超高压管道失效模式及防护对策研究

通过分析反应管振动、开停工及生产牌号转换循环载荷、正常服役期间的压力和温度波动、伺服脉冲阀动作脉冲载荷以及乙烯超温分解反应等因素对超高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛的影响。指出乙烯超温分解是导致超高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛的主要原因,并给出了反应管外壁腐蚀损伤机理和夹套管的失效模式。提出了防止超高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛的对策,并指出应采取在制造过程中尽量消除反应管残余拉应力、改善冷却水水质及优化夹套管结构等措施,来有效防止腐蚀损伤的发生和提高夹套管冷却水的有效流动性,从而保证了超高压聚乙烯反应管安全、可靠、长周期的运行。     

提高GYF300型超高压水晶釜弹性承载能力的途径

本文在对北方重工集团生产的GYF300型超高压水晶釜弹性应力分析的基础上,提出采用自增强的方法改善釜体的应力分布,提高弹性承载能力。并通过计算证明了自增强处理的效果。     

超高压管式反应器的检验和维护

介绍了大庆石化公司高压聚乙烯装置的超高压管式反应器的运行、检验和重新自增强情况,提出超高压管式反应器进行检验和重新自增强的周期,为国内超高压管式反应器的运行管理提供理论依据。     

超高压厚壁圆筒自增强处理有限元仿真与残余应力分析

为了研究超高压厚壁圆筒不同端部结构形式对其自增强处理残余应力的影响,用大型有限元软件ANSYS仿真了不同端部结构处理方式下厚壁圆筒自增强处理过程,并分析了残余应力的分布状态。     

无线应变测试系统在钻机井架检测中的应用

应力测试是石油钻机井架检测的主要项目之一,传统的应变测试系统缺点是需要大量布线,效率低下。针对传统有线应变测试系统存在的问题,设计了基于无线网络的钻机井架应变测试系统。这种无线测试系统具有测试精度高、稳定性强、高效率、高可靠性、低功耗等优点,适合钻机井架检测中应用。     

自增强压力容器的承载能力研究

通过分析超应变度、容器厚度(径比)等对残余应力及弹塑性交界面处应力的影响,研究了自增强压力容器的承载能力;揭示了影响自增强容器承载能力的各参数间的内在联系;比较了自增强与非自增强容器的承载能力,认为容器经自增强处理后,承载能力提高了1倍;找到了进行自增强处理时需防止反向屈服的径比界限以及某一径比下的最大允许超应变度和承载能力;得出了自增强容器的极限承载能力。研究结果为工程应用提供了理论依据。     

长玻纤增强聚氨酯复合材料弯曲应力-应变试验研究

针对长玻纤增强反应注射成型聚氨酯复合材料(RRIM-PU)进行了弯曲性能测试试验,研究了玻纤质量分数及玻纤长度对RRIM-PU复合材料弯曲性能的影响,得到了弯曲应力-应变曲线。同时结合扫描电子显微镜(SEM)观察微观组织结构,分析了玻纤在基体中的增强作用及制品弯曲破坏机理。研究结果表明:玻纤质量分数30%,玻纤长度25 mm的复合材料制品具有最佳的弯曲性能。     

304控氮不锈钢应力腐蚀过程中声发射信号聚类分析

研究了304控氮不锈钢试样在酸性氯化钠溶液中慢应变速率拉伸过程的声发射特征.采用基于自组织映射神经网络和K-均值聚类算法对长时间慢拉伸实验的声发射信号进行聚类分析,通过分析各类信号的持续时间、上升时间、振铃、能量、幅值、波形、频带能量等特征,从中找出了裂纹信号.将分类后的信号作为样本训练神经网络,对短时间慢拉伸实验检测...     

超高压管道(容器)应力检测方法

利用先进的理论和测试方法 ,研究出了超高压管道应力检测方法 ,即在超高压管道 (容器 )内壁测量残余应力的方法。实践表明 ,所得的检测方法可靠 ,具有较高的精度     

超高压管式反应器泄漏的声发射检测研究

超高压反应器是石油化工生产方面的重要设备,其工作压力为超高压,内部介质多具有易爆性等特点使其检测工作难度很大,而声发射无损检测技术是一种对构件几何形状不敏感的实时动态缺陷检测技术,以下利用这一检测技术对超高压反应器泄漏检测方案进行探讨。     

Experimental and finite element modeling of vinyl ester nanocomposites under blast and quasi‐static flexural loading

