2020年, 第37卷, 第8期　
刊出日期：2020-11-09

  

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试验研究
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  基于碳化物相分析法的P92钢寿命无损评价

  叶有俊, 王一宁, 姜勇, 陈杨, 张鹏鹏

  压力容器. 2020, 37(8): 1-5,23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.001

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  通过等温时效试验、恒载荷蠕变试验、电解萃取试验以及X射线衍射试验，得到不同服役阶段材料碳化物相含量以及衍射强度之比，并建立其与服役寿命和Larson-Miller参数P之间的关系。结果表明，Laves相与MX相衍射强度之比R与L-M参数P以及寿命消耗比例之间呈线性关系，且线性良好，为后续的寿命预测提供参考。
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  国产Cr-Mo钢焊材的焊接工艺试验

  梁小武, 张伟, 朵元才, 张建晓, 徐红

  压力容器. 2020, 37(8): 6-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.002

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  对某国产Cr-Mo焊材（焊条R407C、埋弧焊丝/焊剂H10Cr2MoG/SJ150）在不同焊接热输入、不同热处理状态下，分别进行焊条电弧焊和埋弧焊的焊接试验，包括化学成分分析、力学性能、金相等检测。结果表明，国产Cr-Mo焊材的各项性能指标基本满足产品技术条件要求，且在较宽的焊接规范内和适当的热处理参数下达到数据基本稳定。该国产焊材的开发，为我国在加氢设备产品上的应用奠定基础。
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  蒸汽发生器单根传热管振动特性试验和分析

  朱勇, 任红兵, 赵博, 姚博维, 刘攀, 马文慧

  压力容器. 2020, 37(8): 14-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.003

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  掌握蒸汽发生器单根传热管的振动特性是开展管束区流致振动分析评价的基础，针对某型蒸汽发生器，选取弯管半径最大的局部单根传热管，通过试验方法研究传热管管内外附加水质量、管内压力、防振条支撑间隙以及防振条支撑位置传热管正常磨损等因素对振动特性的影响，并通过试验结果与分析结果进行对比，论证设计间隙情况下分析模型和边界条件的合理性。研究结果表明，附加水质量会造成传热管频率降低，管内压力和传热管正常磨损不会影响传热管振动特性，连续两个防振条支撑点间隙大于0.13 mm会造成传热管弯管区开始出现支撑失效，处于设计名义间隙内的传热管在防振条位置的边界条件可以近似简化为简支。
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  06Cr19Ni9NbN高强奥氏体不锈钢焊接工艺评定

  陈建华, 杨金荣, 张衍坤, 党田岗

  压力容器. 2020, 37(8): 19-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.004

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  06Cr19Ni9NbN高强奥氏体不锈钢首次被用作铁路罐车罐体材料，采用埋弧焊（SAW）和熔化极活性气体保护焊（GMAW）焊接。通过对其性能的分析，选择H03Cr22Ni8Mo3N双相不锈钢焊丝作为焊接填充材料，制定了合理的焊接工艺，进行了焊接工艺评定试验，并对焊接接头进行了无损检测和力学性能测试。结果表明，焊缝和热影响区外观及各项性能均满足了设计要求。
设计计算
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  内压下固定管板管接头结构对管板作用的模拟分析

  王静姝, 钱才富

  压力容器. 2020, 37(8): 24-30,72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.005

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  为研究固定管板管接头结构对管板支撑作用，并考察对接头结构进行简化数值模拟所带来的误差。采用有限元方法建立了不同管接头结构的数值分析模型，得到了管板的中心挠度及应力，并与将换热管与管板连为一体的简化模型计算结果进行了比较。同时，还分析了胀接连接时换热管的相对胀接长度以及焊接连接时管子与管板孔间隙大小对管板强度和刚度的影响。结果表明，管接头结构对管板中心挠度及应力有明显影响；在胀接接头未松脱的前提下，胀接结构的管板刚度和强度要好于焊接结构的管板；与实际接头模拟结果相比，简化模型模拟结果偏于不保守；胀接长度越大，管子对管板的支撑作用越大，结果越接近于简化模型模拟结果。对于焊接接头，换热管与管板管孔间隙在0.05~0.25 mm范围内变化，对管板强度和刚度的影响可以忽略不计。
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  基于热固耦合的安全壳设备闸门密封性分析

  吴晨晖

  压力容器. 2020, 37(8): 31-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.006

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  设备闸门是核电站中大型设备进出安全壳的通道，事故工况下安全壳受内压及高温作用。采用ANSYS Workbench热固耦合的方法，模拟AP1000设备闸门密封结构在高温、高压状态的应力变化，分析设备闸门密封结构在LOCA事故下的密封性能及变化。在增加温度载荷后，von Mises应力、最大剪切应力、有效密封宽度和最大接触应力均呈现增加趋势，von Mises应力、最大剪切应力增幅大于有效密封宽度和最大接触应力，可见在受温度载荷时，O形圈密封性能有一定提升，但受破坏可能性增幅更大。
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  波纹曲率半径误差对波纹管性能影响分析

