2020年, 第37卷, 第7期　
刊出日期：2020-11-09

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试验研究
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  GH3535合金的蠕变裂纹扩展性能研究

  樊光程, 王晚霞, 谈建平, 侍克献, 周伯谋, 陆燕玲

  压力容器. 2020, 37(7): 1-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.001

  摘要 ( 241 ) PDF全文 ( 96 )   可视化   收藏

  在650℃下，对GH3535合金的蠕变裂纹扩展行为进行研究，得到了蠕变裂纹起裂时间t_i、蠕变裂纹扩展速率da/dt和有效应力强度因子K_n、断裂参量C^*的关系曲线，以及蠕变断裂韧性K_mat^c和蠕变裂纹起裂时间t_i的关系，并与NSW裂纹扩展模型、Ainsworth蠕变断裂韧性预测结果进行比较，分析GH3535合金的容限能力。结果表明，蠕变裂纹扩展速率适合采用断裂参量C^*进行关联，NSW模型平面应力预测结果与试验相近，平面应力预测结果偏于保守。采用K_n更适合关联蠕变裂纹起裂时间t_i，在双对数坐标下K_n与t_i呈线性关系。蠕变断裂韧性K_mat^c随时间t_i增加而降低，Ainsworth估算方法略高于测试结果。从有效应力强度因子和蠕变强度的Ashby图中可以看出，GH3535合金具有较好的容限能力。
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  反应堆压力容器用SA-508 Gr.3 Cl.1钢钨极惰性气体保护焊工艺研究

  张俊宝, 姚俊俊, 林绍萱

  压力容器. 2020, 37(7): 9-13,18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.002

  摘要 ( 207 ) PDF全文 ( 107 )   可视化   收藏

  反应堆压力容器用材料主要是Mn-Mo-Ni钢，其压力边界焊缝使用的焊接方法仅为焊条电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）。为了提高焊接质量、减少清根的工作量，进行了反应堆压力容器Mn-Mo-Ni （SA-508 Gr.3 Cl.1）配套钨极惰性气体保护焊（GTAW）工艺的研究，并完成了焊接工艺评定试验。研究结果表明，钨极惰性气体保护焊可用于反应堆压力容器产品焊接。
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  特超级双相不锈钢UNS S32707换热管胀接试验研究

  张伟, 陈崇刚, 张建晓, 朵元才, 马世龙, 赵海荣, 姜杰

  压力容器. 2020, 37(7): 14-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.003

  摘要 ( 357 ) PDF全文 ( 121 )   可视化   收藏

  采用机械胀及液压胀两种胀接方式对UNS S32707特超级双相不锈钢材质的换热管进行胀接试验，并研究胀紧率、操作性、经济性以及对换热管内壁的影响，综合考虑认为液压胀是胀接该材质换热管的适宜的方法，通过试验得出，液压胀时选择的胀接压力为350~450 MPa。
设计计算
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  含周向内表面裂纹核电管道CEGB-R6选择2失效评定曲线研究

  刘长军, 刘俊杰, 张静, 谈建平, 王东辉

  压力容器. 2020, 37(7): 19-25,51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.004

  摘要 ( 230 ) PDF全文 ( 53 )   可视化   收藏

  针对CEGB-R6选择2失效评定曲线存在精度欠缺问题，从J积分估算方法入手，分析了含周向内表面裂纹管道的H_1（n）/H_1（n=1）与硬化指数n、裂纹尺寸的分布规律。基于先前提出的改进的EPRI-J积分估算方法，推导获得了改进的选择2失效评定曲线。采用实际核电一回路管道材料力学性能数据，将R6选择2失效评定曲线、改进的选择2失效评定曲线与不同裂纹尺寸对应的有限元失效评定曲线进行比较，结果表明改进的选择2曲线精度优于R6选择2曲线，解决了R6选择2曲线在特定情况下评价精度不足问题。
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  考虑端部约束的厚壁容器轴向位移理论解研究

  吴响响, 王泽武, 赵健

  压力容器. 2020, 37(7): 26-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.005

  摘要 ( 193 ) PDF全文 ( 162 )   可视化   收藏

  对承压设备变形量的精确计算有利于确保化工装置支座设计、管线安装等工艺的可靠性。然而尚未发现考虑端部封头约束的圆筒形容器在介质压力、温度等载荷作用下的轴向变形理论解，为此，基于旋转轴对称结构的平衡方程、物理方程、变形协调方程和边缘效应，推导了含球形封头的厚壁圆筒形容器在介质压力载荷作用下的轴向位移理论解，并与数值计算结果进行了对比分析，验证理论解的可靠性，表明该理论计算表达式可用于指导工程实际。
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  矩形盘旋式螺旋管中超临界CO₂流动传热特性研究

  王少政, 崔海亭, 黄夏洁

  压力容器. 2020, 37(7): 34-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.006

  摘要 ( 183 ) PDF全文 ( 184 )   可视化   收藏

  对超临界CO₂在矩形盘旋式螺旋管内冷却换热进行数值模拟。研究了螺旋管矩形盘旋的不同长宽比对管内流动特性、湍动能、换热系数的影响，分析矩形螺旋管内对应流体截面的云图情况，并对超临界CO₂在不同入口压力时流体传热系数和压降变化进行分析。研究结果表明，超临界流体温度冷却至准临界度前各组螺旋管换热系数基本一致，当流体温度下降至307 K之后，长宽比为3：1时换热系数相对其他长宽比较高，湍动更加剧烈，换热系数有一定提高，出口壁面温度相对要小;当流体温度高于其准临界温度时，压力降主要受流体压力的影响，压力越接近流体临界压力，对应的压力降越大，雷诺数Re增加，浮升力带来的二次流影响更强;而当流体温度低于其准临界温度时，压力降受主要受流体温度的影响，受流体入口压力的影响很小，流体温度越低，对应的压力降也越小，流体在矩形螺旋管中受离心力和浮升力共同作用，造成流体截面云图的速度梯度、温度梯度、比热容梯度有一定偏移。
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  大深度同振式矢量水听器耐压结构设计

