低温低应力工况的压力容器设计

低温低应力工况下使用的压力容器是化工生产过程中常用的低温压力容器。对低温低应力工况下的压力容器材料的应力状况及容器的工作状况进行了分析。论述了设计中应注意的问题，为低温压力容器的设计提供了有益的参考。     

欧美规范中低温设计曲线的由来

压力容器的失效往往造成严重的后果,危及人们的生命财产安全。由于铁素体材料在低温下有明显的韧脆转变现象,因此长期以来各国标准对于有低温工况的铁素体制压力容器,在设计和运行中都格外注意发生脆断的可能。欧美等发达国家,拥有较为完善的工业基础和大量的工程实践经验,因此其相关的防脆断的设计方法,也较我国相关标准完善和先进。     

真空粉末绝热低温液体贮罐制造过程中的监检

针对真空粉末绝热低温液体贮罐的制造特点，从图样审查、材料选用、焊接控制、制造检验等方面，讨论了如何做好此类容器的监检。     

在用低温液体贮罐的全面检验

阐述了低温容器与环境温度和设计温度的关系及低温液体贮槽的检验工艺。对设备存在问题提出解决方案。     

某小区X型号电梯制动器制动臂开闸顶杆螺栓失效分析

通过断口分析和力学性能试验对顶杆螺栓的断裂失效原因进行了分析。结果表明:失效螺检属于脆断,裂纹源主要起始于螺纹根部;依据GB/T 3098.1-2010,失效螺栓的冲击性能、金相组织不满足标准要求;失效螺栓内部的非金属夹杂物主要由硫化物及氧化物组成,在低温环境下一定程度上会加剧螺栓局部产生应力集中,降低材料的塑性和韧性。最后针对上述失效原因,提出了改进措施和建议。     

容器长径比对铝合金网状材料抑爆性评价的影响

为研究容器长径比对铝合金网状材料抑爆性的影响,选取其长径比例分别为15,25和35的3种铝合金网状材料测试容器,容器内填充典型铝合金网状材料,通过可燃气体/空气预混在容器中的爆炸过程试验,分析铝合金网状材料对爆炸压力的抑制作用及规律。结果表明:测试容器长径比越大,爆炸平均增压值越小,表明铝合金网状材料的抑爆性能评价效果越好;测试容器长径比不小于30是较为合理的选择。     

安全使用低温绝热钢瓶

低温绝热钢瓶又称低温液体钢瓶、焊接绝热钢瓶,用于贮存液氧、液氮、液氩等低温液体,能连续提供气态和液态存储介质,是一种新型移动式低温液体容器。低温绝热钢瓶与传统的气瓶气体贮存方式相比,有贮运效率高、运行成本低、使用方便、劳动者劳动强度低等优点。而且液氧使用成本比气态氧便宜近一半,因此低温绝热钢瓶在机械加工、医药、化工、卫生等领域得到广泛应用。     

在役低温绝热压力容器定期检验重点及常发现的问题

引言 随着国民经济的高速发展,低温绝热压力容器的数量和使用范围已经达相当规模;由于其工况为低温带压、通常盛装易燃易爆、有毒或窒息性介质,一旦发生破坏将产生极其严重后果,导致人民生命财产的巨大损失。     

温度对钢材CTOD断裂韧性的仿真实验分析

由于钢材具有强度高、质量轻、材质均匀、环保可回收利用等诸多优点,被广泛用于桥梁建设中。然而低温环境下钢材的韧性降低,加上钢材内部缺陷、加工工艺等因素的影响,钢结构桥梁易发生脆性断裂。本文采用三点弯曲试样,通过对不同温度下钢材CTOD断裂韧性进行仿真模拟和研究分析,结果表明,在-40℃低温环境下,钢材的断裂韧性变得极差,CTOD值降幅达到257%;为预防钢材的脆性断裂,可以采用P-V曲线和CTOD值来评判钢材断裂韧性的好坏,为钢结构桥梁防脆断措施提供参考作用。     

不同温度条件下生态减污袋去除模拟污水中氨氮及磷的效果研究

研究在低温和常温条件下不同比例砂土与黏土混合制成的生态减污袋对模拟污水中氨氮及磷的去除效果。试验模拟污水中氨氮及磷的质量浓度分别为10 mg/L和1 mg/L,生态减污袋中砂土和黏土的质量比分别为1∶1、5∶1和10∶1,温度控制在22℃和4℃。结果表明,低温条件下砂土与黏土比例为1∶1的减污袋对模拟污水中氨氮和磷的去除率分别达到67%和38%;而砂土与黏土比例为10∶1的减污袋对低温条件下模拟污水中氨氮和磷的去除率均最低,分别为32%和28%,其对常温条件下污水中氨氮和磷的去除率也分别只有48%和52%。对比常温条件下的试验,低温条件下生态减污袋的去除效果明显偏低。由于黏土颗粒具有较大的比表面积和较好的离子交换能力,因此应选择黏土含量较高的生态减污袋,以在低温条件下保持良好的去氮除磷效果。     

确定压力容器安全系数原则

压力容器安全系数与材料参数紧密相关,确定材料许用应力值时,需要同时考虑材料抗拉强度和屈服强度更为合理;奥氏体不锈钢材料具有非常好的应变强化能力和韧性,为充分发挥奥氏体不锈钢材料优良性能,选取奥氏体不锈钢材料许用应力值时,需要特殊考虑。压力容器安全系数的选取建立在经验基础上,在保障压力容器安全性前提条件下,为节省材料和降低成本,随着理论研究深入和科学实验的进步,压力容器安全系数有所降低,这是科学设计和实用成功经验结合的结果。     

