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主要研究热轧不锈钢复合板界面组织特征与抗剪性能之间的关系,重点分析剪切试验界面断裂过程特征与抗剪结果的可信性。利用金相、SEM,EDS,TEM等手段观察结合界面微观组织,并严格按照国标进行显微硬度与剪切试验。通过分析发现,复合界面存在元素扩散,且不同元素的扩散距离不同,并导致在结合界面处形成带状组织的特殊形貌;结合界面处加入Ni箔后对界面元素扩散有一定的抑制作用,有利于改善界面不锈钢侧综合性能;剪切断口沿界面薄弱位置发生曲折开裂,参照界面元素扩散,可有效评定抗剪结果的准确性与可信性。
通过对厚度为8 mm的2219铝合金横焊过程中的高速摄像观察及典型接头金相分析研究,阐述了横焊接头典型咬边及气孔缺陷成形机理。结果表明,横焊过程中,小孔熔池形成过程中受力的平衡与稳定,是焊缝成形的前提与基础;焊缝背面受力失衡且金属流动性差是造成背面咬边缺陷的原因;在电弧力及熔池重力的共同作用下,金属湿润铺展受到阻碍是焊缝正面咬边缺陷的成因;重力向下,浮力向上,熔合线附近冷却速度较快,导致气孔来不及逸出而在焊缝上侧聚集。
采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对1000 MW超超临界发电机组P92钢再热蒸汽管道焊缝区的显微组织及其对蠕变裂纹扩展速率的影响进行了深入的研究。结果表明,试验用P92钢蒸汽管道焊缝区为回火马氏体组织,其组织极不均匀,主要表现在马氏体的回复程度相差较大。马氏体回复程度越低,板条形态保持得越好,板条越细密,蠕变裂纹扩展速率就越小。在焊缝区,原奥氏体晶界、马氏体板条界及亚晶界上主要分布有两种析出相,即富含钨、钼的Laves相和富含铬的M_(23)C_6型碳化物;而在焊缝区晶体内部除有上述两种析出相外,还有富含钒、铌的MX型碳化物,且Laves相总伴生在M_(23)C_6型碳化物处。
利用有限元模拟了500 L车载LNG气瓶尾端支撑结构在稳态导热下的温度场分布,并对十字形、圆盘形和碗形3种不同的支撑结构漏热量进行分析。通过改变3种支撑结构的支撑板尺寸,对比3种结构的传热量发现:十字形支撑和圆盘形支撑的支撑板尺寸改变会造成漏热量的显著变化,而碗形支撑的漏热量对支撑碗直径的变化较不敏感;且碗形支撑的整体漏热水平显著高于十字形支撑和圆盘形支撑。
采用有限元分析软件对超临界氮在螺旋管内的流动与传热进行研究,探讨了螺旋半径R、螺距P、管径d等结构特性对流动传热的影响,并对各参数灵敏度做了量化分析。结果表明,螺旋管内离心力的存在很大程度上强化了传热;螺旋管结构特性的变化对流动传热影响较大,其中管径d影响最大,螺旋半径R、螺距P次之,分析结果为今后的研究提供参考。
基于Ambartsumyan横观各向同性厚板理论,介绍了管板应力精细化分析的统一理论。与其他简化理论不同,精细化统一理论讨论更为一般的情形,即:考虑管板厚度方向与管板面内(横观)弹性常数的差异;考虑管板剪切应力的影响;考虑两管板材料、厚度、直径及周边约束条件不同的情况;考虑管程、壳程压力降(含流体重力)及换热管和壳体自重的影响。数值计算对比分析表明,对薄管板及厚管板的应力分布精细化统一理论预测结果与有限元分析结果符合得非常好,而ASME规范设计结果是不准确或错误的。
