多层U形膨胀节试验研究(二)——疲劳、失稳与爆破试验

本文介绍多层u形膨胀节的疲劳、失稳和爆破的试验情况,并分析了试验结果。初步论述了膨胀节失稳与柔度的关系,探讨了EJMA标准中0.35σ_3≤[σ]一式的由来,提出了U形膨胀节的爆破压力计算式。最后结合试验结果指出了制造工艺的注意点并就U形膨胀节的安全性提出了自己的看法。     

不锈钢波纹管在NaCl溶液中腐蚀疲劳寿命试验

研究了不锈钢波形膨胀节的腐蚀疲劳寿命,在3.5%NaCl溶液的人工腐蚀环境下,进行了一组加载频率为0.1 Hz的不同位移条件下不锈钢波形膨胀节腐蚀疲劳寿命试验。通过回顾国内外常用的膨胀节疲劳设计公式,在EJMA标准疲劳设计公式基础上提出了腐蚀加速效应系数Ccorr,从试验数据拟合出Ccorr的大小,据此提出了腐蚀条件下膨胀节疲劳设计公式,用于修正腐蚀条件下膨胀节的疲劳寿命。     

膨胀节内压爆破的试验研究

具有加强圈的聚四氟乙烯膨胀节和具有加强圈且外被不锈钢丝网紧贴包围的聚四氟乙烯膨胀节，在爆破内压下，波纹产生鼓胀破裂，本文提出了该爆破压力计算式。不锈钢膨胀节在较高内压下，波纹凸鼓大变形，最后发生纵向破裂，本文提出该爆破最大计算压力公式。     

波形膨胀节疲劳设计和疲劳性能试验中有关问题的探讨分析

本文就波形膨胀节疲劳分析设计的安全系数及我国有关规范中关于疲劳试验的要求和规定进行了分析探讨,提出了一些问题和建议,供膨胀节工作者参考讨论.     

多层波形膨胀节在非异常条件下的爆破失效分析

本文根据对膨胀节爆破试验过程中五个阶段及对爆破事故实例的观察和分析、研究得出了在设计、制造、安装等过程中未发生异常的多层波形膨胀节在一定条件下仍有可能发生爆破的结论。对发生爆破的原因和条件作了分析，对如何防止这类爆破提出了具体的措施和建议。     

环境介质对波形膨胀节疲劳寿命的影响

本文针对环境介质对波形膨胀节疲劳寿命的影响,进行了试验研究。试验结果表明,由于腐蚀介质的存在,加速了疲劳裂纹的产生和扩展,较严重地降低了膨胀节的疲劳寿命。     

超塑成形的钛合金波形膨胀节质量检测和分析

对等离子弧焊和激光焊筒坯超塑成形的两组DN250钛合金波形膨胀节进行了检测,检测结果表明,超塑成形的钛合金波形膨胀节波峰壁厚减薄率超过20%,柔度和补偿性能优良,明显优于不锈钢波形膨胀节;稳定性试验、耐压试验和气密性试验均符合设计要求;激光焊波形膨胀节在行程为15 mm的情况下,平均疲劳次数为1700次,其疲劳寿命比等离子弧焊波形膨胀节的疲劳寿命高20%以上。     

用局部应力—应变法预测大型波纹管膨胀节寿命的有限元程序的研究

本文把弹塑性有限元法与材料的应变──寿命理论结合起来计算膨胀节的低循环疲劳寿命，即利用弹塑性有限元分析波纹管的最大应力应变（局部应力应变），根据局部应力应变利用奥氏体不锈钢材料的应变──寿命关系计算出波纹管的疲劳寿命。本文同时编写了该方法的Fortran计算程序，利用该程序可以比较准确地计算出膨胀节的低循环疲劳寿命。本文还把计算结果与膨胀节实测结果进行比较，证明了该方法是一种行之有效的估算膨胀节寿命的工程方法。     

压力容器用膨胀节疲劳失效分析及对策

现有的部分钢制压力容器、钢制管壳式换热器用膨胀节出现的疲劳失效问题,对装置的正常运行产生了影响,存在的安全隐患也随即暴露出来.为结合贯彻集团公司换热器专题会议精神及要求,更好地解决这一问题,通过多方面综合考虑,对容器用膨胀节疲劳失效进行了原因分析,为膨胀节的改形、更换提供了一定的参考依据.     

有限元方法在膨胀节强度分析中的应用

本文采用有限元方法分析了膨胀节的结构强度,并借助于ANSYS软件较好地解决了处于塑性状态下的多层膨胀节层间的接触问题,本文的计算结果表明,GB16749-1997标准给出的膨胀节结构可以满足强度要求,但在设计时还要考虑膨胀节的疲劳问题。     

低频率下波纹管膨胀节腐蚀疲劳行为模拟

针对供热管道波纹管膨胀节在设计使用期限内发生泄漏的实际问题,在低频率下对波纹管膨胀节的腐蚀疲劳行为进行模拟,用宏观、微观的方法分析研究了发生开裂泄漏的波纹管和模拟试验中波纹管的各种特征,得出了如下结论：波纹管实际腐蚀破坏中存在着腐蚀疲劳失效。经过研究表明,该波纹管有一定的耐腐蚀疲劳性能,检测未发生泄漏的波纹管可以继续使用。     