  王文龙, 王超, 孙芹东, 张小川

  压力容器. 2020, 37(7): 44-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.007

  摘要 ( 105 ) PDF全文 ( 252 )   可视化   收藏

  针对当前矢量水听器工作深度小，无法在水下滑翔机、剖面浮标等大深度水下无人平台上应用的问题，设计了一种大深度同振式矢量水听器的耐压结构。通过分析同振式矢量水听器的拾振原理可知，在设计大深度矢量水听器时，要在满足耐压要求的前提下，使其平均密度与水相当，并使其体积尽量小。采用胶囊形铝合金薄壳方案设计耐压结构，并对该结构的强度失效和稳定性失效临界压力进行了理论计算和有限元仿真，计算和仿真结果显示该耐压结构能够承受20 MPa的压力。最后对矢量水听器样品进行了声学性能测试和耐压测试，该矢量水听器声学性能良好，耐压能力为20 MPa。海上试验表明，该同振式矢量水听器可以在"海燕-Ⅱ"水下滑翔机等大深度水下无人平台上应用。
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  阀用波纹管仿真设计建模方法及其试验验证

  张全厚, 宋林红, 张文良, 于翔麟, 韩新博

  压力容器. 2020, 37(7): 52-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.008

  摘要 ( 404 ) PDF全文 ( 164 )   可视化   收藏

  国内企业主要参考EJMA标准进行金属波纹管的设计。虽然按该标准设计的金属波纹管大多能够满足工程使用的要求，但由于标准编制时参考的工程数据是以波纹管在内压工作环境时为前提条件的，所以当设计阀用金属波纹管时则不能再使用该标准。近些年，随着计算机行业的快速发展，对不能使用EJMA标准设计的波纹管，国内不少学者采用有限元法进行仿真设计，同时得到很好的应用效果。但对于仿真建模的方法和依据还没有提及。为此提出一种阀用金属波纹管仿真建模的理论依据和具体实施方法。为了验证该方法的准确度，以热油阀门金属波纹管为算例进行了刚度和强度的仿真计算，刚度仿真计算误差为9.3%，强度仿真计算误差为14.6%。该仿真结果精度能够满足工程使用的要求。
检验与修复
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  基于主成分分析与SVM的碳纤维复合材料损伤声发射信号模式识别

  张璐莹, 李伟, 姜智通, 蒋鹏, 李彩瑞

  压力容器. 2020, 37(7): 59-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.009

  摘要 ( 353 ) PDF全文 ( 268 )   可视化   收藏

  针对碳纤维复合材料损伤过程中所产生的声发射信号的非平稳性等问题，提出一种模式识别方法，可用于纤维断裂、基体开裂及界面分层损伤声发射信号的有效提取。采用声发射技术进行了典型损伤类型声发射监测试验，利用经验模态分解方法（EMD）实现纤维断裂及基体开裂声发射信号的分解与重构;并提取分解后固有模态分量（IMF）的特征频率集，对特征频率集进行主成分分析法（PCA）数据维度优化。最终，采用支持向量机（SVM）对两类信号进行模式识别。结果表明，该方法能有效避免复合材料损伤声发射中的模态混叠现象，并去除冗余属性，进而提高不同损伤类型声发射信号的识别准确率。
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  火电用蒸汽冷却器封头的返修

  王林, 刘金秋, 李常山, 王芳修

  压力容器. 2020, 37(7): 69-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.010

  摘要 ( 134 ) PDF全文 ( 149 )   可视化   收藏

  某二次再热百万机组的蒸汽冷却器在出厂前，发现封头局部硬度偏低及金相组织异常。通过对设备的制造过程及现场调查，确认封头局部区域硬度偏低是多次高温回火焊后热处理和临时吊耳错用材质造成的，为此，对割除后的封头局部挖补后，采取正火+回火工艺以恢复其性能并重新对合拢缝进行焊接和焊后热处理的返修方案。
制造与安装
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  分段整体式主螺栓拉伸机在非能动核电项目的应用方案探讨

  陶新磊, 刘超, 陈睿

  压力容器. 2020, 37(7): 75-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.07.011

  摘要 ( 194 ) PDF全文 ( 111 )   可视化   收藏

  反应堆主螺栓拉伸机用于反应堆压力容器安装及换料大修期间完成压力容器密封和解密封操作，是换料大修期间的关键设备。第三代非能动核电项目采用单体式螺栓拉伸机，操作较为复杂。目前，国内相关核电项目已有采用分段式整体螺栓拉伸机替代原设计单体式螺栓拉伸机，以缩短大修工期的设想。通过对分段式整体主螺栓拉伸机与单体式主螺栓拉伸机拉伸过程对比，进一步论证其可行性和在缩短大修工期、减少辐照剂量方面的优越性，并对其吊装和合理分段提出建议。