2019年, 第36卷, 第4期　
刊出日期：2019-04-20

  

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试验研究
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  N含量对移动容器用正火钢组织及性能的影响

  侯洪, 刘春明, 张汉谦

  压力容器. 2019, 36(4): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.001

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  为适应移动容器行业减重需求，采用V-N微合金技术，通过细化晶粒和析出强化机制，研发出60 kg级高强度移动容器用正火钢，揭示出不同N含量对正火态钢板组织、性能及其热加工温度适应性影响的规律。V含量在0.14%~0.20%范围时，随着N含量由0.094‰提高至0.129‰，平均晶粒直径由3.31 μm细化至2.89 μm，屈服强度上升了24 MPa，达到512 MPa，抗拉强度为668 MPa，下降了27 MPa，-40℃低温冲击吸收能量略有提高；当N含量提高至0.198‰时，平均晶粒直径细化至1.96 μm，屈服强度进一步上升至525 MPa，抗拉强度变化不大，为665 MPa，-40℃低温冲击吸收能量显著提升，平均值达到146 J，较N含量0.094‰时提高了83 J。研究表明，N含量为0.198‰的钢板对热成型温度的适应性显著改善，热成型温度从870℃提高至950℃时，钢板晶粒粗化程度小，晶粒度仍维持在10级以上水平。
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  寒地日照及昼夜动态大温差下保温管道外护层破坏的热力耦合仿真与分析

  邢海燕, 王朝东, 郭钢, 丁云龙, 迟铁刚, 陈玉环

  压力容器. 2019, 36(4): 8-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.002

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  针对漠大线极寒地带输油保温管道堆放过程中外护层开裂问题，通过低温性能参数试验及多层结构热力耦合仿真计算，研究极寒地带保温管道在日照不均及昼夜动态大温差往复作用下的破坏机理。基于HDPE在不同低温下的性能参数，完成对管道多层结构的材料参数、边界条件、动态温度载荷的相关设置，得到极寒地带保温管道堆放过程中日照不均及昼夜动态大温差的往复作用下，外护层应力应变分布规律以及整体综合作用效果。仿真结果表明，因多层结构中各层材料的线膨胀系数差异，在极寒地带日照不均及昼夜动态大温差的交变累积作用下，各层之间产生了复杂的相互约束关系。对应力而言，第54天极值34.45 MPa为第9天1.74 MPa的19.80倍；对应变而言，相应两极值相差3.76倍，而且第54天聚乙烯外护层仿真应力值已严重超过低温应力强度指标。进一步结合现场工程实际与材料损伤理论，分析外护层开裂原因，验证了仿真结果的正确性，为极寒地带保温管道改性提供一种新的指导思路。
设计计算
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  基于应力参量的高温结构蠕变设计准则对比及案例分析

  龚程, 宫建国, 高付海, 轩福贞

  压力容器. 2019, 36(4): 15-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.003

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  高温环境下服役设备常伴随着明显的蠕变现象，如何防止蠕变失效是保证高温装备结构完整性的重要课题。分别介绍了ASME-NH，RCC-MRx和R5中基于应力的高温蠕变失效设计方法，并从设计流程、限制参考应力和设计曲线三个方面进行了对比分析。同时通过以上设计准则，以某高温罐式设备上的接管结构为对象，进行基于应力的蠕变设计分析，对比了各设计准则所得到的蠕变评价结果。
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  ZigZag微通道内S-CO₂流动传热性能分析

  邓静, 陈永东, 于改革, 吴晓红, 宋嘉梁

  压力容器. 2019, 36(4): 22-29,14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.004

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  以超临界二氧化碳（S-CO₂）为工质，对其在ZigZag半圆形横截面微通道内湍流状态下流动传热性能进行数值计算，分析了ZigZag角度θ、单位周期流道轴向长度P对传热与流动阻力的影响。结果表明，流体在ZigZag微通道内流动，在流道拐弯处有旋涡产生，导致流通面积减少，流体主流速度急剧增大并冲刷换热壁面，使边界层减薄或破坏，并且该位置附近湍动能急剧增大，增强了流体的扰动与混合，促进了能量传递，强化了换热；随着ZigZag角度θ增大，微通道内传热性能提高而流动阻力急剧增大；随着单位周期流道轴向长度P增大，传热性能与流动阻力均下降；在文中所述计算条件下，θ=15°，P=15 mm时ZigZag微通道内S-CO₂耦合传热综合传热性能最优。
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  考虑热膨胀差影响的双锥密封性能研究与应用

