2021年, 第38卷, 第1期　
刊出日期：2021-05-10

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试验研究
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  P92钢应变速率相关的高温低周疲劳行为研究

  张尚林, 轩福贞, 罗英, 邱天, 邱阳, 胡甜

  压力容器. 2021, 38(1): 1-8,14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.001

  摘要 ( 152 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  随着电站设备向高参数、大型化方向发展，高温低周疲劳问题成为威胁关键设备安全服役的重要因素。针对电站设备广泛应用的P92钢，开展了不同应变速率的625℃高温下的低周疲劳试验，研究对称和非对称应变速率下的循环变形行为。结果表明，P92钢高温低周疲劳响应表现出明显的应变速率敏感性。随着应变速率降低，加载时间变长，蠕变变形增加，从而导致材料循环软化加速，疲劳寿命缩短。通过应力-应变滞回环分析发现，P92钢在反向卸载初始阶段发生蠕变变形。同时，随着应变速率的降低，循环过程中的应变硬化程度也随之降低。此外，非对称应变速率循环（慢-快）工况下疲劳寿命最短，慢拉伸应变速率引起的蠕变损伤加速材料的弱化，蠕变损伤和疲劳损伤的交互作用是高温疲劳破坏的主要原因，尤其在低应变速率下蠕变损伤的贡献更加明显。
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  升压速率对正拱形爆破片爆破压力影响的试验研究

  徐锋, 刘应华, 杨超

  压力容器. 2021, 38(1): 9-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.002

  摘要 ( 199 ) PDF全文 ( 28 )   可视化   收藏

  爆破片作为一种安全泄放装置，可以有效保护承压设备的安全。升压速率对爆破片爆破压力的影响规律在爆破片设计和使用中应予以考虑，这已引起工程界的关注。针对典型316L奥氏体不锈钢制普通正拱型爆破片，系统研究了在0~5 MPa/s升压速率范围内，升压速率对不同规格爆破片爆破压力的影响规律。结果表明，随着升压速率的提高，爆破片的爆破压力有所降低，幅度在4%~20%之间。
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  基于多模主曲线法估计韧脆转变区间热影响区断裂韧度

  胡馨丹, 惠虎, 张亚林, 周忠强

  压力容器. 2021, 38(1): 15-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.003

  摘要 ( 130 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  标准主曲线法受限于用来准确评估不均质材料的断裂韧度以及对材料进行完整的概率描述。可实际上厚截面钢板、焊接接头不可避免会存在截面性能不均匀。以SA738Gr.B埋弧焊焊接热影响区实测韧性数据为研究对象，分析标准主曲线法的不足之处，并消化吸收了2019版ASTM E1921标准中新增补的多模主曲线法，探讨多模主曲线法分析过程，并把复杂的数值过程通过MATLAB编程实现。研究表明，不均质材料热影响区断裂韧度的数据分散性大，套用标准主曲线法会带来非保守的估计。而多模主曲线法则成功地描述了微观结构不均匀的焊接热影响区转变区间的断裂韧度，多模主曲线法可以容纳由不均质导致的过大分散性，5%容许失效边界曲线可以包络所有测试数据点，并产生相对保守的估计结果。
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  表面状态对X80管线钢腐蚀行为的影响

  陈丽娟, 徐向红, 魏博

  压力容器. 2021, 38(1): 23-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.004

  摘要 ( 252 ) PDF全文 ( 21 )   可视化   收藏

  采用线性极化测试、电化学阻抗谱和动电位极化等电化学测试技术并结合表面分析方法，研究了表面状态对X80管线钢在模拟土壤溶液（NS4）中的腐蚀行为影响。试验结果表明，随着表面粗糙度下降，其自然腐蚀电位向正向移动，腐蚀电流密度下降，即腐蚀速率减小；不同粗糙度的X80钢试样在NS4溶液中电化学阻抗谱表现为一个时间常数；随表面粗糙度的逐渐减小，电荷转移、电阻逐渐增大。微观形貌显示，试样表面腐蚀产物随着粗糙度的减小而逐渐减少。试样表面效应是引起不同粗糙度钢腐蚀差异的重要因素。
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  厚板SA508-3钢NG-SAW焊接接头的组织和性能

