奥氏体不锈钢深冷容器室温应变强化技术

随着低温液化气体的日益广泛应用,深冷容器的需求量不断增加。在安全的前提下,实现深冷容器的轻量化,对于节能降耗具有重要意义。采用室温应变强化技术可以提高奥氏体不锈钢的屈服强度,显著减薄奥氏体不锈钢制深冷容器的壁厚,减轻重量。中国、美国、德国、澳大利亚等已将该技术用于制造奥氏体不锈钢深冷容器。在简要介绍室温应变强化技术发展历史、标准和优点的基础上,着重分析讨论了该技术推广应用中遇到的常见问题。     

奥氏体不锈钢制深冷容器室温应变强化技术常见问题探讨

室温应变强化技术可显著提高奥氏体不锈钢的屈服强度,降低奥氏体不锈钢制深冷容器内容器的壁厚,是一种省材节能的绿色制造技术。目前,包括中国在内的多个国家和地区已将该技术用于奥氏体不锈钢制深冷容器的制造。中国采用室温应变强化技术的时间相对较短,在实施过程中提出了一些新的技术问题。本文结合近些年的研究成果和实践,从材料、设计、制造和检验等方面,对奥氏体不锈钢制深冷容器室温应变强化技术的常见问题进行了探讨,并提出了若干建议。     

应变强化型移动式深冷压力容器在控制形变情况下的应力分析

研究在压力容器应变强化过程中,通过控制内容器的形变,提供足够的真空层容积,以便于外容器和接管的装配;同时针对应变强化容器在实际运输过程中平稳运行,颠簸、制动、急刹车等典型工况的应力分布进行了分析。结果表明:应变强化过程中,应变先随着强化应力的增大而快速增大,在达到一定值后与强化应力呈线性关系,但继续增大会导致应变过大,真空层容积受到严重影响。运输过程中,结构内最大Tresca应力出现在筒体与支撑部位连接处,但小于材料许用应力,满足强度要求。     

应变强化技术在深冷压力容器中的应用

与采用常规技术设计和制造深冷压力容器相比,采用应变强化技术设计和制造深冷压力容器能节省30%～45%的材料。深冷压力容器轻量化是提高企业市场竞争力的核心技术。通过统计和分析珠海森铂低温能源装备有限公司生产的深冷压力容器变形率数据,进一步优化深冷压力容器设计,有助于应变强化技术在深冷压力容器生产中的工程应用。     

基于应变强化特性的不锈钢筒体极限载荷分析及其轻量化设计

将S30408不锈钢的真应力—应变曲线简化为双线性各向同性强化模型,对不锈钢圆筒进行弹塑性分析,得出考虑应变强化特性的圆筒全屈服压力。与采用多线性各向同性强化模型进行非线性有限元计算得到筒体的极限载荷进行比较,两者结果吻合。给出考虑材料应变强化特性的筒体径比计算公式及算图,只要确定了材料的双线性各向同性强化模型参数,即可计算出筒体的径比并确定筒体的厚度。与常规设计法相比,筒体壁厚可减轻28.6%。     

奥氏体不锈钢应变强化容器变形速率的测量方法研究

ASME Code Case 2596针对奥氏体不锈钢应变强化的容器,要求保压阶段最大环向应变速率小于0.1%/h。研究了相关测试方法,并针对某应变强化容器,研究了在最大变形截面采用应变片测量其应变率的方法,并与传统的卷尺测量方法进行了对比分析。研究表明,在保压阶段采用贴应变片技术对应变速率测量,在技术上是可行的。     

国产S30408奥氏体不锈钢应变强化低温容器许用应力及应变确定

对奥氏体不锈钢低温压力容器常规设计与应变强化设计进行比较,可知应变强化技术可大幅提高奥氏体不锈钢材料的许用应力,减薄简体壁厚,减轻容器重量。根据预应变拉伸试验确定国产S30408奥氏体不锈钢应变强化压力容器的应变上限值,并建立国产S30408奥氏体不锈钢材料的ASME和双线性这两种应力应变曲线,对两者进行比较后,以ASME应力应变曲线为计算依据,考虑抗拉强度的影响,确定了国产S30408奥氏体不锈钢材料制造应变强化低温容器时的许用应力及其对应的应变。     

基于应变强化技术的低温储罐轻量化设计

随着低温液化气体的日益广泛应用,深冷容器的需求量不断增加。在保证安全的前提下,实现深冷容器的轻量化,对于降低制造成本具有重要意义。采用室温应变强化技术可以提高奥氏体不锈钢的屈服强度,显著减薄奥氏体不锈钢制深冷容器的壁厚,减轻重量。试验测定了304不锈钢应变强化效应,并采用常规设计、分析设计和极限分析三种不同的方法,对相同设计参数的304不锈钢制低温储罐内筒进行强度设计,发现应变强化后材料的屈服强度显著提高。若考虑应变强化,按常规设计内筒柱壳厚度可降低50％,按分析设计可降低45％,而按极限分析,承载能力可提高139％。     

