2020年, 第37卷, 第2期　
刊出日期：2020-02-20

  

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试验研究
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  基于步冷试验的2.25Cr-1Mo-0.25V钢母材及焊缝回火脆化研究

  马韩韩, 伏玮, 沈志鹏, 孔令瑞, 於孝春, 贺小华, 周昌玉

  压力容器. 2020, 37(2): 1-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.001

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  对原始态、步冷态、脱脆态和脱脆步冷态2.25Cr-1Mo-0.25V钢母材及焊缝冲击试验结果进行分析，得到了母材和焊缝在不同状态下的韧脆转变温度vTr54.2和FATT以及脆化度ΔvTr54.2和ΔFATT。试验结果表明，步冷试验之后，母材发生较低程度脆化或脱脆现象，但是脆化度或脱脆度较低，表明母材具有良好的抗回火脆化性能；经脱脆试验后，母材和焊缝都发生较高程度的脱脆，表明材料的脆化主要是由于回火脆化引起的，脱脆试验使得材料的韧脆转变温度降低；脱脆步冷试验后，焊缝发生较高程度的脆化，焊缝对脱脆步冷试验的敏感性较高，脱脆步冷试验有效促进了焊缝的脆化。在相同脆化条件下，母材的脆化敏感性低于焊缝，焊缝更易发生脆化。
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  摩擦阻尼器对塔器风致振动的减振试验研究

  谭蔚, 陈晓宇, 樊显涛, 王中辰

  压力容器. 2020, 37(2): 11-16,23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.002

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  横风向振动是引起高耸塔器破坏的原因之一。随着塔器高径比不断增加，高耸塔器防振技术成为近年来重要的研究方向，对塔器的安全运行具有重要意义。设计了一种摩擦阻尼器，以某化工塔为原型建立了小试试验模型。通过小试试验开展了摩擦阻尼器在风致振动下的塔器减振效果研究，并与限位支撑进行了对比分析。结果表明，平行于塔器振动方向的摩擦阻尼器对塔器减振起主要作用，为保证在任意方向的风载荷作用下均可达到减振的目的，应在摩擦阻尼器安装高度处的水平面互相垂直的两个方向上分别布置1~2组摩擦阻尼器。阻尼器与塔器连接处的间隙会减弱摩擦阻尼器的减振效果，因此，在实际工程中应尽量减小该处的间隙。摩擦阻尼器对塔器的减振效果明显优于在同一位置处设置限位支撑。在本文试验范围内，摩擦阻尼器最大可使塔器塔顶振幅降低23.44%。本文研究结果可为摩擦阻尼器在塔器减振工程中的应用提供参考。
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  双层金属波纹管抗冲击性能研究

  王洪斌, 刘永刚, 吴舟, 李冬颖

  压力容器. 2020, 37(2): 17-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.003

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  利用有限元软件ANSYS，采用瞬态动力学分析法对双层金属波纹管进行抗冲击性能分析，选取双重正弦波历程在时域上分别在波纹管的轴向和横向施加冲击载荷。通过有限元仿真分析，得到了双层金属波纹管冲击加速度响应曲线和位移响应曲线。并在自制的落锤式冲击试验台上，用规定脉冲波形法对该波纹管进行冲击试验，得到了波纹管轴向和横向的冲击响应曲线。冲击试验结果和有限元分析结果基本一致，最大误差为5.5%，通过试验的方法验证了有限元模型的准确性和数值分析方法的可靠性。该抗冲击分析方法和试验方法为双层金属波纹管的抗冲击设计提供了一定的参考。
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  基于声发射理论的安全阀气体内漏信号特征研究

  马浩东, 何睿, 陈殿京

  压力容器. 2020, 37(2): 24-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.004

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  基于声发射理论，研究安全阀气体内漏情况下的信号特征。设计搭建了安全阀内漏模拟试验台和安全阀内漏声发射信号检测系统，通过理论分析和试验研究的方法，模拟了安全阀密封面划伤、密封面出现单个漏孔、密封面出现多个漏孔等内漏情况，研究了这些情况下声发射信号的频谱特征，泄漏率对于声发射信号特征参数平均信号电平（ASL）的影响，以及泄漏率与平均信号电平之间的量化关系，为实现安全阀内漏在线监测奠定基础。
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  不同类型接管安全端焊接接头常温断裂韧性对比研究

  杨乘东, 柳猛, 张茂龙, 茹祥坤, 唐伟宝

  压力容器. 2020, 37(2): 30-36,50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.005

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  对带镍基合金隔离层和无隔离层两种不同类型接管安全端焊接接头的常温断裂韧性进行对比研究，研究结果表明：接头焊缝区的J-R阻力曲线和断裂韧性高于SA508区域，低于316L区域。界面裂纹的J-R阻力曲线和断裂韧性最低，界面区域的延性裂纹起裂和扩展阻力最小。带隔离层接头中熔合区、热影响区和焊缝中心区的J-R阻力曲线和断裂韧性J_1c略高于无隔离层接头的对应区域。无隔离层接管安全端接头的J-R阻力曲线和断裂韧性可以达到带隔离层接头的水平。
设计计算
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  基于材料力学性能的最低设计金属温度曲线分析

