2021年, 第38卷, 第4期　
刊出日期：2021-05-12

  

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试验研究
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  基于固支直杆弯曲小试样的P91/P92钢蠕变性能对比评价研究

  韩笑, 余海洋, 周帼彦, 涂善东

  压力容器. 2021, 38(4): 1-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.001

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  长期服役于高温、高压工况的发电系统构件材料强度会逐步劣化,甚至蠕变断裂失效,将直接影响到热电厂的高效生产及设备安全。因此对比分析该系统构件常用材料P91/P92钢的高温力学性能,对该发电系统的材料选型设计及安全生产具有重要意义。基于固支直杆弯曲小试样梁弯曲本构模型,选择合适的试样尺寸,采用有限元方法对比分析了P91/P92材料的蠕变性能及其对温度和载荷的敏感度。研究结果表明,当固支直杆弯曲试样尺寸为b=2h=1.1 mm,l=12 mm 时,在相同应力和温度条件下,P92材料稳态蠕变应变速率大幅降低,高温蠕变性能比P91材料更优异。P91材料对载荷更为敏感。温度低于625 ℃时,P91材料对温度更为敏感;温度高于625 ℃时,P92材料对温度更为敏感。研究结果为超(超)临界机组用钢的正确经济选材提供了依据。
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  基于布里渊分布式光纤的储液罐变形场重构方法研究

  马涛, 丁克勤, 舒安庆, 刘亚男

  压力容器. 2021, 38(4): 11-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.002

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  以固定式储液罐薄壳壁结构变形的可视化重构为研究背景，提出了一种基于薄壳壁结构表面应变测量的模态叠加变形重构方法。该方法采用分布式光纤传感系统测得薄壳壁结构局部的应变信息，再通过模态叠加原理的计算方法实现应变-位移转换，重构光纤传感器监测构件的变形；同时，为了验证方法的有效性，建立三维有限元分析模型并进行变形仿真分析，将仿真位移结果与试验分析结果作对比。结果表明，提出的基于模态叠加原理的变形重构计算方法在不同方向加载载荷作用下均呈现出较高的重构精度，薄壳壁结构变形位移的绝对误差小于2 mm，平均相对误差小于3%，验证了该方法的可靠性和可行性。
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  成品油输送管道硫酸盐还原菌腐蚀分析

  王海涛, 张斐, 王篧, 张天遂, 何勇君, 刘宏芳, 罗艳龙

  压力容器. 2021, 38(4): 20-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.003

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  从管道腐蚀沉积物中培养并富集了以硫酸盐还原菌(SRB)为主的细菌,采用电化学方法、腐蚀失重法和表面分析技术研究了X60管线钢在含SRB介质中的腐蚀行为。试验结果表明:管道沉积物以Fe₃O₄,FeS和Fe₂O₃等形式存在;在含有SRB的菌液中培养14天后,试样表面形成大量疏松多孔的腐蚀产物并可以看到SRB细菌的聚集体,EDS结果分析表明该体系腐蚀产物中含有较多的S元素。极化曲线分析和失重分析均表明含有成品油的SRB菌液中腐蚀程度比单纯的菌液环境更严重,腐蚀速率约是SRB菌液中的1.7倍,成品油的存在促进了SRB对金属的腐蚀。
设计计算
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  管系弹性跟随效应对容器—接管连接的应力分析评定影响研究

  张向兵, 段成红, 陆明万, 罗翔鹏

  压力容器. 2021, 38(4): 27-33,81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.004

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  针对管系弹性跟随效应给容器接管根部应力分析评定带来的复杂性问题，首先以双杆模型为理论基础解释了弹性跟随效应的基本原理，而后以标准椭圆封头带中心接管结构为例，先后采用分部法和整体法进行线弹性分析，并采用逐次循环法基于整体法的几何模型进行循环载荷弹塑性分析，详细对比分析了采用分部法与整体法进行管系附加载荷处理的结果差异，揭示了管系附加载荷下的容器应力分析评定应当注意的问题。
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  内压碟形封头塑性垮塌压力预测方法

  唐保威, 徐平

  压力容器. 2021, 38(4): 34-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.005

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  塑性垮塌是内压碟形封头设计必须考虑的重要失效模式之一，精准预测塑性垮塌压力有助于避免碟形封头发生塑性垮塌事故。考虑材料应变硬化的影响，从有限元分析、公式计算、试验验证三方面开展内压碟形封头塑性垮塌压力预测方法研究。采用基于弧长法的非线性有限元技术，建立考虑应变硬化的碟形封头塑性垮塌压力预测数值模型。在前人研究基础上，推导出碟形封头塑性垮塌压力计算公式。汇总文献中16个碟形封头爆破试验数据，对提出的预测方法进行验证分析。结果表明：公式计算、有限元分析与试验结果吻合良好，验证了碟形封头塑性垮塌压力的有限元模型和公式计算的可靠性和准确性。为建立考虑材料应变硬化的防止碟形封头塑性垮塌的设计方法提供技术支撑。
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  反应堆堆芯支承下板结构完整性评定

