贯穿件J形坡口焊接残余应力分析

核电站反应堆压力容器(RPV)顶盖控制棒驱动机构(CRDM)管座J形坡口焊缝在一回路高温高压水环境下存在应力腐蚀开裂(SCC)的风险,而焊接残余应力是SCC的主要驱动力。使用二维轴对称模型有限元方法对CRDM中心管座J形坡口进行焊接残余应力分析。为了探索一种简单、高效和保守的方法,研究了热源简化、焊缝形状简化、屈服强度、相变和强化行为对焊接残余应力的影响。结果表明:双椭球热源与均匀热源得到的残余应力结果基本一致;焊缝形状由鱼鳞状简化为方块模型对焊接残余应力结果影响不大,但是与合并焊道的结果相差较大;采用低屈服强度得到的残余应力结果并不保守;在ANSYS软件中,固液相变对残余应力结果影响不大;等向强化模型的结果比随动强化模型的结果保守;在工程上,建议采用均匀热源、方块焊道模型和等向强化模型进行焊接模拟。     

CRDM管座多道焊焊接残余应力计算方法研究

使用有限元方法,预先分析控制棒驱动机构(CRDM)管座区域过盈配合产生的预应力场,再通过依次模拟多道焊加热和冷却的过程,开展CRDM管座坡口的焊接残余应力数值模拟研究,分析冷装工艺和多道焊焊接残余应力对CRDM管座的共同作用,分析焊道之间的冷却时间的影响,为工程设计和修复提供支持。     

秦山二期工程反应堆压力容器管座焊接设计和工艺研究

秦山核电二期工程反应堆压力容器(RPV)设计有3种类型的管座.重点描述了RPV顶盖与CRDM管座的焊接没计要求,如何正确选择焊接材料,母材对镍基合金焊缝的影响.介绍了焊接工艺中控制热裂纹的措施和异种钢焊接变形的控制措施.还根据1#和2#机组压力容器制造经验的反馈,吸取国际上容器设计的先进技术,提出了反应堆压力容器管座焊接变形的控制措施.     

CRDM中部?密封环堆焊修复裂纹扩展分析

核电厂控制棒驱动机构(CRDM)耐压壳采用?密封环焊接安装在反应堆压力容器顶盖的管座上。一回路水应力腐蚀易诱发?密封环焊缝产生裂纹导致泄漏,需采用堆焊技术进行修复以保证?密封环结构完整性。基于ASME规范中的断裂力学分析方法,针对?密封环堆焊修复的设计结构,开展疲劳和应力腐蚀引起的裂纹扩展分析计算,为?密封环堆焊设计和评定提供参考。     

反应堆压力容器内部大尺寸环形异种金属焊缝残余应力分布研究

获得反应堆压力容器内部大尺寸环形异种金属焊缝残余应力分布可为反应堆压力容器结构设计和制造工艺优化提供指导,通过设计和制造能够代表产品焊接结构形式的镍基合金和低合金钢异种金属焊接结构模拟件,采用轮廓法测试焊接结构模拟件内部纵向残余应力,采用有限元法模拟计算焊接结构模拟件横向和纵向残余应力,获得了整个异种金属焊接接头残余应力分布特征。结果表明:焊缝区域内部纵向残余应力为拉伸应力,峰值应力达到500 MPa左右,并且表层应力大于内部应力,峰值应力出现在距下表面3 mm和24 mm位置;横向残余应力在焊缝区域从上表面到下表面的分布为拉应力-压应力-拉应力,压缩横向残余应力峰值达到?300 MPa,出现在距下表面约18 mm位置。本文研究可为焊接结构设计提供理论指导。      

控制棒驱动机构上部Ω焊缝堆焊修复结构完整性分析

针对核电厂控制棒驱动机构（CRDM）上部Ω焊缝堆焊修复（WOR）技术,采用数值模拟方法进行了修复结构完整性评估。根据堆焊修复参数制定二维轴对称高斯热源等效输入,并采用ANSYS程序的单元生死技术模拟焊接过程,得到了结构的焊接残余应力。考虑电厂运行的全部瞬态,计算了结构的瞬态应力,并开展了疲劳分析。结合焊接残余应力分析和瞬态应力分析的结果,开展了断裂力学分析。结果表明,WOR结构的疲劳结果、应力强度因子及裂纹扩展等方面均能满足相应的规范要求。      

反应堆压力容器CRDM管座设计改进

对控制棒驱动机构(CRDM)管座压力试验后管座内径、垂直度等关键配合尺寸变大问题,基于目前采用的CRDM管座设计结构和制造工艺,从CRDM管座焊缝结构设计、不锈钢材料特性、管座设计强度、压力试验实施等方面对CRDM管座内径尺寸变化和垂直度变化原因进行分析,确定了尺寸变化的原因,并提出效控制关键参数的措施。     

焊接残余应力有限元分析技术研究

本文以岭澳核电站控制棒驱动机构(CRDM)耐压壳Ω焊接为例,应用ANSYS有限元生死单元技术模拟焊接流程,并计算焊接后残余应力的分布,绘制残余应力分布曲线并进行计算结果分析.通过本项目的研究,掌握了焊接残余应力的分析技术,达到了研究目的.     

铍电子束环形焊件残余应力测试方法及其数值模拟研究

推导了Modifled—Ψ法应力测试及其穿透深度的计算公式,并利用它测试了铍环形焊件热影响区和基体材料中的残余应力。对电子束焊接的铍环其焊缝附近外表面为拉应力,内表面为压应力。由于Modified—Ψ法透入深度太大,不能用来测定铍的表层残余应力,引入多波长法成功地测试出了铍环表层的应力及应力随层深的分布。同时针对电子束焊接过程的特点,编写了用于应力场计算的有限元分析程序。运用编写的程序分别对不同尺寸及焊接工艺的三个铍环电子束焊接样品进行了有限元分析,并将计算结果与实测值进行了比较。结果表明:有限元计算结果与实测值吻合得较好,为先期预测焊件中残余应力的大小和分布从而优化焊接工艺提供了参考依据。     

铍电子束环形焊件残余应力测试方法及其数值模拟研究

推导了 Modified-ψ 法应力测试及其穿透深度的计算公式,并利用它测试了铍环形焊件热影响区和基体材料中的残余应力。对电子束焊接的铍环其焊缝附近外表面为拉应力,内表面为压应力。由于 Modified-ψ 法透入深度太大,不能用来测定铍的表层残余应力,引入多波长法成功地测试出了铍环表层的应力及应力随层深的分布。同时针对电子束焊接过程的特点,编写了用于应力场计算的有限元分析程序。运用编写的程序分别对不同尺寸及焊接工艺的三个铍环电子束焊接样品进行了有限元分析,并将计算结果与实测值进行了比较。结果表明:有限元计算结果与实测值吻合得较好,为先期预测焊件中残余应力的大小和分布从而优化焊接工艺提供了参考依据。