反应堆压力容器主螺栓螺纹副结构设计研究

反应堆压力容器主螺栓紧固组件是保证其密封的重要部件,其螺纹副结构直接影响着反应堆压力容器的密封性能。结合国内外压水堆反应堆压力容器主螺栓螺纹副在设计、制造和安装方面的经验,对主螺栓螺纹副设计遵循的规范和标准要求进行了梳理和研究,并从主螺栓螺纹副承载和主螺栓安装两方面,分析了主螺栓螺纹副结构参数的影响。在上述研究成果的基础上,对主螺栓螺纹副结构进行了验证计算,为各堆型反应堆压力容器主螺栓螺纹副的结构设计提供技术参考。     

反应堆压力容器螺栓法兰连接设计与改进

反应堆压力容器（RPV）螺栓法兰连接设计应避免螺栓卡涩并减少螺纹损伤,在RPV主螺栓安装及运行过程中一旦发生主螺栓或螺孔螺纹损伤事故,势必会影响核电站安装或换料的正常进行,增加维修成本,进而影响整个核电站的经济效益。以M310堆型RPV为例,对主螺栓与法兰螺孔的设计进行分析和讨论,并结合核电厂安装及运行中出现的典型螺纹损伤案例,对螺纹损伤原因进行分析,最后对螺栓法兰设计提出改进建议,以减少RPV主螺栓和螺孔螺纹损伤事故,降低螺纹损伤的风险。     

内燃机车主发电机磁极螺栓超声波探伤

螺栓在使用过程中受到交变载荷的作用,在螺纹部位容易产生疲劳性裂纹,而由于内燃机车主发电机磁极螺栓进行不拆卸检修,无法采用磁粉探伤的方法验证螺栓螺纹的表面状态。为保证磁极螺栓螺纹表面质量,本文采用10MHzΦ8纵波直探头在螺栓螺帽端面进行超声波检测,能发现螺栓螺纹部位1mm以上的裂纹类缺陷,获得了很好的检测效果。     

CPR1000反应堆压力容器主螺栓孔螺纹力学分析研究

压水型反应堆压力容器采用大口径两体可拆结构,即大直径上封头组件与筒体组件经密布的大型主螺栓联接为密闭容器,依靠主螺栓载荷保证足够的密封储备。法兰螺纹受力关乎反应堆压力容器结构完整性,有必要开展相应的分析研究。应用ANSYS有限元分析软件,对CPR1000反应堆压力容器主螺栓孔螺纹进行受力分析,综合考虑螺纹升角、法兰实际结构形式等多种因素,对比分析了螺纹应力集中系数、剪切应力等结果,梳理出各种因素影响的规律性。通过研究,总结得到了反应堆压力容器主螺栓孔螺纹力学分析方法,为螺纹结构优化设计、相应工程问题处理等提供了有限元数值计算依据。     

反应堆压力容器主螺孔扩孔修复的强度校核和应力分析

扩孔修复是反应堆压力容器主螺孔螺纹严重损伤的主要修复方法之一,以CPR1000反应堆压力容器的M155×4 mm主螺孔为例,对扩孔修复后的主螺孔和主螺栓螺纹强度进行了校核,并以设计工况为例,对修复后主螺孔及容器法兰的应力分布进行了分析。结果表明,反应堆压力容器主螺栓和主螺孔螺纹剪切应力、挤压应力和弯曲应力均满足相应强度要求,主螺孔螺纹和容器法兰在扩孔修复后的应力也满足RCC-M规范要求。     

某柴油发动机主轴承盖螺栓的动力学性能分析

主轴承盖螺栓作为发动机中重要的紧固零件,因工作中承受着复杂的动态激励载荷容易发生疲劳失效。在考虑装配预紧力、曲柄连杆惯性力和气体作用力的情况下,采用有限元方法建立了主轴承盖螺栓联接结构动态分析力学模型,分析了主轴承盖螺栓在复杂激励载荷下的应力分布特点,探讨了装配预紧力、曲柄连杆惯性力和气体作用力等重要工作参数对螺栓螺纹牙根部和最大应力截面中心区域应力分布的影响。结果表明,气体作用力是主轴承盖螺栓重要的外部冲击载荷;主轴承盖螺栓最大应力截面中心区域等效应力随着预紧力的增加而增大;工况(转速)对主轴承盖螺栓的受力影响不显著;螺纹牙根部最大应力区域径向等效应力在螺纹牙根部附近急剧下降,其后至螺纹中心逐渐减小。研究对主轴承盖螺栓可靠性和疲劳寿命设计具有一定的理论参考价值。     

