对中国压力容器分析设计标准的发展展望

简述了国内外压力容器分析设计技术的发展历程及国外分析设计技术最新进展,指出应在中国新版分析设计规范中吸收ASMEⅧ-2(2007及2010版)以及EN 13445(2002,2006及2009版)的国际先进技术,同时提出了中国分析设计标准需要解决的一些前沿课题。分析了国际压力容器分析设计技术中疲劳设计方法、高温容器蠕变分析设计方法、法兰接头强度、刚度和密封性能的分析设计方法、高温高压法兰连接系统抗蠕变松弛及泄漏的分析设计方法、高温压力容器蠕变-疲劳双循环工况下分析设计法等研究进展及其不足之处,提出了中国新版分析设计规范的若干对策及展望。     

基于RSE-M规范核电厂反应堆压力容器堆焊层缺陷的断裂力学分析与评定

针对役前检查发现的秦山核电二期扩建工程4号机组反应堆压力容器堆焊层缺陷,采用法国核岛设备设计和建造规则协会(AFCEN)制定的《压水堆核岛机械设备在役检查规则(RSEM)》对其进行了断裂力学分析与评定,并与《ASME锅炉及压力容器规范(ASME BPVC):第Ⅺ卷》分析与评定结果进行了比较。结果表明:此工作形成了RSE-M规范断裂力学分析与缺陷评定的工程应用方法,与ASME方法相比此工程应用方法具有一定的保守性;提出的裂纹尖端应力强度因子KI具体计算方法,弥补了RSE-M以及ASME BPVC第Ⅺ卷中断裂力学相关内容的缺失。     

日本原子能压力容器及配管系统疲劳强度安全性评价

一、前言 1973年ASME Code.See Ⅺ及其夏季补遗,是一部评定原子能压力容器及配管系统的容许缺陷的规范,它不仅规定了对单个缺陷的判别标准,还规定了对几个相邻缺陷的许用判别标准,所以,这部规范对生产中已知缺陷的许用判断有重要价值。但是,在以往的许多疲劳裂纹扩展的分析研究中,大多以单个缺陷作为研究对象,而对几个相邻缺陷的扩展规律的研究极少,所以,ASME Ⅺ中的几个相邻缺陷的许用判别标准,缺乏实验与理论根据。此外,在分析裂纹扩展过程时,还作了一些不合     

基于循环J积分的压力容器疲劳寿命预测的数值模拟

开发出一种基于三维弹塑性循环J积分( J)的压力容器疲劳寿命预测的数值模拟技术。对1台含内壁纵向表面裂纹的实物压力容器进行有限元数值模拟计算和试验测试,结果显示：初始椭圆形表面裂纹在疲劳扩展过程中形状逐渐趋圆并保持圆形继续扩展。裂纹疲劳扩展过程是一个非等速的扩展过程,扩展速度呈现越来越快的趋势。基于J的疲劳寿命预测的数值模拟结果较之基于应力强度因子幅K的结果具有更高的精度,满足工程要求。该技术对于在役含缺陷压力容器的疲劳寿命预测具有重要的应用价值。     

我厂是怎样取得ASME许可证的

<正> 美国机械工程师学会(ASME)自1914年发行第一版锅炉规范至今70多年来,经过不断修改、充实、日臻完整。现行ASME锅炉、压力容器规范共11卷22册,包括锅炉、压力容器、核容器有关设计、制造、检验、使用以及在役检查等内容。其中并选择、吸收其他标准(如材料、焊接)中有用部份纳入规范,故资料浩繁,详尽、全面,自成体系。ASME 规范不仅已列为美国国家标准,而且取得了国际上的普遍承认。美国和加拿大各州、省的法律规定:不按照ASME 规范设计、制造的锅炉、压力容器     

我厂是怎样取得ASME许可证的

美国机械工程师学会(ASME)自1914年发行第一版锅炉规范至今70多年来,经过不断修改、充实、日臻完整。现行ASME锅炉、压力容器规范共11卷22册,包括锅炉、压力容器、核容器有关设计、制造、检验、使用以及在役检查等内容。其中并选择、吸收其他标准(如材料、焊接)中有用     

基于GB/T 34019标准与ASMEⅧ-3标准的钢制瓶式容器疲劳寿命分析

为研究GB/T 34019标准与ASMEⅧ-3标准在计算压力容器临界裂纹扩展寿命时的差异,采用ANSYS软件建立不同设计压力和直径的4130X钢制瓶式容器,并利用自编的MATLAB疲劳计算程序计算临界裂纹循环次数,考察了应力强度因子和疲劳失效判据对容器设计疲劳寿命评价的影响.分析结果表明,在容器设计压力40～90 MP...     

