热老化对核电厂一回路主管道LBB分析失效模式的影响

核电厂一回路主管道的材料热老化对其"未爆先漏"(LBB)分析存在明显的影响,基于美国NUREG/CR 4513报告,分析了热老化对一回路主管道的结构塑性极限载荷、裂纹扩展稳定性图(J-T图)、弹塑性断裂失效(EPFM)临界裂纹尺寸和结构失效模式的影响。案例分析结果表明,热老化增加了材料的流变应力和结构塑性极限载荷(增加了11.78%)、降低了材料韧性(裂纹扩张量为5 mm时下降了62.65%)、同样的撕裂模量下热老化后允许的J积分降低了50%以上,热老化后结构的塑性极限载荷与EPFM极限载荷之比(对应于ASME规范Ⅺ卷的Z因子)明显增大。研究结果还表明,在较大的外部载荷作用下,J-T图的驱动力曲线不再是条直线,这与诸如ASME规范Ⅺ卷的简单分析假设不一致,采用ASME规范中的简单假设可能得到非精确的结论。主管道既可能发生EPFM失效,又可能发生塑性失稳失效,发生EPFM失效对应的载荷区间更大。     

浅谈核电站一回路压力管道焊缝射线检测技术

核电站一回路压力管道是连接一回路主设备的重要管道,是冷却剂的循环通道,需要满足高温、高压、耐腐蚀的工作环境要求。其一般采用奥氏体不锈钢材料制造,也有用铜管、低合金钢内堆焊不锈钢的方式制成。因此,对一回路压力管道的检测尤为重要,介绍了射线检测技术在一回路压力管道奥氏体不锈钢焊缝中的应用。     

周向裂纹管道在含扭转各种组合变形时的极限载荷分析

到目前为止，还没有文献给中向裂纹管道在非对称弯曲及扭转组合变形时的塑性极限载荷计算公式。文中根据净截面垮塌准则用沙堆比拟法分别求出埋藏裂纹、外表面裂纹、内表面裂纹、穿透裂纹管道发生扭转变形时的塑性极限扭矩；给出含周向裂纹薄壁管道横截面上的剪应力分布规律，其塑性极限扭矩等于一个闭口薄壁截面与一个开口薄壁截面圆环的塑性极限扭矩之和，闭口薄壁截面的壁厚为管道壁厚减裂纹深度；开口薄壁截面的壁厚为裂纹的深度。推导了各种周向裂纹管在内压、轴力、扭矩及非对称弯矩共同作用时的塑性极限载荷关系式，并由此给出其他一些组合变形时的极限载荷计算公式。本文结果可供管道安全评价时参考。     

内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷

弯头是管道系统中最薄弱、最容易失效的管件。研究含缺陷弯头的塑性承载能力在整个压力管道系统安全评定中占有重要地位。利用求取直管极限载荷的鼓胀系数法建立不考虑直管影响的含缺陷弯头的塑性极限载荷估算式。采用三维弹塑性有限元技术，对内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷进行系统分析。结果表明，裂纹削弱系数（PL／P LO）与厚径比（t／rm）无关，在实际工程应用中可忽略厚径比对裂纹削弱系数的影响。裂纹对长半径弯头的塑性极限承载能力影响程度明显大于对短半径弯头的。     

内压下挤压三通的塑性极限载荷研究

报道了14个国产工业挤压三通在内压下的塑性极限载荷试验结果，其中2个为不锈钢其余12个为碳钢材料制造，8个无缺陷，6个分别含有腹部和肩部裂纹。文中首先对挤压成型三通的典型变截面尺寸特征进行了详细描述，然后研究了无缺陷和含裂纹三通的破坏过程及失效特征，总结了无缺陷三通的塑性极限载荷随结构尺寸变化的规律及裂纹对极限载荷的削弱规律。最后，利用试验结果对现有挤压三通极限载荷的估算式进行了评价。     

R6和RSE-M规范中一次应力与二次应力作用下的裂纹驱动力计算方法对比分析

对承受一次应力和二次应力载荷共同作用下的含裂纹结构进行断裂力学分析时，需要考虑材料塑性及一次应力与二次应力的相互作用对裂纹驱动力计算的影响。对常用的RSE-M和R6中提供的分析方法进行对比研究表明，二者的分析思路相同，本质上都是基于参考应力法分析；对一次应力引起裂纹驱动力的修正方法和结果基本相同；对二次应力引起裂纹驱动力的修正存在明显差异：RSE-M采用的方法中二次应力大小起主导作用而与一次应力弱相关，R6采用的方法中一次应力起主导作用与二次应力的大小弱相关，RSE-M适用于没有或者少量弹性随动的情况，R6对出现一定程度范围的弹性随动现象均适用，适用范围更大，同时得到的修正系数更保守。     