发动机主轴承盖螺栓动态扭矩上限值的研究

螺纹联接是发动机装配过程中广泛采用的一种方法,为了确保装配质量,必须对螺纹联接的拧紧工艺予以严格监控,一旦螺纹失效,尤其是发动机关键螺栓,如缸体缸盖连接螺栓、连杆螺栓、主轴承盖螺栓达到屈服极限而发生螺纹断裂等问题,将造成严重的后果。通过对主轴承盖螺栓工艺分析,基于机械设计螺栓屈服极限计算。为实际生产过程中主轴承盖螺栓动态扭矩上限值的设置提供了参考     

反应堆压力容器主螺栓螺纹疲劳分析方法

反应堆压力容器主螺栓螺纹是核岛设备疲劳分析中裕量偏小的典型部位之一。为优化螺纹疲劳数值分析方法,考虑主螺栓及主螺孔结构特点,从螺纹模型简化方式、应力提取及组合方式、瞬态温度和压力载荷叠加方式、疲劳强度减弱系数Kf取值及使用方法等方面,对反应堆压力容器主螺栓螺纹疲劳性能进行对比分析,总结出各因素对疲劳累积使用系数的影响规律,推荐一套较为合理、有效的计算方法,以提升螺纹疲劳分析裕量,从而为螺栓结构设计提供参考。     

核反应堆压力容器主螺栓的质量控制

核反应堆压力容器主螺栓是连接核反应堆压力容器顶盖与筒体的紧固密封件。其质量过程控制主要包括:主螺栓无损检验、主螺栓机械加工、不完整螺纹修整,主螺栓清洁、包装。     

内六角圆柱头螺栓多重防松措施设计

内六角圆柱头螺栓应用广泛,螺栓松动会造成严重后果。首先描述内六角圆柱头螺栓沉头孔的相关设计,接着介绍了施必牢螺纹、MJ螺纹两种特殊螺纹,最后提出了多重防松措施设计,以尽量提高螺栓联接的可靠性。     

在数控镗铣中心上去除不全螺纹的铣削方法

研究如何在数控镗铣中心上通过铣削方法达到屏蔽主泵大尺寸螺纹孔的起始部位去除不全螺纹部分的加工要求。通过研究确定要加工的第一个全扣位置、加工起始点所在的加工区域、不同的加工深度、采用的铣削方法等,实现铣削不全螺纹的数控操作。此加工方法避免了手工操作的不安全性与不确定性。在装配过程中,避免了不全螺纹部分划伤主螺栓表面,且便于主螺栓与主螺纹孔对正,增加了装配的安全性、可靠性。     

反应堆压力容器主螺栓螺母立式清洗机

通过性能对比,提出高度集成的反应堆压力容器主螺栓螺母自动化立式清洗机的最佳方案。该主螺栓螺母清洗机只需一次吊装即可完成螺母的全自动装卸,螺栓、螺母的清洗、风干、机器视觉检查及螺栓上油功能。基本原理是采用C形吊具将螺栓垂直吊入,通过主螺栓驱动机构,螺母升降机构主动滑块和被动滑块的配合实现螺母全自动装卸,螺母装卸功能采用螺栓旋转螺母随动的原理,主动滑块跟随机制,可保证螺纹不受损伤。通过离心式螺母清洗刷及螺母升降机构的配合实现螺母清洗,通过旋转滚刷组件靠拢旋转主螺栓实现主螺栓清洗,由基于线阵工业相机的图像采集组件和螺栓运动控制组件实现螺纹机器视觉检测,并生成螺纹展开图。通过一系列试验验证证明该清洗机安全可靠、清洗效果好、效率高、产生的放射性废物少,占地面积小。该设备已经在核电现场成功应用,能充分满足反应堆压力容器主螺栓螺母清洗维护需求。     

浅析影响反应堆压力容器主螺栓现场安装的因素

针对国内某核电厂CPR1000反应堆压力容器主螺栓采用整体螺栓拉伸机现场安装时无法顺利旋入主螺孔的现象,结合其主螺栓螺纹副结构和整体螺栓拉伸机性能特点,分析了造成该现象的影响因素,讨论了各因素的影响机理,并提出了相应的预防措施。     