  匡良明, 吴影杰, 罗国良

  压力容器. 2019, 36(4): 30-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.005

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  针对高温高压容器双锥密封的失效问题，运用变形协调原理和内力平衡方程，将预紧与操作两个工况之间的热膨胀差引入双锥密封机理，提出了"热当量间隙ΔU"的概念，并关注其对操作密封比压q、拐点压力p_c、最小操作密封比压q_c的影响。同时，考虑热当量间隙后，推导了在操作工况下的螺栓载荷W_o计算通用公式，并以此分析和解决了实际高温高压容器双锥密封的泄漏问题。
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  关于大容积钢质无缝气瓶轻量化设计的探讨

  王洪海, 李邦宪, 陈俊德, 陈冬, 桑伟

  压力容器. 2019, 36(4): 40-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.006

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  通过对比大容积无缝气瓶的国家标准GB/T 33145、美国的DOT规范（3AAX和特殊许可SP8009）、国际标准ISO 11120，结合介绍美国对大容积气瓶的使用管理制度，讨论了国内大容积气瓶在安全性和经济性统一方面存在的不足之处，指出国内大容积气瓶实施轻量化设计的必要性，从新材料开发、采用炼钢新工艺和新技术、采用先进的大容积气瓶用无缝钢管的制造方法等方面，探讨了大容积气瓶轻量化设计的可行思路。
标准规范
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  GB/T 34019-2017《超高压容器》标准分析

  陈志伟, 李涛, 杨国义, 郑津洋

  压力容器. 2019, 36(4): 46-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.007

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  GB/T 34019-2017《超高压容器》的颁布填补了我国承压设备标准体系中一直缺乏针对超高压容器标准的空白。该标准适用于设计压力大于或等于100 MPa的压力容器。就该标准制定的必要性、适用范围、设计理念、设计准则、材料要求和无损检测等进行了说明和分析，并指出了今后研究的重点。
安全分析
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  高压预冷器管板变形原因分析

  雒定明, 张玉明, 焦建国, 张迅, 高程

  压力容器. 2019, 36(4): 52-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.008

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  针对水压试验后管板产生明显变形的高压预冷器，将换热管简化为非线性弹簧单元，通过基于大变形的几何非线性分析方法进行数值模拟，计算出换热管在含接触约束下的非线性失稳载荷，计算结果与水压实测变形数据吻合良好，从而得出换热管在管程试压阶段出现失稳是管板变形的主要原因的结论；并对管板已变形的高压预冷器，在设计工况下进行安全性评估，满足规范要求。研究成果对于优化高压薄管板预冷器设计，具有较好的指导和借鉴作用。
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  拉伸位移下平面失稳波纹管的疲劳寿命研究s

  杨玉强, 杜辉, 张垒, 高翔, 李杰, 李德雨

  压力容器. 2019, 36(4): 63-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.009

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  对平面失稳波纹管在内压及拉伸位移共同作用下进行疲劳寿命试验研究，结果表明，波纹管发生平面失稳后，膨胀节仍可继续使用，但寿命会有降低，其寿命与波纹管的失稳程度有一定的关系，波纹管失稳越严重，产品的寿命降低越多，研究结果可为膨胀节的设计及应用提供一定的参考。
制造与安装
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  气化炉内部水冷壁排渣口设计和试制

  姚博贵, 牛步娟, 高宁, 韩永芳, 张凯, 马玉玫, 张建晓, 李义民, 罗永智

  压力容器. 2019, 36(4): 69-73,68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.010

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  根据气化炉内部水冷壁排渣口部件的运行工况，对其进行结构优化。将异形弯头改变为平面弯头，避免水管间的干涉；半圆拱形盘管的应用，使得盘管隔热效果和排渣流畅性增加；小半径急弯头在盖板上的覆盖布置，达到排渣口整体降温的效果。制造过程中通过工艺研发和设备升级，解决制造过程中的各个难点，最终使该排渣口达到设计预期。
经验交流
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  核电厂蒸汽发生器运行维护的措施

  高明华, 韩玉刚, 雷水雄, 姚家艳

  压力容器. 2019, 36(4): 74-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2019.04.011

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  蒸汽发生器是核电站的重要设备之一，通过对蒸汽发生器运行性能、结构特性降解表现形式以及影响因素的分析，结合国内外核电领域的研究成果和运行经验，描述了在役蒸汽发生器在功率运行期间水化学管理，换料大修停用期间二次侧泥渣冲洗、内部构件检查、保养等方面需采取的维护措施；进行蒸汽发生器结构完整性评估，以降低蒸汽发生器传热管破损风险，保障蒸汽发生器结构的完整性。