CPR1000核电机组首次一回路水压试验及完整在役检查实施时间的分析

根据《压水堆核电站核岛机械部件在役检查规范》RSE-M1997(2000)要求:国产百万千瓦核电机组CPR1000首次水压试验(即冷试)后的30个月内需进行首次一回路水压试验,并伴随进行完整在役检查。但由于工程期间安装、调试或并网延误,国内CPR1000机组偶有冷试和首次大修时间间隔超过30个月的情况,核电运营单位应从核安全和经验反馈等方面分析,确保在一定时间内,推迟首次一回路水压试验及完整在役检查不会给机组引入额外的核安全风险。本文提供了首次一回路水压试验和完整在役检查延期实施的分析方法和实践经验,分析过程中的试验数据均假设合格。     

含缺陷接管/三通结构塑性极限载荷研究进展

本文综述了国内外有关含缺陷接管 三通结构塑性极限载荷的研究现状 ,对今后开展有关含缺陷接管 三通结构塑性极限载荷的研究以及相应安全评定规范的制订 ,具有一定的指导作用     

含裂纹结构的极限载荷分析

将塑性极限分析应用于含裂纹结构极限承载能力的确定中 ,结合含裂纹结构达到的塑性极限条件和裂纹失稳扩展条件 ,判断结构是否达到极限状态 ,进而求出含裂纹结构的极限载荷 ,本文给出了这一计算过程的有限元普遍格式 ,并编制了相应的有限元程序 ,计算和分析了若干典型含裂纹平板的极限载荷 ,所得结论对研究含裂纹结构的失效模式和剩余强度确定具有理论和工程参考价值     

复杂载荷下管道三通的塑性极限载荷

目前对于管道三通在内压和弯矩联合作用下的塑性极限载荷累积规律有三种不同的观点，即线性方程累积、抛物线方程累积和圆方程累积模式。文中采用非线性有限元方法分析内压与弯矩联合作用下(包括面内弯矩和面外弯矩两种形式)管道三通的塑性极限载荷，结果表明其累积形式基本上介于抛物线方程和圆方程之间，并且与结构几何参量有关。最后在数值分析的基础上提出复杂情况下考虑几何因素的三通塑性极限载荷工程估算式，并用试验结果进行验证。     

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。     

基于ACFM的奥氏体不锈钢不规则裂纹可视化重构方法研究

奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性、高韧性和塑性,在石化特种装备和海洋结构中有着广泛应用。奥氏体不锈钢通常在高温、高压、强腐蚀介质中服役,结构表面可产生各种类型不规则裂纹缺陷,威胁结构安全服役。由于不导磁、弱导电、晶粒粗大的特性,传统无损检测对奥氏体不锈钢表面不规则裂纹检测和评估存在诸多挑战。提出基于交流电磁场检测(Alternating current field measurement,ACFM)技术的奥氏体不锈钢不规则裂纹可视化重构方法,建立奥氏体不锈钢不规则裂纹ACFM有限元仿真模型,分析不规则裂纹周围电磁场畸变规律,提出垂直方向磁场(垂直于试块方向磁场,称为Bz)图像梯度场的不规则裂纹表面轮廓可视化重构方法,利用不规则裂纹检测试验验证可视化重构方法的效果。结果表明,ACFM探头感应电流可在奥氏体不锈钢不规则裂纹端点聚集,聚集电流引起垂直方向磁场Bz畸变,Bz图像梯度场可反映电流聚集位置,Bz图像梯度场可视化重构方法能够实现奥氏体不锈钢不规则裂纹表面轮廓可视化成像显示及精确评估。     

拉,弯,扭及内压载荷下周向裂纹管的塑性极限载荷

本文提出了在轴向力、弯矩、扭转及内压联合载荷作用下含周向裂纹管塑性破坏载荷的力学模型。按ＶｏｎＭｉｓｅｓ准则可确定塑性跨塌时净截面上诸正应力值,进一步又给出了各种裂纹管道（诸如表面裂纹、穿透裂纹等）的诸塑性极限载荷表达式。本文对缺陷评定十分有用。     

