核电主管道制造工艺发展

核电主管道是核岛中关键部件之一。美国西屋公司推出的第3代核电技术AP1000要求核电主管道的使用寿命达到60年,且要求管身不能出现焊缝,因此对传统的核电主管道制造方法提出了挑战。目前国内制造AP1000核电主管道的方法是采用实心铸坯,用自由锻方法成形带有互成角度的接管嘴凸台实心轴坯,再通过机加工成形主管道的内孔。该机加工方法存在材料利用率低、生产工期长以及质量不稳定等特点。本文针对核电主管道成形工艺的发展进行分析,提出了一种基于镦挤工艺的第3代核电主管道成形方法。数值模拟分析结果表明,与目前采用的主管道成形方法相比,该方法具有节省材料、生产效率高及管道质量好等优点。     

厚壁压力容器TOFD检测技术参数

基于超声波衍射时差法(TOFD)检测原理和技术特点,在分析厚壁容器TOFD检测存在盲区的基础上,针对性提出采用分层检测以减小检测盲区的方法,结合理论计算和试块试验测试结果,提出和优化分层检测参数。根据参数优化的结果,指导厚度150mm厚壁焊缝的检测。检测结果表明,超标缺陷检出率高,缺陷性质判断准确,缺陷尺寸测量精度高;该分层检测参数设计方法可以推广应用于相关的厚壁容器检测。     

高强钢厚壁管FGS90WV的焊接工艺

通过对高强度调质厚壁钢管FGS90WV的焊接性分析,制订了该钢管的焊接工艺,然后对焊接接头的力学性能进行了试验,并观察分析了焊接接头的显微组织。试验结果表明:在所制订的焊接工艺条件下,FGS90WV的焊接接头具有良好的力学性能,能够满足大型履带吊臂架的生产实际要求。     

金属厚壁管的旋转疲劳弯曲精密下料的研究

针对金属厚管料的下料问题,以自行研发的旋转疲劳弯曲精密下料机为平台,研究了精密下料过程中不同外载荷方式下304不锈钢管的断面质量情况。利用径向循环外载荷管料表面V型槽的应力集中效应,通过控制不同阶段施加给管料的弯曲疲劳外载荷频率值,实现了304不锈钢管的精密下料。通过对实验所加外载频率曲线的设计,进行304不锈钢管的精密下料实验,得出了下料过程中理想的外载频率曲线——即低频启动高频起裂和裂纹扩展最后再低频断料,用此加载方式获得了良好质量的管料断面,在理想外载频率曲线的基础上研究了不同壁厚管料的下料断面质量情况,并对其断面质量进行了测量和评价。实验结果表明,在文中所提下料工艺的基础上使用所提的外载频率曲线针对不同壁厚的304管料下料均能得到比较好的断面质量。     

一类非均布荷载作用下双层厚壁圆筒光滑接触时的应力解析解

采用复变函数方法,给出了双层厚壁圆筒外壁受有一类两向不等压非均布径向压力,内壁受有均布压力作用时平面问题的应力求解方法。在两层圆筒光滑接触的假定下,获得双层厚壁圆筒的应力解析解。通过算例分析了不同弹性模量组合时圆筒内不同截面的切向应力与径向应力分布规律,研究结果表明：当内壁均布压力较小时,两层圆筒的内壁处切向应力沿环向均呈余弦分布,且都在内壁的最小地应力方向承受最大压应力,在最大地应力方向承受最大拉应力;径向应力沿径向在圆筒0#x000b0;、45#x000b0;、90#x000b0;截面处分别呈近似#x0201c;M#x0201d;状、#x0201c;菱形#x0201d;、#x0201c;W#x0201d;状分布;随着内外层弹性模量比值的增大,内层圆筒内壁附近切向应力增大,径向应力在最小地应力方向增大,在最大地应力方向减小,而在外层筒分布规律相反。采用内软外硬的弹性模量组合,能有效的减小圆筒内层内壁处的应力集中程度。     

计算圆筒动态应力强度因子的有限元方法与叠加积分方法

本文计算了厚壁筒的动态应力强度因子，研究了有限单元法计算动态应力强度因子的几个主要问题，提供了合理计算方案，本文还提供了计算厚壁筒动态应力强度因子的叠加积分法，方便于各种动态内压下的动态应力强度因子的计算。     

关于材料屈服强度的实验研究

基于厚壁圆筒的弹性失效准则所确定的圆筒的初始屈服压力与材料的屈服极限的关系,设计了一种测定材料屈服极限的实验方法,并测得了一组实验数据.通过对该实验数据的分析得到了圆筒的初始屈服压力,最终求得了材料的屈服极限.由于该实验值与理论值误差较小,表明该实验方法具有较好的可靠性.该方法对研究材料的机械性能及压力容器的失效规律具有一定的工程实际意义和理论价值.     

厚壁12Cr1MoVG锻管再热裂纹敏感性试验

用斜Y形坡口焊接裂纹试验法对厚壁12Cr1MoVG锻管再热裂纹敏感性进行试验,对比了12Cr1MoVG锻管和轧制钢板的再热裂纹敏感性,分析了再热裂纹的形成机理。结果表明：12Cr1MoVG锻管再热裂纹敏感性很大,明显高于12Cr1MoV轧制钢板,其再热裂纹的形成机理符合蠕变断裂理论的“空位开裂”;锻件材料再热裂纹敏感性高可能是由于其纤维方向、杂质元素偏析和微观结构等与热轧管存在一定的差异而导致的。     

大型厚壁封头热锻成形中降低成型载荷的策略

大型厚壁封头严苛的使用性能要求其采用整体锻造方法生产,但锻造企业通常不具备足够的设备能力以满足封头整体锻造超高的力能需求.基于刚粘塑性有限元模拟平台DEFORM-3D,对大型厚壁封头上砧旋转锻造成形原有的工艺方案进行了模拟仿真,分析了产生折迭缺陷和锻造载荷超限的原因.优化上砧形状为马鞍型,并确定上砧的运动轨迹为单周压下量为100mm,每压下一次后上砧旋转角度为24°.对优化后的工艺方案进行仿真计算.结果表明,工艺优化有效地将所需的成形载荷降到了设备能力允许的范围之内,并使整体锻造的封头无折迭缺陷.研究结果对提高封头整体锻造的可行性及改善大型厚壁封头的成形质量具有重要的指导意义.     

锻造镗孔技术在大口径厚壁无缝钢管生产中的应用

随着国内电力需求的迅猛增长,目前国内生产的大口径厚壁无缝钢管远不能满足市场需求,致使Φ159～1 066 mm规格范围的该类管大部分需进口。内蒙古北方重工集团公司特殊钢厂采用锻造镗孔工艺生产出高压锅炉用大口径厚壁无缝钢管。介绍了该产品的生产工艺与设备技术,对所生产的成品钢管各项性能的检测结果表明,产品质量稳定可靠,各项性能指标达到或超过相关标准的要求。