含均匀减薄缺陷传热管的爆破压力预测研究

蒸汽发生器传热管微振磨损等体积型缺陷是导致其承压能力降低而破裂的主要原因.本文针对含均匀减薄缺陷Inconel690蒸汽发生器传热管的极限承载能力进行了研究.通过液压爆破实验获得了含缺陷传热管的爆破压力,确定了缺陷尺寸对传热管爆破压力的影响规律;采用数值模拟方法对含缺陷传热管的爆破压力进行了预测,在此基础上建立了爆破压力的预测公式.将预测公式与已有工程方法进行对比,结果表明该公式是合理且保守的.     

蒸发器传热管堵管判据的研究

以传热管缺陷的伤深比α和当量长度比γ为参量,利用爆破压力拟合计算公式和强度条件,导出了含缺陷传热管的安全评定判据和堵管条件,提出了传热管在役检查的验收判据和堵管条件。     

蒸汽发生器含轴向裂纹传热管的失效压力分析

运用有限元法计算了含轴向表面裂纹传热管的失效压力,拟合了计算公式,并根据计算结果分析了失效压力随裂纹几何尺寸变化的规律,最后与有关经验公式进行了比较分析。     

人工缺陷对S38C车轴钢疲劳极限的影响

采用布氏硬度计和电火花烧蚀方法在S38C车轴钢疲劳试样上引入压痕和电火花凹坑两类人工缺陷,研究含不同尺寸人工缺陷试样的疲劳极限,并与Murakami模型的计算结果进行对比。结果表明:疲劳裂纹从人工缺陷底部萌生;在研究范围内,含人工压痕和电火花凹坑试样的疲劳极限均随着缺陷投影面积的增加而呈线性降低趋势;在缺陷于横截面上投影面积相同条件下,试验得到含电火花凹坑试样的疲劳极限比含人工压痕试样的低30 MPa左右,含人工压痕试样的疲劳极限试验值比计算值高约50MPa,而含电火花凹坑试样的疲劳极限仅比计算值高约20MPa,含该类缺陷试样的疲劳极限可由Murakami方程进行近似预测。     

材料表面缺陷光热技术自动测量系统的研究

对光热技术测量材料缺陷的原理及实验方法进行了研究。通过对试样光热信号的振幅和相位的测量，确定出材料缺陷的位置，并由理论公式通过计算机拟合出缺陷大小的尺度。设计了硬件与软件，实现了测量自动化，并对C／Al复合材料的表面缺陷进行了测量。     

承压圆筒爆破强度预测公式的精度和稳定性

为给选择公式或拓展公式应用范围提供依据,应用概率论知识和数理统计理论,建立了公式稳定性与精度的比较与评价方法.基于承压圆筒实际爆破压力与有关公式计算值之比是基本符合正态分布随机变量的研究,从分布参数波动范围的变化系数比较与评价公式稳定性,从分布参数取值区间的重合度比较与评价公式精度.在双侧置信度98％时和公式的应用范围内,比较与评价了中径公式、特雷斯卡公式、福贝尔公式与流变应力公式的稳定性和精度.研究表明:(1)稳定性与精度不降低是选择公式或拓展公式应用范围的基本条件;(2)对于单层承压圆筒,中径公式的实测爆破压力应用范围,可由标准规定的不超过105 MPa拓展到不超过329.6 MPa,公式的稳定性明显提高且精度不降低;特雷斯卡公式的实测爆破压力应用范围,可由标准规定的位于91.0 MPa～300 MPa之间拓展到不超过329.6 MPa,公式的稳定性明显提高且精度不降低;在实测爆破压力不超过329.6 MPa时,中径公式与特雷斯卡公式的稳定性与精度无显著差异;在流变应力公式的应用范围为实测爆破压力不低于220 MPa,以及福贝尔公式的应用范围为实测爆破压力不低于250 MPa时,两个公式的精度没有明显差异,流变应力公式的稳定性明显比福贝尔公式好;当中径公式或特雷斯卡公式应用范围为实测爆破压力不超过329.6 MPa,以及流变应力公式的应用范围为实测爆破压力不低于220 MPa时,中径公式或特雷斯卡公式的稳定性明显比流变应力公式的好,精度也高于流变应力公式.(3)对于实测爆破压力不超过209.7 MPa的扁平绕带式压力容器,中径公式的精度和稳定性比单层承压圆筒爆破压力的4个预测公式低.     