  李张治, 占丰朝, 杨玉强, 李杰

  压力容器. 2020, 37(8): 36-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.007

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  现行国内外膨胀节标准关于无加强U形波纹管的应力设计中，均没有考虑波纹管波纹曲率半径因素，但是在制造过程中，波纹管波纹处曲率半径往往存在一定偏差，目前国内外尚没有关于波形偏差对波纹管性能影响研究的报道。通过假定波纹管波峰波谷处曲率半径偏差为符合标准规定的极限偏差，用有限元法（FEM）对该波纹管进行分析，与相同参数的理想波形波纹管性能进行对比，得出波纹曲率半径偏差对波纹管性能影响的规律。结果表明，标准规定的极限偏差下，波纹管强度和刚度性能没有明显差异，而由于波峰和波谷处的应力不均匀，可能对疲劳性能存在一定的不利影响。
技术综述
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  CTOA断裂准则的发展及应用

  王琼琦, 李荣锋, 张显程, 王国珍, 涂善东

  压力容器. 2020, 37(8): 42-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.008

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  对延性材料的稳态裂纹扩展机制和失稳断裂研究是断裂力学领域的重要研究方向之一。1973年Andersson在稳态裂纹扩展的有限元模拟中首次引进裂纹尖端张开角（CTOA）作为断裂准则，发现用CTOA作为断裂准则可有效地定量模拟稳态裂纹的扩展行为。近50年来，围绕CTOA断裂准则在描述裂纹扩展稳定性、影响因素、隧道效应、拘束效应，断裂过程有限元模拟等方面开展了广泛而深入的研究，并制定了确定CTOA的相关标准。CTOA作为断裂准则最大的优点在于采用二维和三维有限元分析，能准确模拟薄壁结构的稳态裂纹扩展行为，广泛适用于飞机机身、复杂的薄壁结构和长输管线等的裂纹扩展分析。就CTOA断裂准则的发展、标准化和应用等方面进行了简要综述，指出CTOA测量和应用中存在的主要问题和影响因素，并对未来的研究方向进行了展望。
安全分析
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  埋地输氢管道在走滑断层作用下的失效分析

  刘自亮, 熊思江, 郑津洋, 张银广, 花争立, 顾超华

  压力容器. 2020, 37(8): 52-58,78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.009

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  利用X80材料在高压氢环境下的慢应变速率拉伸试验数据，建立输氢管道的非线性材料模型，同时考虑土体材料非线性、管道几何变形非线性以及管土接触非线性等特征，利用ABAQUS模拟研究了埋地X80输氢管道在走滑断层下的力学响应，给出了管道的许用压缩应变值，讨论了断层位移量、输氢压力、断层角等参数对管道失效模式的影响，结果表明：输氢压力对管道的整体应变水平影响较小，管道应变主要由管土相对位移引起，内压引起的薄膜应变可忽略；断层角对管道失效模式具有显著的影响，当断层角小于75°时，管道易发生屈曲失效，当断层角大于75°时，管道易发生拉裂失效。
检验与修复
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  基于光纤、声发射技术的爆破片在线安全监测方法

  宣鸿烈, 陈冬冬, 喻健良, 闫兴清, 喻友良, 霍林生

  压力容器. 2020, 37(8): 59-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.010

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  目前，工程上还没有切实可行的对爆破片实时在线监测装置，无论是对于爆破片提前失效的预防，还是爆破片更换周期的确定都没有明确的有效方法。采用光纤和声发射两种监测技术对正、反拱型爆破片进行在线安全监测可行性研究。通过试验发现，可以利用光纤和声发射两种监测技术对正拱型爆破片进行在线安全监测。当采用光纤监测技术时，可以将光纤光栅中心波长发生突越或光纤产生失效作为相应的预警信号；当采用声发射监测技术时，可以将声发射监测的声发射信号密集出现且振幅发生较大突越作为相应的安全预警信号，这为正拱型爆破片失效后的更换提供了参考依据。而对于反拱型爆破片，无法用光纤和声发射技术对其进行在线安全监测。
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  基于超声全聚焦成像的输气管线焊接缺陷高度测量技术

  阙永彬, 刘琰, 徐春燕, 贾海东, 田野, 莫润阳, 贾鹏军, 姚欢, 聂向晖

  压力容器. 2020, 37(8): 66-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.011

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  介绍了一种通过全聚焦图像评价焊缝内部缺陷高度的超声阵列方法。利用超声相控阵全矩阵捕获数据的时域信息对缺陷进行重构，通过对所获缺陷图像的归一化、背景噪声消除等处理，并按照实际板厚对图像进行标定后，直接利用缺陷图像进行缺陷自身高度测量，并将其结果与手工超声、超声衍射时差法及阵列扇扫结果进行对比。结果表明，缺陷全聚焦成像具有较高的成像质量和横向分辨率，缺陷高度定量精度也较基于相位控制的常规阵列超声技术高。
制造与安装
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  新型百万千瓦核电机组汽水分离再热器制造关键技术探讨

  路扬

  压力容器. 2020, 37(8): 73-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2020.08.012

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  汽水分离再热器（简称MSR）是核电站常规岛中的重要设备之一。探讨了新型百万千瓦核电机组汽水分离再热器的制造工艺及关键技术。发现筒体转动时因发生轴向轻微窜动导致筒体碰撞、内部组件不锈钢堆焊造成的壳体塌陷以及薄壁不锈钢内件焊接产生变形对内部重要尺寸的影响等几个关键问题，提出了解决这些关键问题的技术方案，并基于该方案，制定了合理的制造工艺。结果表明，用该方案制定的制造工艺，可以有效避免容器外侧零件制造的磕碰以及内部组件焊接变形造成叶片和再热器安装困难的隐患，提高了产品的质量。