考虑材料强化效应的超高压容器最佳自增强设计

超高压容器采用的低合金高强钢,具有较强的应变强化效应,本文采用幂指数强化模型对超高压厚壁圆筒容器进行了弹塑性分析,给出了最佳自增强设计的有关计算公式,同时给出了设计示例。     

奥氏体不锈钢应变强化容器结构的可靠度分析

由于较好的低温性能,奥氏体不锈钢被广泛应用于LNG低温储罐,而奥氏体不锈钢的应变强化技术能提高材料的屈服强度实现容器的轻量化设计。在工程上,奥氏体不锈钢材料性能数据呈现一定的离散性,在压力容器制造和使用过程中,容器的尺寸和使用条件也是随机变量。利用可靠性设计中的一次二阶矩法和ANSYS软件中的Prob Design模块,可以得到了应变强化前后容器关键参数的随机分布,从而得到强化前后结构可靠度的变化,为奥氏体不锈钢应变强化容器的设计和制造提供支持。     

奥氏体不锈钢制压力容器应变强化工艺研究及安全性分析

根据欧盟EN 13458-2: 2002中关于奥氏体不锈钢制压力容器应变强化标准确定了材料的许用应力,设计并制造了奥氏体不锈钢制试验容器,合理制定了焊接工艺并对容器焊缝进行了射线和渗透检测,所有焊缝质量均达到Ⅰ级合格。通过自行开发的精确自动加压设备对试验容器实施应变强化工艺,通过测量应变强化后容器周长变化量来计算强化容器的永久变形量,并与理论值进行了比较,两者吻合较好。对应变强化容器进行了爆破试验,以确定其爆破压力和爆破部位,并测量容器启裂部位的周长变化量和壁厚减薄量,检验强化容器的塑性储备。探究了应变强化容器极限承载压力和爆破安全系数并讨论了其安全性。     

基于金属磁记忆方法的压力容器检测技术

分析了压力容器的无损检测现状和磁记忆检测技术在该领域的应用前景，介绍了目前金属磁记忆方法在压力容器检测中的应用情况。以某公交车站的CNG储气瓶为检测对象进行了磁记忆检测分析，通过对检测结果的分析表明，金属磁记忆检测方法在压力容器无损检测方面具有独特优势和广阔的发展前景。     

基于嵌入式Internet技术的远程温度监测系统的开发

结合TPC／IP和Modbus通讯协议,运用RS-232串口通讯技术、Winsock技术、SQLServer数据库及ADO数据访问技术开发了一种基于嵌入式网络技术的典型应用——远程温度监测系统,构建了系统的软硬件平台和实验环境,验证了嵌入式网络技术的有效性和应用系统的可行性。     

压力容器参数化设计及缺陷安全评定系统研发

通过分析目前压力容器行业存在的主要问题,提出了基于VB和ANSYS开发压力容器参数化设计和缺陷评定集成系统的方案.剖析了将"设计"与"评定"两者结合的优势,并详细介绍了系统的结构及功能,阐述了APDL参数化模板文件设计与含缺陷容器有限元分析实施方案的关键技术开发方法.     

压力容器无损检测新技术的原理和应用

介绍了压力容器无损检测新技术,包括磁记忆无损检测、超声相控阵技术、红外热波成相检测、激光无损检测、微波无损检测等技术,并进一步说明了这几种测试方法的应用范围和它们的优缺点.     

应变强化奥氏体不锈钢力学行为研究及应用

针对奥氏体不锈钢塑性和韧性优良但屈服强度低的问题,提出采用应变强化工艺来提高奥氏体不锈钢的屈服强度。研究了应变强化工艺中的两个关键工艺参数——应变量和应变速率对材料力学行为的影响。对应变量的研究结果表明,将奥氏体不锈钢的应变强化量控制在10%左右,材料的屈服强度可以得到显著提高。由此可大幅减薄压力容器的设计壁厚,实现压力容器的轻型化设计。与此同时,在10%左右的形变量下,因形变诱发的马氏体量很少,材料仍保持了较好的塑性和韧性,为压力容器的安全设计提供了保证。对应变速率的研究结果表明,在准静态条件下,奥氏体不锈钢材料力学性能指标对应变速率不敏感,但过小的应变速率会导致材料出现锯齿形屈服,产生Portevin-Le Chatelier（PLC）效应。     

基于Internet的技术管理系统

本文基于Internet等信息技术的飞速发展及敏捷制造、虚拟企业等先进制造哲理,针对国内企业的实际需求,提出了基于Internet的管理系统这一构想。力图通过Internet管理企业技术工作,促进资源共享,并具体描述了系统的整体实现框架,还分析了系统关键技术及相应解决方法。