RBI技术应用于LNG设备上的改进研究

基于API581的风险评估技术(RBI)是近年来石化行业逐渐采用并得到认可的一种新的评估设备经济可行性和安全性的技术。但是由于LNG的温度一般低至-162℃,使得LNG设备在应用API581时受到了限制。低温脆性断裂是LNG设备需考虑的一项主要的失效模式,API在评估脆断损伤因子时的温度范围是-73~38℃。为了能够评估LNG设备在低温环境下的风险,通过遗传算法将温度扩展至-209℃。扩展得到的脆断损伤因子曲线同夏比冲击试验的冲击功随温度变化曲线的趋势基本一致,因此扩展的损伤因子可以满足低温环境下LNG设备的风险评估。     

考虑不同侵扰场景的高速公路韧性评估方法

为分析高速公路应对流量冲击和恶劣气象环境侵扰时的运行状态演变过程,基于韧性理论的系统解析,构建了考虑吸收能力、适应能力、恢复能力3个维度的韧性评估方法;设定重大节假日和恶劣天气2种侵扰场景,与常规场景进行对比分析,并选取滇西高原山区高速公路为实例进行验证。研究结果表明:恶劣天气降低了高速公路的总体韧性,韧性值较常规运行减少685%;重大节假日的流量冲击主要影响高速公路韧性的稳定性,其方差较常规运行增加92%;2种侵扰场景下的恢复能力波动均较大,而重大节假日时高速公路的吸收能力较强。     

等离子弧焊在应变强化低温液体贮罐制造中的应用

在应变强化低温液体贮罐的制造过程中,将自动等离子弧焊加氩弧焊焊接（PAw＋GTAW）工艺成功应用到内容器纵焊缝的焊接中。从焊接材料的选择、焊接工艺评定等方面进行了论述,以此确定了合理的S30408不锈钢的焊接工艺。相对传统的埋弧焊（SAW）,明显提高了焊接接头性能和焊接生产效率,并大大减少了焊材成本．     

M-A组元对低温压力容器用钢09MnNiDR焊接接头的影响

本文比较了09MnNiDR焊接接头在焊态和SR态的组织、拉伸性能和摆锤冲击性能,揭示了09MnNiDR钢在焊接过程中有M-A组元出现,以及经去应力退火后M-A组元明显分解的现象,同时试验表明M-A组元的分解可以大幅度改善焊接接头的低温韧性。     

高压蒸汽管线变形失效分析与改进措施

针对高压蒸汽管线变形问题进行了有限元分析,对管线应力较大和偏移较大部位进行了拉伸试验、冲击试验、金相显微组织分析、硬度测试、化学成分分析。试验结果表明局部材料的塑性和韧性有所下降。分析发现管线变形失效的主要原因是管子的柔性过大,支撑方式不合理,并针对该问题提出了改进措施。     

球形容器在爆炸试验中的安全性模拟分析

从评估爆炸球容器在气体爆炸试验中安全性角度,运用Ansys软件的瞬态动力学模块,进行了内部爆炸冲击载荷作用下的爆炸球容器应力分布的有限元数值模拟分析.对16 MnR材料的空心球体与4实心圆柱体的模型采用Solid 45单元划分网格, 并在球内加载峰值应力为0.8 MPa的渐变载荷, 在爆炸过程的0.4 s内, 得到最大 Von Mises 等效应力为75.651 MPa,小于16 MnR屈服极限325 MPa.计算结果表明了爆炸球试验的安全可行性.     

矿用改性水泥基封孔材料的抗冲击性能试验

为了解决矿用水泥基封孔材料的抗冲击性问题,利用DTM-1000落锤冲击试验机研究不同掺量聚丙烯纤维对水泥基封孔材料抗冲击性能的影响,试验更接近于工程实际。在试验基础上初步探讨纤维素对水泥基材料的抗冲击性能提升的机理,为了进一步提高水泥基封孔材料的抗冲击性,利用试验研究不同玻璃纤维和聚丙烯纤维的混合比例对封孔材料抗冲击性的影响。最终得出当聚丙烯纤维和玻璃纤维混合比在1.5∶1为最佳提高水泥基材料的抗冲击性的比例。矿用改性水泥基封孔材料的抗冲击性能试验对提高水泥基封孔材料的抗冲击性能研究具有重要的参考意义。     

灭菌容器结构在理想状态下的应力强度评定

灭菌容器结构的安全性使用是生产企业关心的问题。基于有限元法,对某公司设计的某型号灭菌容器结构建立三维有限元模型,并根据模拟结果分别进行第四强度理论和局部应力强度分类评定。结果表明:基于第四强度理论评定,超过屈服极限的区域极小,仍满足强度要求;基于局部应力评定,夹层耐压试验下满足强度要求,而外筒体内腔试验应力强度评定未通过,但满足正常工况下强度要求。研究结果为灭菌器结构的设计提供参考依据。     

焊后热处理对09MnNiDR钢焊接接头组织与性能的影响

采用扫描电子显微镜、硬度试验和冲击试验等方法,通过比较09Mn Ni DR钢在焊态及焊后热处理条件下焊接接头组织性能的变化,着重研究了焊后热处理对焊接接头M-A组元的影响以及M-A组元对焊接接头韧性的影响。结果表明,09Mn Ni DR钢在焊态条件下焊缝和HAZ中均有M-A组元出现,而经焊后热处理后大部分M-A组元分解;焊后热处理对焊接接头硬度影响不大,但明显改善韧性,而M-A组元对冲击韧性危害很大,基体组织的变化和M-A组元的分解是焊接接头韧性改变的原因,其中后者是焊接接头韧性改善的最主要原因。