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热障涂层(TBCs)在提升镍基高温合金抗高温氧化性能方面已有充分研究,但其在高温低周疲劳(LCF)载荷下的力学行为,尤其是随应力水平演变的“双刃剑”作用机制仍不明确,制约了TBCs在航空发动机涡轮盘等关键承力部件中的安全设计与应用。为此,针对涂覆TBCs的IN718合金,在650℃(典型涡轮盘考核温度)下开展LCF试验。结果表明,涂层对疲劳性能的影响具有显著的应力阈值效应:在550 MPa的应力下,涂层通过界面结合与残余压应力抑制裂纹萌生,疲劳寿命提升43.4%;当应力超过580 MPa后,涂层缺陷成为裂纹源,疲劳寿命下降达70.9%。断口分析表明,低应力下涂层可调控裂纹扩展与位错分布,提高疲劳性能;高应力下涂层开裂并沿界面扩展,导致早期失效。SEM与TEM微观分析进一步揭示了涂层在不同应力下的界面行为与失效机理。研究结果为面向疲劳工况的热障涂层设计与可靠性评价提供了关键理论依据与数据支撑。
以8 mm厚TP316H不锈钢为研究对象,采用激光深熔焊方法开展工艺研究。设计9组工艺试验,首先观察焊道的宏观形貌,分析焊缝余高、宽度及焊接咬边缺陷随激光工艺参数的变化规律。基于焊接参数对焊道宏观形貌的影响,筛选出最优工艺参数,并对相应焊接接头的显微组织与力学性能进行分析。结果表明:在激光功率为6 kW,焊接速度为20 mm/min,离焦量为-4 mm及激光入射角为5°的工艺参数下,TP316H不锈钢激光深熔焊接头的热影响区与焊缝区均由奥氏体组织构成;焊缝区的硬度最高,为210HV10,而母材区的硬度最低,为161HV10;接头室温拉伸的最小屈服强度为270 MPa;在接头面弯与背弯试验中,拉伸面均未产生裂纹;此外,接头韧性良好,焊缝区的最低冲击吸收能量为102 J。以上结果表明,激光深熔焊对于TP316H不锈钢是一种高效、高质量的焊接技术。研究为不锈钢材料的激光深熔焊应用提供了理论基础。
针对冻土区腐蚀管道的力学性能问题,为探究复杂腐蚀管道的失效压力和应力变化规律,提出建立含复杂腐蚀缺陷管道的有限元数值模型,分析了腐蚀深度与长度等参数对失效压力及应力分布的影响。结果表明:当浅腐蚀深度固定为10%壁厚时,深腐蚀深度从20%增至80%,导致失效压力下降30.3%;而深腐蚀深度在浅腐蚀深度基础上增加10%条件下,浅腐蚀深度从10%增至70%,导致失效压力骤降58.2%。相比之下,长度参数变化影响较弱:浅腐蚀长度由250 mm增至400 mm时,失效压力仅下降7.7%;深腐蚀长度从50 mm增至200 mm时,失效压力降幅为10.9%。等效应力在深腐蚀和浅腐蚀交界的环向中心处达到最大值,从腐蚀参数对失效压力的影响规律来看,腐蚀深度的影响程度最为显著,其次为腐蚀长度。根据数值模拟的失效压力数据集拟合得到冻土区埋地复杂腐蚀管道失效压力预测公式,为冻土区管道运行和检测提供一定的理论支持。
材料韧脆转变曲线的拟合多依赖传统算法,存在拟合模型不统一、对试验数据分布特性考虑不足等问题,导致拟合结果易受人为因素影响、曲线形态不合理,难以客观反映材料性能。针对这一问题,提出一种基于加权最小二乘法的系列温度夏比冲击试验数据拟合算法。该方法通过拟合函数的一阶导数构建权函数,并结合原始数据方差动态分配拟合权重,通过迭代优化获取拟合参数。研究采用双曲正切函数与Logistic函数进行拟合对比,结果表明,加权拟合能有效提升上下平台数据权重,降低转变区离散数据对拟合结果的影响,在试验数据量有限的前提下获得更加符合物理规律的拟合曲线,显著改善下平台参数取值为负等不合理现象。研究为加氢反应器步冷试验数据处理与材质劣化评估提供了更可靠的方法参考。
针对绝热材料吸湿导致绝热层下腐蚀的问题,采用标准对比分析与试验测试相结合的方法,系统梳理了12项国内外腐蚀评价标准(7项模拟试验标准、5项浸出液测评标准),探讨不同标准在评价指标选取、测试流程设计、结果判定准则等方面的差异与特征;明确当前评价标准体系存在的适用性缺陷与完善空间。基于上述标准分析结果,选取GB/T 17393—2008,ASTM C871-18(2023)及ASTM C795-08(2023)标准为参照,设计并开展多种绝热材料浸出液定量评价试验,重点对比分析新型纳米绝热材料与传统绝热材料的关键腐蚀性能指标。研究结果表明:新型纳米绝热材料中,纳米气凝胶毡样品的pH值低于7(呈弱酸性)的占比达67%,其余关键腐蚀性能指标(如电导率、氯离子含量等)均满足相关评价要求。本研究成果为完善绝热材料腐蚀评价标准体系、科学指导工业绝热材料选型提供了关键依据,对保障工业设备长效安全运行具有重要的理论与实践价值。