  高永建

  压力容器. 2021, 38(4): 42-47,71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.006

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  作为反应堆堆内构件中一个重要的堆芯支承结构，堆芯支承下板在反应堆服役期间将承受多种载荷的作用。为了保证其在设计寿期内的结构完整性，需要根据ASME锅炉与压力容器规范（B&PVC）第Ⅲ卷NG分卷，对其开展相关的应力分析和评定。应用ANSYS有限元软件建立堆芯支承下板及其连接部件的三维有限元模型，通过静力分析、瞬态温度场分析和瞬态热应力计算，分别得到机械和热载荷作用下的应力分布，最后根据ASME B&PVC第Ⅲ卷NG分卷开展对堆芯支承下板的结构完整性评定。
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  华龙一号ZH-65型蒸汽发生器设计研发与性能验证

  何戈宁, 张富源, 李冬慧, 吴舸, 胡彧, 鲁佳

  压力容器. 2021, 38(4): 48-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.007

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  ZH-65型蒸汽发生器是为华龙一号核电技术开发的第三代核电蒸汽发生器。介绍了ZH-65型蒸汽发生器的结构与功能，以及相对于二代改进型机组蒸汽发生器进行的主要研究及设计改进。为了保证ZH-65型蒸汽发生器整体性能和关键零部件性能，开展了一系列大规模的热工水力验证试验进行全面的验证，介绍这些性能验证试验的目的、试验内容。试验结果表明，ZH-65型蒸汽发生器满足相关设计要求。
技术综述
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  纤维缠绕复合材料压力容器的研究现状

  惠虎, 柏慧, 黄淞, 杨宇清

  压力容器. 2021, 38(4): 53-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.008

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  介绍了纤维增强树脂基复合材料以及纤维缠绕压力容器的分类和应用，归纳了纤维缠绕压力容器在国内外常用的相关标准，并针对其设计优化和健康监测与检测两个方面，总结了国内外的研究进展。
标准规范
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  关于GB/T 151和TEMA标准中流体诱发振动的分析

  夏春杰, 陈永东, 吴晓红, 于改革

  压力容器. 2021, 38(4): 64-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.009

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  结合GB/T 151-2014《热交换器》和TEMA-2019《列管式换热器制造商协会》最新标准，对换热器流体诱发振动方面进行了系统的对比分析。结果发现，对于直管固有频率，GB/T 151比TEMA计算误差明显较小；对于临界流速，当流动角为30°和45°时，GB/T 151中K_c和b的取值比TEMA标准更为保守；对于卡门漩涡频率，TEMA标准选取的斯特罗哈数普遍比GB/T 151要大；对于卡门漩涡振幅，当介质为水时，两个标准对数衰减率计算值和测定值误差很大，当介质为空气时误差不大。最后提出了防振优化措施，以期为换热器振动分析提供有价值的参考。
制造与安装
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  超大型容器牛眼式局部焊后热处理模拟分析与工程应用

  晏桂珍, 蒋文春, 罗云, 王成才, 高腾, 马淋淋, 李银

  压力容器. 2021, 38(4): 72-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.010

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  大型容器插入板与筒体传统牛眼式局部焊后热处理易发生开裂，通过有限元模拟方法分析了大型插入板与筒体焊接接头焊后热处理过程，探讨了整圈一次加热、整圈一次加热+垂直焊缝加筋板、整圈一次加热+垂直焊缝加筋板+辅助加热3种热处理工况的应力和变形情况，采用优化的焊后热处理工况进行了工程实施应用。结果表明，垂直焊缝布置加筋板可以显著改善焊后热处理过程中焊接接头及其周边区域的残余应力和变形；筋板高度和长度越大，残余应力和变形降低效果越好。研究结果为超大型容器大尺寸插入板牛眼式局部焊后热处理的工程应用提供了一种解决方法。
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  分体式水煤浆气化炉制造工艺技术

  王新红, 徐晓星, 窦炳程

  压力容器. 2021, 38(4): 82-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4837.2021.04.011

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  介绍了分体式气化炉的结构特点、制造过程中的技术难点及解决措施，主要解决了镍基合金深孔加工刀具选择、不锈钢水冷夹套焊接变形控制、激冷室水冷系统内件组装、分体式气化设备整体水压等技术难题，可作为同类产品制造的参考。