蒸汽发生器传热管导热系数的测量研究

蒸汽发生器传热管的导热系数是热工分析的重要输入参数之一,该导热系数很难通过理论计算或常规的试验装置直接获得。运用一维稳态导热的原理,针对传热管导热系数的测量,设计了一种圆管法导热系数测量装置。误差分析表明,该测量装置的精度控制在0.5%以内,满足工程的要求。利用该测量装置对4种蒸汽发生器用管进行测试,形成每种传热管导热系数随温度变化的拟合公式,通过该公式可求得每种合金管在使用温度范围的任意温度点的导热系数,为蒸汽发生器传热计算提供可靠的参数。     

评定含局部减薄缺陷圆柱壳的新公式及其应用

应用实验数据,选用能自动识别区域的简单函数,分区域拟合含缺陷圆柱壳的鼓胀系数M1,建立了计算含矩形缺陷圆柱壳剩余强度系数(RSF)的新公式,其计算精度高于或相当于API 579 1级评定和BS 7910中相应的计算公式；采用鼓胀系数M1,给出了2级评定相应的计算公式；应用20段评定法分别建立了轴向含三角形、椭圆形和圆弧形凹坑圆柱壳的剩余强度系数计算公式,计算了含三角形和椭圆形凹坑圆柱壳的RSF1值,并用表格列出了能直接用于工程评定的RSF1值.     

超高压圆筒形容器爆破压力计算公式的比较

基于容器径比范围为1.33~4.71与容器材料屈强比范围为0.402 7~0.885 2的30组试验数据,对计算超高压圆筒形容器爆破压力的有关公式进行了分析比较,得到如下结论:(1)超高压圆筒形容器爆破压力实测值与福贝尔(Faupel)公式计算值之比的准确度为1.025 0,变异系数为0.091 43;(2)与有关公式相比,福贝尔公式具有准确度高、变异系数小和适用性广的特点。(3)采用组合与置换的方法适当改进具有普适性的传统经典公式,可提高特定容器的设计精度。     

含缺陷的30NiCrMoV12车轴钢的多变量疲劳性能研究

车轴遭受异物冲击缺陷存在多种形式，其中棱角冲击对车轴疲劳性能影响较大，会加速车轴的失效。为研究棱角冲击缺陷对车轴疲劳极限的影响，针对30Ni Cr Mo V12车轴钢，采用软件模拟与疲劳试验相结合的方法，借助ABAQUS对冲击缺陷区域进行应力场分析，对预制好的缺陷车轴试样进行疲劳试验，依据试验结果采用近似欧文单侧公差极限法拟合各试样组疲劳P-S-N曲线，得到相应的疲劳极限。根据各试样组的疲劳试验结果预测全尺寸车轴疲劳极限。考虑冲击缺陷深度的分散性，对缺陷深度和全尺寸车轴疲劳极限两参数进行拟合。最后基于EI-HADDAD公式，建立含棱角冲击缺陷的30Ni Cr Mo V12车轴钢的多变量疲劳极限预测模型。采用该模型能够快速预估含不同尺寸棱角缺陷的全尺寸车轴疲劳极限。     

New version of performance demonstration program for steam generator tubing analysts

The reliability and performance of steam generators (SGs) are serious concerns in the operation of nuclear power plants. In particular, SG tubing is subject to a variety of degradation processes that can lead to potential leakage or rupture. To prevent a plant shutdown from this kind of event, the integrity of SG tubing should be periodically determined. The eddy current test is widely used for the inspection of SG tubing during in-service inspection. For the evaluation of eddy current data, analysts are required to have the Level II or greater qualification based on the american society for nondestructive testing (ASNT) standard. In addition, analysts evaluating eddy current data obtained from SG tubing are required to have a qualification of performance demonstration. The performance demonstration program in Korea has existed since 2004 and uses the qualified data analyst (QDA) program developed by the electric power research institute (EPRI). Recently, the QDA program was updated by EPRI. The updated QDA program has been in effect for SG tubing analysts in Korea since 2010. In this paper, we describe the performance demonstration program, the degradation mechanisms, and the inspection techniques for SG tubing in nuclear power plants.     

蒸汽发生器检测技术的发展

以前的蒸汽发生器检测系统通常由多个独立的模块组成,相互间的控制与通讯连接往往需要大量的电缆与适配器。采用的检查方法是单频涡流仪与BOBB IN探头,这对体积性缺陷有很高的检测率。但是传热管上不断发现的其他形式的缺陷对其完整性造成了很大影响,甚至可能影响到电站的可靠性、功率以及经济效益。在越来越严厉的电站规范要求和确保公众与环境的安全的前提下,旧系统的检测能力难以满足规范要求。为了能够快速检出这些多样化缺陷,对其进行定量、定性解释,并满足辐射防护原则的要求,由先进探头技术和基于高速计算机与远程通信系统平台的多用途仪器构成的检测系统在近10年得到了很大的发展。整个检测系统的智能化与集成度越来越高,使蒸汽发生器检测质量更高,速度更快,经济效益也更高。     