Materials used in blast, penetration, and impact loaded structural applications require high strength and toughness under high strain rate loading. 510A‐40 brominated bisphenol‐A‐based vinyl ester resin was developed and reinforced with different loadings of nanoclay and exfoliated graphite platelet to produce composites with optimal flexural rigidity, vibration damping, and enhanced energy absorption. As these reinforced polymeric materials are viscoelastic in principle, the mechanical behavior was characterized under two extremes of strain rate loading. In this article, the macroscopic response of brominated vinyl ester reinforced with 1.25 and 2.5 wt % nanoclay and exfoliated graphite platelet is considered. Air‐blast experiment was conducted by subjecting these specimens to a high‐transient pressure in a shock‐tube with flexural loading configuration. The axial response was investigated quasi‐statically in a uniaxial tension/compression test and dynamically in a compression Split‐Hopkinson bar test. The servo‐hydraulic MTS system was used to simulate the shock‐tube testing in a flexural quasi‐static loading configuration. High strain rate properties obtained from shock‐tube experiment are compared with that of characterized under the simulated quasi‐static flexural loading. Further, a computational finite element analysis model was developed in ANSYS LSDYNA to predict with reasonable accuracy the dynamic response of shock‐loaded nanoreinforced specimens. Drop in both failure strain and energy absorption was observed with the addition of nanoparticles to pristine vinyl ester. However, an improvement in energy absorption was observed in case of shock‐tube loading at high strain rates as compared to that loaded quasi‐statically. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci., 2012     

Identification of damage mechanisms of carbon fiber reinforced silicon carbide composites under static loading using acoustic emission monitoring

The damage mechanisms of carbon fiber reinforced silicon carbide (C/SiC) composites under static loading are investigated using the acoustic emission technology. The C/SiC sample is subjected to compressing static load, and acoustic emission is used to monitor the cracking process. In addition, the digital image correlation technique is also applied to enhance the comprehension of the damage mechanisms of C/SiC composites. To evaluate their extent of damage, the main acoustic emission characteristic parameters and indexes are extracted. The k-means clustering method is used to analyze the acoustic emission (AE) signals, identify the three damage modes, and determine the central values of the AE parameters of these modes. The time–frequency energy of some typical signals is analyzed by using the wavelet packet transform. Thereafter, the damage evolution is described by analyzing the cumulative number of acoustic emission events and the cumulative energy change with loading time. Moreover, the digital imaging results show that the strain in the structure increases with the increase in loading magnitude, especially in the area around the fault zone, where the strain level is evidently higher than those in other locations. Accordingly, this necessitates effective methods for investigating damage in C/SiC composites. Among the two different technologies implemented in this work, the extraction of AE events at several stages of the test allows the classification and analysis of crack evolution in C/SiC structures; this technique also provides an effective methodology to monitor the damage at the microscopic scale.     

声发射检测技术在压力容器检验中的应用

介绍了声发射技术的原理及凯赛尔效应,声发射检测技术的发展情况、检测特点、评定标准和评价方法。并在此基础上提出了声发射检测技术在压力容器定期检验中的重要性。     

ZrO2纤维模板自蔓延高温合成ZrB2/Al2O3复合粉

ZrB2纤维或含ZrB2纤维复合粉的制备对于发展纤维增强超高温结构陶瓷基复合材料具有重要的意义.以ZrO2纤维、B2O3和Al粉为原料,通过自蔓延高温合成法制备了含ZrB2纤维的ZrB2/Al2O3复合粉.通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、X射线能谱,对产物的相组成、微观形貌及化学组成进行了分析表征,用差示扫描量热-热重分析研究了原料混合粉在加热过程中的反应过程.研究了氩气压力对燃烧合成产物的物相组成及ZrB2纤维结构的影响,重点分析了产物中ZrB2的存在状态.结果表明:氩气压力为1.5 MPa下,产物相组成为ZrB2和Al2O3.部分ZrB2以ZrO2纤维为模板形成ZrB2纤维;部分ZrB2以颗粒形式分散在ZrB2/Al2O3复合粉中.生成的ZrB2纤维,表面粗糙,结构较为完整,直径约为10 μm.     