《压力容器》1985年1～6期目录索引

题目名称期页标准规范13 22 3337“压力容器缺陷评定规范CVDA一1984 12多层层板压力容器规程VDTUV规范191 359 1971钢制压力容器磁粉探伤(报批稿)21多层压力容器技术条件JB754一80与 ASME压力容器规范的对比分析211压力容器锻件超声波探伤355钢制单层焊接压力容器产品质量分级41钢制多层焊接压力容器产品质量分级44关于执行JB3964一85《压力容器焊接工艺评定》 标准的说明51如何理解ASME一2分析设计规范的一些 问题54EWGAE声发射检验标准一一分立声发射 事件的源定位512制冷设备、压缩机和空分设备用压力容器设计、 制造执行现行…     

在役含共线裂纹核级设备的安全评估方法研究

对在役核级设备进行安全评估时,现有技术规范依据COD理论、应力强度因子或J积分理论对单一裂纹缺陷进行安全评估。在多种载荷因素作用下,在役核级设备局部区域疲劳失效大多是裂纹的群体行为,在裂纹扩展过程中,相互影响,且裂纹数量及扩展路径具有很大的随机性和分散性。大量实验表明,多裂纹疲劳损伤问题止裂效果差,且破坏名义载荷因素小。就主副共线裂纹的疲劳扩展行为进行研究,提出在役含共线主副裂纹的核级设备的剩余寿命计算方法,该计算方法考虑主副裂纹扩展行为的相互影响。     

ASME规范容器设计中的几个问题

ASME锅炉压力容器规范第Ⅷ卷第1册(以下简称为ASME规范)是国际上广泛采用的先进的压力容器规范。正确地理解ASME规范是使ASME规范容器合乎规范要求的前提。本文就ASME规范容器设计过程中理解规范和合理确定规范要求值得注意的几个问题论述如下:     

16MnR钢和TTStE36钢疲劳裂纹扩展速率对比试验研究

按ＧＢ６３９８－８６《金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法》对ＴＴＳｔＥ３６钢母材和焊缝进行了疲劳裂纹扩展试验。试验结果表明,在应力强度因子幅△Ｋ〉２０ＭＰａ后疲劳裂纹在焊缝区的焊缝区的扩展速率比在母材的大,但两者的差距并不是悬殊。并对ＴＴＳｔＥ３６钢、１６ＭｎＲ钢的疲劳裂纹扩展速率进行了比较,指出在对ＴＴＳｔＥ３６钢压力容器进行设计或疲劳断裂安全评定时,可直接采用考虑了安全系数的１６ＭｎＲ的ｄａ／ｄ     

华夏压力容器安全评定技术咨询中心总经理李泽震关于压力容器安全评定答本刊编辑部(续)

[问]:CVDA规范的特点及其与国际相应标准的关系? [答]:概括地说,CVDA规范吸收了国际同类标准行之有效的成果而又具有自己的特色。例如CVDA规范吸收了美国ASME“锅炉与压力容器规范”中“防止非延性断裂设计”及“在役压力容器缺陷评定”方法中、有关线弹     

单向拉伸三类表面裂纹疲劳扩展规律的研究

我国“压力容器缺陷评定规范(CVDA)”拟采用1983年日本WES2805新版修改中所增的三类表面裂纹疲劳扩展形貌变化等有关计算公式,分别采用三个计算式的合理性是显而易见的,但其可靠性如何?为对此进行验证试验,并探讨今后能否以统一表达式代替三个公式,我们进行了单向拉伸载荷下的三类表面裂纹疲劳扩展规律的实验研究和理论分析.结果表明:当用Rajn和Newman公式计算表面裂纹应力强度因子时,裂纹深度(a)向和表面(c)向(见图4)的疲劳裂纹扩展速率数据都可用Paris公式整理,当用△K_c=0.9△K_c代替△K_c时.c向的扩展速率数据落入a向的da/dN～△K_a的分散带内。针对三类表面裂纹采用三个公式是合理的,在不太深的表面裂纹情况下与试验结果相符,为CVDA规范公式提供了验证。另外,从Rajn and Newman应力强度因子出发,应用Paris公式,从理论上导出了三类表面裂纹形貌的统一表达式。借助于形貌表达式,得出了工程aN～N计算式。这些公式与实验结果吻合良好。     

F690超高强钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为及其有限元模拟

采用直流电压降法测试了F690超高强钢在模拟海水中的疲劳裂纹扩展速率,研究了应力比(0.1,0.2,0.3)和加载频率(0.15,0.30,0.60 Hz)对疲劳裂纹扩展行为的影响;采用基于能量释放率Paris法则的扩展有限元方法对腐蚀疲劳过程进行了模拟,并与试验结果进行对比.结果表明:F690钢在模拟海水中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率随着应力比或频率的增大而减小;腐蚀疲劳断裂形式为穿晶断裂,且随着频率增加,二次裂纹的宽度变小;模拟得到F690钢的腐蚀疲劳裂纹扩展长度与试验结果相吻合,相对误差小于0.6％,说明采用该扩展有限元方法可有效模拟和预测F690钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为.     