  周忠强, 惠虎, 张亚林

  压力容器. 2020, 37(2): 37-40,70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.006

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  铁素体钢在低温条件下存在明显的韧脆转变现象。为防止脆断事故的发生，需要确定铁素体钢制压力容器的最低使用温度。针对ASME中的A~D四条冲击豁免曲线，对应地选取了4种材料，基于材料实际的屈服强度和参考温度，按照ASME中豁免曲线的计算方法，计算得到4种材料的最低设计金属温度曲线，并与对应的A~D曲线对比，定量地分析ASME中豁免曲线的保守性。结果表明，ASME中的豁免曲线相对于材料自身的最低设计金属温度曲线保守性较大；韧性相近的材料被划分到不同的豁免曲线，使得韧性富裕量差异较大，对于某些材料，其断裂韧性被低估。
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  开孔折流板对列管式换热器传热性能的影响研究

  范继珩, 林力, 骆枫, 梁毅, 赵艳华

  压力容器. 2020, 37(2): 41-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.007

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  针对由传统弓形折流板结构带来的壳程流动死区，从而引起的流动阻力大、传热效率低等问题，本文对折流板进行开孔，通过数值模拟的方法研究开孔折流板结构对列管式翅片换热器壳侧流体流动、传热及阻力性能的影响。研究发现，折流板开孔后，壳程流动死区明显减小，壳程传热系数及压降同比开孔前降低了；综合换热性能同比开孔前提升了。壳程压降随开孔率及板间距的增大而减小，壳程努塞尔数Nu随板间距的增大逐渐增大。从综合换热性能及场协同的角度分析发现，开孔率x=0.229、折流板间距H=85 mm的列管式换热器综合传热性能最佳。
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  海洋环境下浮动堆设备闸门密封性能分析

  周新蓉, 吴晨晖, 李海东

  压力容器. 2020, 37(2): 51-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.008

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  浮动堆长期处于海洋环境中，其安全壳设备闸门处于海洋环境下浮动堆的随机运动状态中，同时外部的冲击事故也会对其结构造成严重破坏，由设备闸门与安全壳一起形成第三层屏蔽，包容放射性物质，是安全壳压力边界的重要组成部分，也是安全壳压力边界较薄弱的环节，因此设备闸门密封性能对于浮动堆的核安全至关重要。结合水动力学和瞬态动力学，分析事故工况下设备闸门密封面上下法兰的变形，提取最大变形处相对位移值，构建二维密封面模型模拟事故工况下密封面变形情况，并基于二参数的Mooney-Rivlin本构模型描述密封圈材料的应变能函数，分析密封圈总体变形、应力分布、接触应力分布，结合试验数据判定海洋环境下浮动堆设备闸门事故工况下密封性能分析。
技术综述
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  氢气管道与天然气管道的对比分析

  刘自亮, 熊思江, 郑津洋, 张银广, 花争立, 顾超华

  压力容器. 2020, 37(2): 56-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.009

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  利用氢气管道是长距离氢能输运最为高效的方式之一，但相较于成熟的天然气管网体系，氢气管道建设量相对较少，近年来将天然气管道改造成氢气管道的方式受到研究人员的广泛关注。从建设现状、规范标准、材料选择、设计制造、事故后果和安全间距等方面，对氢气管道和天然气管道进行了系统的对比分析，为氢气管道的建设和天然气管道改造技术的应用提供一定的参考。
安全分析
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  汽轮机膨胀节塑性变形损伤后结构力学性能分析

  王俊, 原帅, 徐应军, 贾凯利, 黄祥君, 刘思伟, 陈明亚, 余伟炜, 唐敏锦, 贾文清

  压力容器. 2020, 37(2): 64-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.010

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  汽轮机金属膨胀节在制造、安装和运行阶段常发生塑性变形，影响其服役工况下达到设计膨胀补偿量和安全运行性能的要求。目前，核电厂关键设备主要设计参考规范（RCC-M、ASME规范第Ⅲ和ⅩⅢ卷等）正逐步发展为基于弹塑性理论的分析方法。针对某核电厂汽轮机膨胀节发生的塑性变形损伤，基于ASME规范和有限元软件ANSYS进行了膨胀节塑性变形损伤后结构力学性能分析，包含基于材料真实应力-应变数据的不同工况组合下塑性损伤分析及结构塑性损伤后疲劳寿命的校核。
制造与安装
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  铝合金贮箱法兰件自动化焊接工艺研究

  宋宗贤, 宋建岭, 吴志生, 王军, 肖宏

  压力容器. 2020, 37(2): 71-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.02.011

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  对2219铝合金开展对接法兰的自动化焊接研究，在优化装配过盈量及焊接工艺的基础上，通过拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜对接头力学性能及微观组织进行分析研究。结果表明，对于典型厚度5 mm和8 mm的法兰件，通过单面两层自动焊接工艺优化后，其抗拉强度及塑性指标远大于贮箱制造要求，且低温下优于常温，可以满足产品需要。