一层309L不锈钢的工艺，有效避免了界面剥离问题的发生。
设计计算
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  CPR1000反应堆压力容器主螺栓孔螺纹力学分析研究

  乐观, 熊光明, 张庆红

  压力容器. 2019, 36(2): 16-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.004

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  压水型反应堆压力容器采用大口径两体可拆结构，即大直径上封头组件与筒体组件经密布的大型主螺栓联接为密闭容器，依靠主螺栓载荷保证足够的密封储备。法兰螺纹受力关乎反应堆压力容器结构完整性，有必要开展相应的分析研究。应用ANSYS有限元分析软件，对CPR1000反应堆压力容器主螺栓孔螺纹进行受力分析，综合考虑螺纹升角、法兰实际结构形式等多种因素，对比分析了螺纹应力集中系数、剪切应力等结果，梳理出各种因素影响的规律性。通过研究，总结得到了反应堆压力容器主螺栓孔螺纹力学分析方法，为螺纹结构优化设计、相应工程问题处理等提供了有限元数值计算依据。
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  超临界CO₂水平螺旋管内对流换热的数值模拟

  崔海亭, 刘思文, 王少政

  压力容器. 2019, 36(2): 22-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.005

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  为探究水平螺旋管结构参数对超临界CO₂管内对流换热性能的影响，采用基于Fluent的数值模拟方法，研究了超临界CO₂在水平螺旋管内的对流换热特性以及重力对其影响，并针对水平螺旋管研究了节距及管径对换热系数的影响。模拟结果表明，水平螺旋管相对于水平直管具有更佳的换热性能，离心力和浮升力是造成换热系数增大的原因；重力对螺旋管中的对流换热影响不大，对直管中流体准临界点附近影响较为明显；随着管径的增加，浮升力和离心力引起的二次流减弱，换热系数逐渐减小；当节距较小时，节距的变化并不会对换热效果产生影响，当节距增大到一定程度时，随着节距的增加，离心力引起的湍流度降低，导致管内换热系数减小。
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  高温高压管系焊接斜三通的结构设计与分析

  梁银林, 刘庆, 朱熹, 谢明江, 唐礼

  压力容器. 2019, 36(2): 30-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.006

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  焊接斜三通的应力增大系数SIF是高温高压管系应力分析和安全评定的关键参数。为优化焊接斜三通应力增大系数的选取方法，从焊接斜三通几何结构、应力增大系数无量纲参数和不同分析计算方法等方面，对焊接斜三通的应力增大系数的计算选取进行对比分析，总结出各因素对应力增大系数的影响规律，并结合焊接式三通补强分析计算方法，以提高焊接斜三通应力增大系数计算选取的可靠性和有效性，从而为焊接斜三通结构设计和管系应力分析提供参考。
技术综述
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  高温构件蠕变损伤与裂纹扩展预测研究新进展

  温建锋, 轩福贞, 涂善东s

  压力容器. 2019, 36(2): 38-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.007

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  精准的寿命预测是高温构件设计制造与运行维护的关键，但多轴应力和裂纹等缺陷的存在使得寿命预测的难度大大增加。综述了笔者近年来在高温蠕变损伤模型和蠕变裂纹扩展仿真方面的研究工作，主要包括：讨论了应力水平和应力状态对蠕变断裂应变的影响规律；基于幂律蠕变控制孔洞长大理论，提出了新的多轴蠕变延性模型；采用基于应变的损伤力学模型，预测了多种含缺陷结构中蠕变裂纹的扩展行为，并分析了蠕变条件下多个表面裂纹干涉、扩展及合并的全过程；发展了基于晶界孔洞化损伤机制的裂纹扩展分析方法，实现了蠕变疲劳裂纹扩展仿真和蠕变疲劳氧化裂纹扩展仿真。这些工作为建立考虑多轴应力影响的含缺陷高温构件寿命预测方法提供了有力支持。
安全分析
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  基于欠膨胀喷射火模型的含氢天然气管道失效后果分析

  花争立, 朱盛依, 张一苇, 蒙波

  压力容器. 2019, 36(2): 51-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.008

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  含氢天然气管道输送是氢能利用的重要途径之一。针对含氢天然气高压输送管道失效可能引起的欠膨胀喷射火，采用计算流体力学软件Fluent，建立对应的含氢天然气欠膨胀喷射火的模拟模型，模拟模型利用Birch模型描述喷口处的工况，将模拟研究结果与已有试验值进行了对比，验证了该模型的准确性，并分析了模型的网格敏感性。基于该模型研究了氢气含量、管道压力和喷口尺寸对火焰轴线温度分布及火焰长度的影响规律，并揭示了相应的影响机制。
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  Q460C钢板拉伸试样断口分层原因分析

  王爽, 颜秉宇, 王勇, 胡海洋, 孙殿东, 吴铎

  压力容器. 2019, 36(2): 60-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.009

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  针对Q460C钢板在拉伸试验中出现断口分层的现象，对拉伸试样断口的形貌、非金属夹杂物及显微组织进行了分析。结果表明，板厚心部区域存在硫化物和氮化钛夹杂，同时存在马氏体+贝氏体+铁素体的组织偏析，是导致断口分层的主要原因。通过调整钢中成品S含量、降低钢水过热度和改变电磁搅拌参数等，将铸坯的偏析等级从B1.5级降至B0.5级，对应的钢板拉伸试样层状断口消失。
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  氨制冷压力容器封头直边开裂原因分析

  熊从贵, 胡家扬, 林通

  压力容器. 2019, 36(2): 65-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.010

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  介绍了氨制冷压力容器使用过程中出现的封头直边开裂缺陷。通过对封头材料复验、表面硬度测试、应力腐蚀环境分析，指出了产生开裂失效的原因，并提出预防措施。
检验与修复
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  高纯气体中容积钢质无缝气瓶定期检验

  骆辉, 赵保, 柴森, 卢浩, 陈鹏

  压力容器. 2019, 36(2): 72-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.02.011

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  介绍了高纯气体中容积无缝气瓶的结构和使用特点，探讨了此类气瓶主要失效模式以及目前采用的检验技术，并比较各种检验技术的有效性。分析表明，目前国内对普通工业气体气瓶的检验方法不适应于高纯气体气瓶的定期检验。同时分析了DOT标准、ISO标准采用的检验方法，提出以UT，AE等为基础的检验方法。实践证明，使用该方法可检测出大量传统检验方法无法发现的缺陷，通过对这些检验案例进行总结分析，对保障该类型气瓶安全运行给出了建议。