周向表面裂纹压力管道塑性垮塌失效的理论与实验研究(三)--塑性垮塌失效的实验研究

对6根碳钢周向表面裂纹管进行了四点弯加载实验，研究了周向表面裂纹管的塑性垮塌失效特征，根据ASME规范的塑性极限载荷确定方法，由实验测得的载荷－加载点位移（P－△）曲线及载荷－裂纹嘴张开位移（P－CMOD）曲线，确定了周向表面裂纹管的整体塑性垮塌失效载荷及韧带局部塑性垮塌失效载荷。实验结果与作者建立的周向表面裂纹管净截面垮塌（NSC）模型与韧带局部塑性垮塌（LC）模型的预测载荷进行了比较，表明作者推荐的NSC模型与LC模型对周向表面裂纹管的适用范围是合理可行的。     

基于NSC准则的周向裂纹管塑性极限载荷分析

本文基于NSC（NetSectionCollapse,净截面垮塌）准则建立了拉弯组合受载条件下周向埋藏裂纹厚壁管的塑性极限载荷状态受力模型,并由此获得了周向裂纹管塑性极限载荷的通用解。利用通用解,考察了各主要因素对裂纹管承载能力的影响,并导出了在不同受载条件（纯拉、纯弯及拉弯组合载荷）下,不同裂纹构型（表面裂纹、埋藏裂纹、穿透裂纹及复杂裂纹）的周向裂纹管塑性极限载荷计算式。     

阀门用奥氏体不锈钢铸件应用分析

介绍了阀门用奥氏体不锈钢铸件的铸造过程关键项目,以及质量检测的相关方法。对阀门用不锈钢铸件需要“承压”的必要性进行分析。对不同工况下,同种铸造奥氏体不锈钢进行分析,为奥氏体不锈钢的铸造工艺、奥氏体不锈钢的牌号选择和细节要求提供参考依据。     

奥氏体钢传热管在42%氯化镁溶液(沸)中的应力腐蚀试验

通过奥氏体不锈钢传热管在沸腾42%MgCl2溶液中应力腐蚀试验,预制出含有轴向表面裂纹的试件,考察了08X18H10T奥氏体不锈钢在含氯离子介质中的应力腐蚀敏感性。对试件进行宏、微观分析,结果表明,介质中同时含氯离子和O2是该钢种发生应力腐蚀破裂的必要条件,对于未穿透管壁的表面裂纹,在裂纹前沿未开裂区域会产生C和S的偏析,材料塑性下降。     

含周向面型缺陷管道的失效评定曲线

１　引言失效评定图技术理论严格,使用方便,已经广泛应用于含缺陷容器的安全评定中。由于含周向缺陷管道的承受载荷和容器有很大的不同,为将这一先进的方法引入含周向缺陷管道的安全评定技术中,有必要研究含周向缺陷管道的失效评定曲线。管道周向缺陷的型式有面型缺陷和体积型缺陷。体积型缺陷失效模式一般为塑性极限载荷控制,评定时采用塑性极限载荷评定,无需进行断裂分析。面型缺陷的失效模式可能为极限载荷控制也可能为断裂控制失效模式,采用能同时考虑这两种失效模式的失效评定图技术是非常便利的。面型缺陷可以表征为表面裂纹、…     

内压载荷作用下含缺陷弯头的塑性极限载荷有限元分析

采用三维弹塑性有限元技术,对内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷进行了系统分析。结果表明,裂纹削弱系数(PL/PL0)与厚径比(t/rm)无关,在实际工程应用中可忽略厚径比对裂纹削弱系数的影响。裂纹对长半径弯头的塑性极限承载能力影响程度明显大于对短半径弯头的。     

奥氏体不锈钢深冷容器疲劳设计曲线探讨

现行压力容器标准中奥氏体不锈钢疲劳设计曲线均基于常温疲劳试验数据拟合得来,并未考虑低温对奥氏体不锈钢强度、疲劳寿命的影响。本文提出一种基于常温疲劳设计曲线和深冷力学性能,获取奥氏体不锈钢深冷疲劳设计曲线的方法。首先,在试验研究基础上整理分析了文献中77 K和4 K温度下的奥氏体不锈钢疲劳试验数据,并按ASME BPVCⅧ-2采用的Langer模型表征疲劳试验曲线;其次,根据低温对奥氏体不锈钢强度和塑性的影响规律,分别对Langer模型中的疲劳极限和塑性应变项系数进行修正,建立低温下Langer模型系数与温度的关联关系,提出了深冷疲劳试验曲线计算公式;最后,通过对比文献中110 K温度下材料疲劳试验数据,初步验证了深冷疲劳曲线计算方法的有效性。