EJMA标准中疲劳损伤线性累积方法的模糊修正

本文对EJMA标准中计算膨胀节疲劳损伤的Miner线性累积假设存在的缺陷,应用模糊集合理论,建立起应力水平S和循环次数n的隶属度计算式,将各个循环应力对膨胀节疲劳损伤作用大小,按“相对海明(Hamming)距离”模糊排序,在此基础上,导出了较为完善的且实用的计算累积疲劳的模糊修正公式。本文方法对压力容器及管道其它零部件累积疲劳研究亦具参考意义。     

膨胀节在中温换热器上的应用及失效分析

符号说明σx──内压引起的膨胀节直边段的周向薄膜应力；σ1──内压引起的膨胀书周向薄膜应力；σ2──内压引起的膨胀节经向薄膜应力；σ3──内压引起的膨胀节经向弯曲应力；σ4──由于轴向伸缩变形引起的膨胀节经向薄膜应力；σ5──由于轴向伸缩变形引起的膨胀节经向弯曲应力；σp──组合应力，σp＝σ2＋σ3；σd──组合应力，σd＝σ4＋σ5;σR──组合应力，σR＝0.7σp＋σc；[σ]t──膨胀节在设计温度下的许用应力；σts──膨胀节在设计温度下的屈眼点；N──膨胀节的疲劳破坏次数；nf──安全系数；[N]──膨胀节的疲劳…     

爆破片疲劳实验装置的研制及其应用

爆破片作为一种保护压力容器安全的安全泄放装置,其疲劳寿命是工程中十分关注的问题。由于对爆破片疲劳特性方面的研究不多,而对在役爆破片疲劳寿命的影响因素又较多,故规定和预测爆破片寿命相当困难。搭建了一个应用范围广、压力波形可调、耐疲劳性能强的,能用于爆破片疲劳实验的实验装置,设计实验夹具,针对普通正拱型爆破片进行了疲劳实验,发现爆破片的疲劳破坏均发生在边缘位置,并与静压爆破实验的破坏位置作对比。研究了压环圆角对爆破片疲劳寿命的影响,为正拱型爆破片的设计制造提供参考。     

U形膨胀节鉴证性疲劳试验参数分析

本文根据美国ASME-Ⅷ-(Ⅱ)有关压力容器疲劳试验的规定,对按照EJMA公式设计计算的u形膨胀节的鉴证性疲劳试验,建议了疲劳试验载荷及要求达到的疲劳循环次数。     

波形膨胀节常用标准比较

以表格形式,详细对比了几个常用膨胀节标准在适用范围、应力计算、失稳压力计算、疲劳设计、制造、检验及验收等方面的异同,并提出了膨胀节后续研究中应重点关注的问题。     

压力容器学会膨胀节工作组成立

经中国机械工程学会压力容器学会1984年常务理事会决定,在设计学组内成立膨胀节工作组。1984年6月25日至28日在沈阳市召开了成立大会,有37个单位计44名代表参加。会议收到技术资料17篇,会上宣读了10篇:U形膨胀节稳定性试验研究和U形膨胀节的疲劳寿命(浙江工学院钱逸、陈龙根)、波纹管补偿器在动力管道上的应用(北京电力设计院王振铭)、     

受损正拱形爆破片的爆破及疲劳性能试验研究

稳定的爆破片性能是压力容器安全泄放的关键。针对工业中受实际操作影响产生的损伤爆破片安全性能问题,建立了爆破片爆破及疲劳性能试验平台,研究了挤压、划伤等异常工况下正拱形爆破片爆破压力及疲劳寿命的变化规律。结果表明,挤压损伤试验工况下,爆破片爆破压力基本不变,疲劳寿命相较正常爆破片下降近95%;划伤损伤试验工况下,爆破压力随划伤位置的变动而改变,疲劳寿命进一步下降,最短疲劳寿命位于1/2拱面附近。研究表明,长期工作中,异常工况损伤爆破片的更换是极其必要的。     

汽轮机膨胀节塑性变形损伤后结构力学性能分析

汽轮机金属膨胀节在制造、安装和运行阶段常发生塑性变形,影响其服役工况下达到设计膨胀补偿量和安全运行性能的要求。目前,核电厂关键设备主要设计参考规范(RCC-M、ASME规范第Ⅲ和ⅩⅢ卷等)正逐步发展为基于弹塑性理论的分析方法。针对某核电厂汽轮机膨胀节发生的塑性变形损伤,基于ASME规范和有限元软件ANSYS进行了膨胀节塑性变形损伤后结构力学性能分析,包含基于材料真实应力-应变数据的不同工况组合下塑性损伤分析及结构塑性损伤后疲劳寿命的校核。     

套管换热器的应力校核

基于材料力学和传热理论,提出对套管换热器用管道应力分析的方法来进行力学校核,其包括内外管一次应力和二次应力的校核,不仅可以避免套管换热器出现疲劳而损坏,而且在设计中可以判断是否要添加膨胀节,并通过CAESERⅡ进行验证.