通过对比条件一致的弓形折流板和螺旋折流板换热器的数值模拟结果,发现螺旋折流板换热器壳程绝大部分区域轴向速度占优,导致了螺旋折流板换热器壳程的压降和传热量均小于弓形折流板换热器。而螺旋折流板换热器三角区较高的切向流的原因是:三角区是上下游不同象限折流板区间接触"短路"的区域,故在这一区域存在较大压差会引起流体"短路"。同时,本研究也对比了螺旋折流板换热器数值模拟结果和工程半经验算法的计算结果,发现工程半经验算法得到的传热系数h偏低;且工程半经验算法中,对通过壳程半幅对称面的净质量流量考虑较简单,未考虑相邻三角区流体"短路"的影响,故有必要重新考虑螺旋折流板换热器热工设计校核中所用的传热系数h计算公式。
通过对封头制造与标准发展过程的研究,可以看出,在封头制造方面,产品逐渐从没有互换性向可以互换的方向发展,制造规模不断扩大,产品质量不断提高;在封头标准方面,将独立、分散的封头标准进行了整合,形成了统一的封头标准,提出了相互协调的要求。由此,对封头制造和标准的改进及发展方向进行了探讨。
随着化工设备的大型化和操作参数的不断提升,设备法兰尺寸也越来越大,法兰连接的密封问题不断出现,大直径法兰的密封问题尤其突出,因此解决大直径法兰的密封问题显得更加重要。通过大直径长颈对焊衬环法兰(DN2500)试压的泄漏问题反馈,从密封面质量、垫片性能以及螺栓预紧三方面进行详细分析,法兰密封泄漏仅是由法兰偏转和密封面不平整问题引起的界面泄漏,将法兰密封面衬环结构改为堆焊结构,有效地解决了试压泄漏问题。
移动式承压类特种设备的风险防控与治理事关公共安全和社会经济发展,为了满足氢能、天然气等新型能源的安全高效储运以及节能环保的综合要求,移动式承压类特种设备朝极端化、轻量化、复杂化趋势发展,这对该领域提出了重大技术需求,特别是复合材料、复杂结构、复杂载荷设备的损伤与失效模式识别,轻量化、超低温绝热等新型设备的设计、制造,高效检测,动态风险监测、评估、预警与应急方面,有一系列技术问题急需进行系统深入研究。由中国特种设备检测研究院牵头,全国30家单位联合申报了"十三五"国家重点研发计划"公共安全风险防控与应急技术装备"专项项目"移动式承压类特种设备风险防控与治理关键技术研究"并获得立项。介绍该项目的研究目标、研究方案、拟解决的关键技术、主要研究内容及预期成果与效益等主要内容。
在大型先进压水堆核电设备设计中,为了确保电站服役过程中产品的绝对安全性,部分焊接部件往往厚度较大(50 mm以上)。按照ASMEⅢ&V卷中的相关要求,一般核级对接焊缝都需要进行100%射线检测。对于薄板焊缝,射线检测技术既能探测出体积型缺陷,又能探测出面积型缺陷。但是随着板厚的增加,射线技术对面积型缺陷的检出率及典型较小体积型缺陷的信噪比开始逐渐降低。通过制作预埋各种不同性质、不同尺寸的自然缺陷厚板试块,采用超声成像检测技术(仅限于相控阵)进行试验,通过与射线检测结果对比分析,发现超声成像检测技术在厚板焊缝检测中具有较大优势,缺陷检出率明显高于射线检测技术,尤其对于面积型危害性较大的未熔合、裂纹等缺陷,采用超声成像检测技术都可检出,而射线检测漏检率较大。
介绍了某临氢设备用12Cr2Mo1VR(H)钢板的技术要求和生产工艺,同时对不同热处理状态下的组织和性能进行研究。研究结果表明,采用正火(加速冷却)+回火工艺生产的100 mm厚12Cr2Mo1VR(H)钢板,显微组织主要以贝氏体为主,成分均匀、杂质元素含量低、综合力学性能优良,特别是经过模拟焊后热处理和步冷处理后,钢板仍然具有良好的力学性能和优良的抗回火脆化性能。