动载激励下的预紧螺栓轴向应力特征分析

螺纹是一种使机械各个组成部分联接起来的机械要素。为了提高螺纹联接有限元模型的可靠性,对螺纹联接结构进行了参数化建模,并分析了螺栓在预紧力以及动载激励下的轴向应力特征。模型能够较好地反映螺栓螺纹牙底的应力集中,螺栓螺纹牙的轴向承载不均,螺纹孔倒角角度对螺栓螺纹的影响以及外载荷与施加在螺栓上的载荷之间的关系等多个现象的物理实质。结果表明,螺纹联接模型是可靠的,并且其分析方法对螺纹联接结构的力学性能分析及其结构优化设计研究具有重要的参考意义。     

核电站压力容器主螺栓孔修复工具研制

通过自行研制核电站压力容器主螺栓孔修复工具,实现在螺栓旋入前对检查发现有损坏的螺孔进行专项修复。修复工具刀头的螺纹中径可调,可以很好地适应不同螺孔尺寸的微小差别并实现螺纹啮合自对中,能够有效对螺孔螺纹的常见缺陷进行修复,保证螺栓顺利旋入。     

双头螺栓快速拧紧工具

在机械制造和修配中,常需在机体上拧入大量而密集的双头螺栓。目前采用的双头螺栓拧入工具多种多样,但都存在不足之处。经对比分析,我厂设计制造出一种适用于M8～M56双头螺栓的新型快速拧紧系列工具。经现场长期大量使用,实践证明它比一般常用工具或方法优越,下面作一介绍。一、工具设计原理螺纹自锁条件表明: 当λ≤ρ′螺纹连接具有自锁性。反之,λ>ρ′螺纹连接失去自锁能力。式中λ——圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。通常指螺纹中径圆     

基于有限元计算的汽缸紧固螺栓应力分布研究

某电厂新建机组中压外缸螺栓在168试运行过程中发生断裂,并有多条螺栓的螺纹处产生裂纹。失效分析认为该螺栓基本属于轴向大应力脆性断裂,为分析螺栓受力情况,采用有限元的方法对螺栓螺纹及螺柱的受力状况进行计算。为得到较高的精度,采用全螺纹、精细分网模型进行计算,结果表明螺纹的受力与螺柱内平均应力及螺栓材料的应力应变曲线有紧密联系;接触的前3阶螺纹承受的应力较大,最大应力约为螺杆平均应力的2. 5倍,工况下达到了屈服强度的82. 8%,往后各阶螺纹应力逐步递减;对螺栓加载过程进行了模拟,发现应力水平受加载历史影响。结合螺栓服役条件,认为本次螺栓裂纹与安全裕度不足有关,在附加应力的影响下造成螺栓开裂失效。     

鱼骨图在高强度螺栓设计方法改进中的应用

高强度螺栓应用于各行各业，连接关键部位，承受主载荷，受力情况复杂，现场使用时如果断裂，会造成严重后果。在高强度螺栓设计方法改进中应用鱼骨图，对高强度螺栓的断裂原因进行综合分析，从人员、设备、材料、方法、环境、测量5M1E环节入手，针对受力、材料选型、热处理、螺纹结构、表面防腐等方面综合提出可行的高强度螺栓设计方法改进建议。     

某汽油机连杆断裂失效分析

某汽油机在进行断油转速试验时发生连杆断裂的失效故障。通过断口分析和逻辑推理,找到了失效原因,即连杆螺栓孔尾端存在非全螺纹,极限尺寸情况,螺栓孔的非全螺纹跟螺栓的全螺纹存在啮合的可能,非全螺纹啮合引起螺纹干涉和应力集中,从而导致连杆的疲劳断裂。改进方案通过FEA计算和试验验证,为其他连杆设计提供借鉴。     

螺纹锁紧环换热器检修存在问题及对策

某厂的两套加氢装置使用了由国外设计、制造的H－H型螺纹锁紧环换热器，由于设计不合理，在停车对换热器进行拆装时，出现了外圈螺栓粘结、螺纹锁紧环螺纹损坏、内法兰螺栓拆卸困难和密封泄漏等问题，通过采取改变螺栓结构和改进拆装程序与方法等措施，完成对换热器的检修，也方便换热器以后的拆装检查。