针对IG541(组分为52%N_2+40%Ar+8%CO_2)消防气瓶发生爆炸问题,采用宏观检查、材质成分分析、力学性能分析、金相组织分析、断口形貌分析、腐蚀产物分析,以及气瓶气体水含量分析等手段,分析其失效原因。结果表明:气瓶材质、力学性能均符合标准GB/T 18248—2008的规定,充装的消防气体中水含量达到80×10~(-4)%,为标准GB 20128—2006规定上限值的16倍,导致气瓶中上部的内壁长期处于潮湿的CO_2环境,引起应力腐蚀开裂(SCC),最终发生爆炸。通过该起消防气瓶爆炸原因分析,可为含CO_2及其他具有腐蚀风险气体的气瓶灌装及检验提供借鉴。
针对复合材料储氢气瓶疲劳损伤实时监测困难的问题,基于疲劳加载试验平台,采用声发射(AE)技术对无损伤复合材料气瓶在疲劳加载过程中的损伤累积进行实时监测。开展了5 000~21 000次疲劳加载下的声发射试验,获得了AE信号参数随加载次数变化的规律。结果表明,该气瓶的实际疲劳次数与分析计算获得寿命符合较好,气瓶属于正常疲劳破坏;随着疲劳次数的增加,撞击计数呈线性增加趋势,幅值、能量、电压等AE信号参数均显示疲劳损伤呈初始积累期-强烈损伤期-平静积累期-快速损伤期。采用JCMS-Ⅲ方法对疲劳加载过程中的AE数据进行分析发现,一类和二类两类损伤的撞击计数量均随加载次数增加而增多,其中第二类损伤增长规律性较差,而第一类损伤(脆性断裂)呈现近似线性增长趋势。这表明脆性断裂损伤在疲劳加载过程中持续累积,对气瓶的整体安全性能构成影响。同时,通过各参数变化对比分析,对该复合材料储氢气瓶全寿命周期内声信号信息的变化行为进行关联性分析,并通过对气瓶损伤的分析表明,一类损伤参数具备用于复合气瓶疲劳寿命表征的潜力。
裂纹是油气管道中的严重缺陷,会显著降低油气管道的结构强度,增加泄漏或断裂发生的概率,对输送安全构成严重威胁。针对上述问题,根据铁磁性材料磁偶极子模型和磁导率扰动检测理论,提出一种基于剩磁与涡流耦合效应的裂纹检测方法。通过搭建裂纹动态扫查试验平台,开展带剩磁和无剩磁条件下的裂纹检测试验,提出快速傅里叶变换信号处理方法,对比分析内、外表面裂纹涡流响应信号的波形变化特征。结果表明,相较于单一涡流检测,本方法对内表面裂纹深度和宽度的检测信号峰峰值分别提高了136.78%和148.32%;同时,该方法突破了趋肤效应的限制,对外表面裂纹展现出良好的检测能力。研究可为油气管道裂纹内检测装备的研发提供关键的理论与试验依据。
针对现有小口径管道(DN≤200 mm)检测设备存在的工作空间受限、弯头通过性差等问题,以正交励磁技术为依托,设计出一款适用于??159 mm管道的三维漏磁检测器。结果表明,检测器可通过1.5D_(外径)弯头,建立二维轴对称有限元分析模型,对磁铁节在静态和动态时的磁化能力进行分析,该磁铁节可将被测管道磁化至1.6 T以上。通过工业管道测试,验证检测器的通过能力和磁化能力,并通过开挖验证,证明设计的检测器在非饱和磁化状态下,对管道金属损失类缺陷具有较高的检测精度:长度精度达到±10 mm;宽度精度达到±10 mm;深度精度达到被检管道正常壁厚值的±10%。研究可为小口径管道检测器的研制及检测提供参考。
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<正>《压力容器》自创刊以来,始终坚持“学术性、实用性相结合”的办刊方针,并严格执行“同行评议”和“三审三校”制度。在2025年期刊入选Scopus,EBSCO等知名国际数据库;继续被评定为中文核心期刊、中国科技核心期刊;并荣获华东地区优秀期刊、安徽省优秀期刊等奖项。这些成绩和荣誉的获得,离不开《压力容器》期刊审稿专家百忙之中的辛苦付出。各位审稿专家以严谨的治学态度和无私的奉献精神对稿件学术质量把关,在作者修改稿件时给予悉心指导,使作者、读者和编者获益匪浅;