连铸球墨铸铁扭转缺口强度的研究

研究了一种用水平连铸技术生产的球墨铸铁型材的扭转强度和缺口扭转强度。实验发现光滑扭转试样是沿４５°方向开裂,开裂面是最大拉应力面,表现为典型的脆性断裂。缺口试样的断裂模式分两种情况：当为钝缺口时（即（ρ≥０．７５ｍｍ,Ｋｔ≤１．６）,其断裂特征与光滑试件相同;而当为尖锐缺口时（即ρ＜０．３７５ｍｍ,Ｋｔ＞２．１）的开裂出现在缺口根部,并且开裂面垂直于轴线方向,是剪应力作用。实验结果还表现出扭转缺口强度与应力集中系数的关系,即应力集中系数越大,扭转缺口强度反而越高。该球墨铸铁的缺口敏感性（ＮＳＲ）大于１,故缺口完全不敏感。     

Plastic collapse analysis of thin-walled pipes based on unified yield criterion

Based on a unified yield criterion (UYC), the plastic collapse analysis of thin-walled pipes is conducted in the framework of finite strain. A unified analytical solution for the burst pressure of end-capped defect-free pipes is derived, which is fit for various kinds of non-SD (strength differential) materials. A series of solutions can be deduced from this unified solution, and those solutions of burst pressure on the basis of Tresca, von Mises, ASSY, and TS criteria are special cases of it. By comparing with existing test result, it is found that the present unified solution is very convenient and effective for the prediction of burst pressure.     

Controlled microaspiration for high-pressure freezing: a new method for ultrastructural preservation of fragile and sparse tissues for TEM and electron tomography

High‐pressure freezing is the preferred method to prepare thick biological specimens for ultrastructural studies. However, the advantages obtained by this method often prove unattainable for samples that are difficult to handle during the freezing and substitution protocols. Delicate and sparse samples are difficult to manipulate and maintain intact throughout the sequence of freezing, infiltration, embedding and final orientation for sectioning and subsequent transmission electron microscopy. An established approach to surmount these difficulties is the use of cellulose microdialysis tubing to transport the sample. With an inner diameter of 200 μm, the tubing protects small and fragile samples within the thickness constraints of high‐pressure freezing, and the tube ends can be sealed to avoid loss of sample. Importantly, the transparency of the tubing allows optical study of the specimen at different steps in the process. Here, we describe the use of a micromanipulator and microinjection apparatus to handle and position delicate specimens within the tubing. We report two biologically significant examples that benefit from this approach, 3D cultures of mammary epithelial cells and cochlear outer hair cells. We illustrate the potential for correlative light and electron microscopy as well as electron tomography.     

A method for quantifying electron staining,obtaining the dry specific gravity of specimens in sections,and measuring section thickness

Methods are described for the estimation of the dry specific gravities (SG) of specimens in thin sections, especially for the comparison of one group with another and for the quantification of electron stains. Variations in section thickness are overcome by using the naked supporting film as a base-line, and relating the SG of the specimen to that of the resin, which acts as a standard. Section thicknesses may also be estimated by using similar methods. The optical densities of their images are compared with those of standards; knowledge of the SG of the resin allows one to calculate its thickness.     

偏磨油管在内压及轴向载荷下的变形有限元分析

为了解决油管偏磨问题,对内压和轴力作用下的无偏磨、单面偏磨和双面偏磨油管分别进行了有限元(AN-SYS软件)模拟研究。结果表明,油管偏磨大大降低了油管抵抗变形的能力,尤其油管双面偏磨更容易导致油管失效。在所研究的范围内,得出了内压和轴力作用下,油管失效不是油管强度不足的结论。     

水平井中钻柱屈曲的非线性有限元分析

建立了直井中钻柱屈曲的平衡方程及对应的泛函表达式,使用有限元法对不同约束下水平井中钻柱从稳定到非线性屈曲的整个过程进行了分析。力学模型中考虑了重力和扭矩对屈曲的影响。分析结果表明:钻柱的屈曲是一个从局部屈曲到总体屈曲的过程,屈曲段的井壁约束力、钻柱弯矩和屈曲位移呈周期性变化;重力在水平井中对屈曲有较强的抑制作用;边界约束对屈曲的影响不可忽略;扭矩对屈曲的影响很小,可以忽略。     

汽油机油的使用性能研究

采用新型奥迪轿车（ＡＵＤＩ１００２．６Ｅ）在湖北襄樊东风汽车集团专用试车场高速环形道上，以满负荷、高油温和高速度的条件下，对１５Ｗ／４０ＳＧ级汽油机油进行了使用性能的试验，以考察油品在行车试验过程中的衰变规律以及对车辆有关部件的影响。试验结果表明，该１５Ｗ／４０ＳＧ级汽油机油具有优良的高温使用性能（抗氧化、清净分散性和抗磨性）。