  秦建, 黄俊兰, 孙华为, 路全彬, 吕晓春

  压力容器. 2021, 38(1): 31-37,74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.005

  摘要 ( 164 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  针对SA508-3钢，采用窄间隙埋弧焊方法对厚度100 mm钢板进行了焊接，分析不同焊接热输入下焊接接头的低温冲击、硬度分布、抗拉强度、弯曲性能，并对接头的显微组织和断口形貌进行了观察。试验结果表明，随着焊接热输入的增加，焊接接头中焊缝的冲击韧性逐渐增加，热影响区冲击韧性不断下降。不同焊接热输入下，焊接接头均有较好的韧性储备，弯曲性能均合格，焊接热输入的变化对接头的抗拉强度没有明显影响，焊接接头硬度最低的位置出现在母材处，焊接热输入越小，焊接热影响区的硬度越高。焊接接头中焊缝显微组织为先共析铁素体+回火贝氏体，随着焊接热输入的增加，先共析铁素体减少，回火贝氏体增多；焊接热影响显微组织为粒状回火贝氏体组织，随着焊接热输入的增加，热影响区的晶粒发生粗化。
设计计算
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  球形封头开孔接管结构屈曲特性研究

  董乃逸, 贺小华

  压力容器. 2021, 38(1): 38-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.006

  摘要 ( 150 ) PDF全文 ( 25 )   可视化   收藏

  针对外压作用下球形封头开孔接管结构，采用有限元非线性屈曲分析方法，探讨不同结构参数对其临界失稳压力P_cr的影响。研究结果表明，当球壳主体参数径厚比一定时，临界失稳压力削弱系数K随开孔率增大而下降，随接管与封头厚度比增大而增大。接管与封头厚度比较小时，计算模型失稳位置位于接管；接管与封头厚度比增至一定值时，计算模型失稳位置转移到封头。随着开孔率增大，失稳位置由接管与封头转到封头所需的接管与封头厚度比越大。针对本文计算参数，提出了临界接管与封头厚度比。实际工程设计中，当接管与封头厚度比取临界值时，可以在满足结构轻量化设计基础上，获得较优的结构承载能力。最后，建立了不同结构参数与临界失稳压力削弱系数K的分段经验关系式，且所得关系式具有较高预测精度。研究结果可为外压球形封头开孔接管结构稳定性研究及工程设计提供借鉴。
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  氟化工管道用套管检漏法的可靠性分析

  张锴, 董俊华, 高炳军

  压力容器. 2021, 38(1): 47-54,74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.007

  摘要 ( 171 ) PDF全文 ( 21 )   可视化   收藏

  在氟化学工业中，含有剧毒介质八氟异丁烯的流体输送管路检漏用到的套管检漏法存在很多不确定的泄漏风险，应在泄漏高风险的部位增设必要泄漏监测手段。通过有限元计算，对不同工况下的套管进行分析，温度载荷作用下主管在旁路阀外侧三通位置、导淋阀2后套管与主管的收口连接位置有较高的热应力，但均满足强度要求。主管与设备法兰连接位置由于温度载荷会使法兰当量计算压力有所提高，PN16的法兰可满足密封要求。由于氟化工企业存在大气腐蚀环境，碳钢套管与主管连接部位仍存在腐蚀损伤风险，且主管在附近的三通部位也存在高应力，因此应在过滤器后阀门后的套管与主管的收口连接部位增设泄漏监测点。鉴于套管低压检漏理论上存在漏检的可能，推荐使用具有泄漏保护功能的套管高压检漏或套管真空检漏。
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  内压和外载荷作用下接管和管道连接部位的应力评定