实时高温下钢纤维混凝土的力学特性及其声发射响应

对普通混凝土、钢纤维混凝土进行高温下的单轴压缩试验,采用声发射技术对混凝土在高温下的实时损伤进行全程监测。研究结果表明,相比于同温度段普通混凝土,在力学性能方面,20~600 ℃四个温度段钢纤维混凝土的抗压强度分别提高了12.07%、4.15%、11.25%、3.24%,残余强度分别提高了2.67 MPa、3.51 MPa、0.98 MPa、2.74 MPa,并且应力曲线的延性更好。在声发射方面,钢纤维混凝土在受压过程中释放的能量更大,其声发射信号的强度和频度更高,声发射信号密集波段更长,并且其振铃累计计数最大值也更大,混凝土的宏观力学性能与其声发射响应具有较好的对应关系。钢纤维的掺入可以延缓混凝土在实时高温下的劣化损伤。     

碳纤维编织复合材料损伤变形与破坏实验研究

通过对碳纤维编织复合材料的拉伸实验,利用声发射技术(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法研究碳纤维复合材料的损伤演化规律。通过采集试件在拉伸过程中的声发射信号、损伤变形与应变场信息,分析碳纤维编织复合材料的力学加载、变形场和声发射特征参数的关系。结果表明复合材料的位移场、应变场信息以及AE信号特征参数能良好地描述复合材料在拉伸状态下的损伤累积和破坏过程。在加载前期,以40~60 dB低幅度信号为主;随着载荷增加,撞击累计数急剧升高,高幅度、高持续时间信号增多。通过DIC测得的位移场和应变场信息,发现对于相同的载荷增量,加载方向的位移和最大拉应变呈先增加后减小的趋势。     

压力管道泄漏点的新型声发射定位研究

压力管道在泄漏时会产生声发射信号,根据此信号传播时声压遵从指数衰减规律,提出了一种利用声信号衰减特性和能量累计对管道泄漏点进行精确定位的新方法,并用多通道声发射仪以塑料管道和金属管道为介质、以压电换能器产生的信号为模拟泄漏信号进行了精确定位的试验验证,表明该方法可行并具有较好的定位精度。     

超高压管式反应器的最佳弹性-塑性交界面半径

应用Mises屈服条件,考虑温差应力对超高压管式反应器疲劳寿命的影响,从剪应力强度最小原理与剪应力强度均匀分布原则,分析得到最佳弹性-塑性交界面半径公式,结果表明剪应力强度最小原理和剪应力强度均匀分布原则是相容的。文中公式可供超高压管式反应器的工程设计参考。     

喷嘴释放单气泡的声发射特性

利用声发射技术在单气泡发生实验装置中研究了气液两相流中单气泡的动力学特性,使用自行开发的采集处理程序进行气泡声信号的参数提取,采用统计分析、小波变换和快速傅里叶变换对声信号进行时域和频域范围的分析。分析结果表明,声发射技术可以检测到管内气泡的声信号,具有较高的信噪比,且声信号随着喷嘴尺寸的增大而增大,随着液相表面张力的减小而减小。比较不同喷嘴直径下气泡的频率谱,发现喷嘴释放气泡发出的声信号频率为150～200 kHz,且随着喷嘴直径的增大,峰值频率相应增大,提出了声信号峰值频率与气泡尺寸之间的关联式。同时得到了气泡上升过程中的连续形态变化,分析了气泡产生声音的机理。研究表明,声发射技术是一种灵敏度高、测量手段方便的方法,可用于气液两相流气泡运动特性的检测。     

复合材料波纹褶皱区域损伤变形测量及声发射监测

对含波纹褶皱缺陷的玻璃纤维单向复合材料进行压缩试验,结合声发射(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")互补技术,研究复合材料波纹褶皱区域的损伤变形与演化规律。在复合材料试件压缩加载的过程中,采集波纹褶皱区域损伤变形场、应变场信息和实时声发射监测信号,分析复合材料压缩力学响应行为与缺陷区域变形场、应变场以及声发射信号特征之间的对应关系。结果表明:波纹褶皱会严重影响复合材料的力学性能,通过分析声发射信号,发现随着波纹褶皱宽高比减小,复合材料的力学性能呈现降低的趋势;当波纹褶皱宽高比一定时,随着波纹褶皱高度不断增加,复合材料的力学性能呈现降低的趋势。通过DIC测得的应变场与位移场信息,发现对于相同的载荷增量,最大应变呈增加趋势,且波纹褶皱宽高比越大应变增幅越大;越趋近于褶皱中部,水平位移越大,加载方向位移与试件失稳破坏位置有关,接近破坏区域的加载方向位移大。损伤区域位移场和应变场清晰地反映了玻璃纤维复合材料的损伤变形特征。