轻水堆环境影响疲劳相关问题的研讨

美国核管会（NRC）在其管理导则RG 1．207中明确要求新建轻水堆核电厂设计中须考虑环境影响疲劳（Environmental Assisted Fatigue,EAF）问题。目前,我国新建核电厂在部件疲劳评价时尚未考虑EAF的影响。对环境影响疲劳的发展概况、疲劳裂纹和疲劳寿命的定义、ASME 设计疲劳曲线、现有ASME疲劳设计方法的保守性、美国环境影响疲劳设计方法等方面作了探讨,同时根据NUREG／CR 6909中Fen表达式,给出了典型材料在温度、溶解氧浓度和硫含量确定的情况下,Fen与应变速率的关系曲线。通过对以上相关问题的归纳和总结,以期加深业界对核电厂环境影响疲劳问题和现有ASME疲劳设计方法的认识。     

表面裂纹在疲劳扩展中的形貌变化研究

在压力容器等焊接构件中,表面裂纹是最常见的缺陷之一。为了对含表面裂纹构件的疲劳寿命作出估价,必须掌握裂纹在疲劳扩展中的形貌变化规律。各国的缺陷评定规范对此都有所规定,但这些规定由于没有抓住影响裂纹形貌变化的根本原因,因之与实际出入甚大。本文利用文献〔4〕的结论从疲劳扩展的Paris关系导得表面裂纹在拉伸载荷下疲劳扩展的形貌变化简化表达式,并用实验结果进行了验证,同时也与国外规范所采用方法进行了对比。结果表明,本文之简化表达式误差最小,适合于工程评定应用。利用该表达式作出之形貌变化图,能直观地反映已知初始裂纹之形貌变化趋势,也有相当的实用价值。     

基于RCC-M规范快速计算管道热冲击应力的探讨

对管道热冲击应力快速计算方法和核一级设备设计规范(对比RCC-M规范和ASME规范)中管道壁厚径向线性温度分布引起应力分类方法展开研究,探讨了核电厂在线疲劳监测系统中快速、精确计算管道热疲劳应力的方法。以核电厂某典型的管道T型接头为分析对象,分析了基于格林函数快速计算管道热冲击应力响应方法的有效性。研究结果表明,参考瞬态下,格林函数计算结果与有限元数值仿真结果偏差在0. 5%范围之内,基于格林函数快速计算管道热冲击应力具有较高的可靠性;参考分析瞬态下径向线性温度分布引起管道轴向最大应力值占设计规范限制3Sm的7. 03%,相比ASME规范的设计要求,RCC-M规范的分析准则存在不必要的保守性。     

高压气瓶4130X钢低周疲劳特性及疲劳设计曲线探讨

针对大容积钢制无缝气瓶材料4130X钢,开展了应变控制下4130X钢的循环特性、应变幅-寿命关系、概率-应变幅-寿命关系和疲劳设计曲线研究,参考ASMEⅧ-2—2021和JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》给出了4130X钢的疲劳设计曲线。获得的4130X钢疲劳设计曲线,与规范中793 MPa≤σ_uts≤892 MPa的疲劳设计曲线有一定的差异,略高于ASMEⅧ-Ⅱ(σ_uts≤552 MPa)和JB 4732—1995(σ_uts≤540 MPa)的疲劳设计曲线。4130X钢材料疲劳寿命设计可采用本文提出的疲劳设计曲线或保守地采用ASMEⅧ-Ⅱ(σ_uts≤552 MPa)和JB 4732—1995(σ_uts≤540 MPa)中对应材料的疲劳设计曲线。     

涡轮盘合金氧化-疲劳裂纹扩展机理和寿命预测研究进展

航空发动机涡轮盘在其服役过程中往往在高温燃气环境下承受热载荷和机械载荷共同作用,最终因疲劳、蠕变以及氧化的交互作用而失效.随着高推重比航空发动机的发展和涡轮前温度的提高,氧化损伤对涡轮盘表面疲劳裂纹扩展的影响愈加显著,往往可使疲劳裂纹扩散速率提高1～2个数量级.综述氧化损伤对涡轮盘用高温合金疲劳裂纹扩展的影响以及疲劳裂纹尖端氧化损伤机理,分析裂纹尖端疲劳损伤、氧化损伤和动态脆化影响裂纹扩展的竞争机制,梳理考虑氧化损伤效应的疲劳裂纹扩展模型和数值模拟方法,对实现氧化-疲劳载荷作用下裂纹扩展速率的准确预测所还需开展的工作进行展望,以期有助于促进航空发动机涡轮盘损伤容限设计方法和工具的发展.     

基于CCD图像的表面疲劳裂纹检测方法

设计了7075铝合金试样的疲劳裂纹扩展试验,采用表面复型法对疲劳裂纹的扩展进行研究.采集试样表面疲劳裂纹扩展过程的CCD(charge coupled device,电荷耦合器件)图像,分别对微小裂纹图像和长裂纹图像进行预处理,计算了疲劳裂纹的长度和宽度,拟合了疲劳裂纹的长度扩展曲线和宽度扩展曲线,并验证了表面疲劳裂纹图像检测方法的精度,为实现疲劳裂纹的在线监测提供了有效途径.