  曹丽琴, 张红升, 李岩彬

  压力容器. 2021, 38(1): 55-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.008

  摘要 ( 190 ) PDF全文 ( 21 )   可视化   收藏

  接管是压力容器中不可或缺的部件，用于将容器与管道连通。在分析设计过程中，由于载荷种类复杂，应力种类较多，基于有限元分析软件的计算结果，很难区分出一次加二次应力强度中的一次应力成分，给应力评定带来很大困扰。以实际工程算例为基础，采用理论公式和有限元分析相结合的方法计算接管连接区的应力强度，并按规范进行了评定。具体步骤如下：首先，采用有限元分析软件依次进行瞬态热分析和结构分析，并提取所选路径上的应力强度；然后，在确定各路径是否在接管补强范围内后，根据标准规定的载荷，采用理论公式计算各路径上的一次应力强度；最后，根据有限元分析和理论计算结果，分别对一次应力强度和一次加二次应力强度按标准规定的限值进行评定。该方法解决了无法区分接管连接区有限元计算结果中一次应力成分的问题，使得应力评定更加准确。
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  真空绝热深冷压力容器安全泄放量计算探讨

  史斐菲, 吴全龙, 李景良

  压力容器. 2021, 38(1): 61-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.009

  摘要 ( 187 ) PDF全文 ( 23 )   可视化   收藏

  确定安全泄放量是真空绝热深冷压力容器设计的一项重要内容，计算时应根据容器可能存在的不同超压失效工况并判断介质是否处于临界相态，求出对应的吸热量。通过对GB/T 18442.6-2019附录A、NB/T 47058-2017和NB/T 47059-2017附录C关于真空绝热深冷压力容器安全泄放量计算公式进行推导分析，探讨公式适用条件，为工程设计和标准编制提供参考。
安全分析
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  爆炸焊接复合钢板制复合管耐腐蚀性能研究

  薛小军

  压力容器. 2021, 38(1): 68-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.010

  摘要 ( 164 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  以825合金为内覆层材料，L415QS（X60）管线钢为基层材料，采用爆炸复合钢板和折弯成型（JCO成型）工艺制造了一根长度12 m的复合管，对其管体和焊缝的内覆层825合金进行了晶间腐蚀、点腐蚀和应力腐蚀性能试验，晶间腐蚀和点腐蚀的试验结果和原材料相当，在模拟酸性油气田工况介质的应力腐蚀试验中评定合格。
检验与修复
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  核电站蒸汽发生器传热管机械堵管工艺评定

  王仕航, 郑东宏, 范安全, 谭远红

  压力容器. 2021, 38(1): 75-80,86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.011

  摘要 ( 184 ) PDF全文 ( 24 )   可视化   收藏

  堵管是核电站蒸汽发生器传热管破损的主要维修方法。根据ASME B&PVC规范，介绍了核电站蒸汽发生器机械堵管工艺评定的相关要求，如水压试验、热态循环试验等，并举例介绍了具体的评定过程，供核电站蒸汽发生器堵管工具设计、制造及维修单位参考。
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  基于ABAQUS含分层缺陷塑料内胆纤维缠绕气瓶红外检测研究

  彭泽军, 卢军, 霍臻, 陈明, 刘彪, 徐亮, 黄东鎏

  压力容器. 2021, 38(1): 81-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.01.012

  摘要 ( 145 ) PDF全文 ( 19 )   可视化   收藏

  将ABAQUS有限元分析方法的计算结果和含分层缺陷塑料内胆纤维缠绕气瓶红外检测试验的实测结果进行对比。结果表明，基于ABAQUS的有限元计算结果与试验结果最大误差为16.36%，网格独立性检验表明，网格数量对有限元计算结果影响很小，最大误差为0.25%，在实际工程允许误差范围内，证明了有限元计算结果的准确性，为后续基于有限元方法研究含缺陷塑料内胆纤维缠绕气瓶红外检测提供借鉴。