低温压力容器产品应变强化变形预测与研究

根据典型压力容器如贮罐、槽车、安捷通等应变强化产品的生产经验,结合数值模拟方法,针对典型低温压力容器产品建模分析,总结不同低温压力容器产品应变强化变形规律,研究分析影响应变强化变形量的主要因素,并积累试验数据对相应产品计算结果进行修正,满足相关产品在生产、制造上的需求。

奥氏体不锈钢应变强化压力容器的形变特性研究

本研究聚焦于奥氏体不锈钢在应变强化环境中的形变特性,探讨其在压力容器应用中表现的微观结构变化与宏观性能关系。通过对奥氏体不锈钢的材料组成、物理与化学特性的深入分析,并结合应变强化机理及其影响因素的考量,论文深度探讨了压力容器设计要求下,材料在持续荷载作用下形变特性的变化规律。研究结果为压力容器的设计与材料选型提供了理论依据,对提升其性能与安全性具有重要意义。

带状组织对微合金钢应变局部化及应变强化行为的影响

目的研究不同加载方向下带状结构对微合金钢塑性变形及应变强化行为的影响。方法将X80管线钢加热到1200℃后分别进行炉冷和空冷热处理,得到多边形铁素体/退化珠光体和粗/细铁素体晶粒带状组织以用于实验研究。将单轴微拉伸实验和数字图像相关方法相结合,通过零变形实验分析系统精度,获取RD、45°和TD取向带状组织试样的拉伸变形规律。同时,在DIC全场变形测量结果与实验数据统计分析结果的基础上,提出了可描述应变强化程度的参量K_(f),用于对比和分析不同加载方向下带状结构对应变强化行为的影响。结果零变形实验中位移平均值和标准差的最大值分别为0.004 pixels和0.006 pixels,系统精度较高。加载方向会影响带状组织的塑性变形演化情况,45°试样中产生了明显与带状取向一致的应变分布特征。在相同应力下45°试样首先达到了较大的应变强化程度,其抗变形能力最低。结论不均匀带状组织对局部变形的影响程度与2个组成带的力学性能差异有直接联系,参量K_(f)可在一定程度上描述应变局部化引起的各向异性特征。

氧化铝-氧化镁非晶陶瓷的中温塑性变形及应变强化

脆性是陶瓷的致命弱点,实现陶瓷塑性变形一直是结构陶瓷领域的关键问题。实验旨在探究Al_(2)O_(3)-Mg O非晶陶瓷的中温塑性变形,利用溶胶凝胶法制备Al_(2)O_(3)-Mg O非晶粉体,通过热压成型技术获得结构均匀致密的非晶陶瓷,并在500~700℃进行单轴压缩测试。Al_(2)O_(3)-Mg O非晶陶瓷在500℃表现为脆性断裂,在600℃呈现9.7%的塑性变形,变形前后始终保持非晶态;700℃的塑性变形为7%,而且在变形中析出Mg Al_(2)O_(4)晶相并产生应变强化。不同于Al_(2)O_(3)-Mg O非晶陶瓷,同组成的多晶陶瓷未能发生塑性变形。非晶结构是发生塑性变形的基础,非晶相通过形成大量的剪切带容纳剪切应变从而成为宏观塑性变形的关键。

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的工程应用。

基于超弹性模型的玻璃态聚合物应变强化行为研究

经典的熵弹性模型多被用于预测橡胶等软材料的超弹性力学行为,针对玻璃态聚合物在大变形过程中出现的应变强化行为,早期的理论模型主要采用Neo-Hookean模型和八链模型来进行模拟.为了验证其他超弹性模型能否更好的模拟玻璃态聚合物的应变强化行为,文章建立玻璃态聚合物的黏塑性模型,采用三元件模型来表征玻璃态聚合物在变形过程中的力学响应,并用Langevin统计模型来表征熵弹性变形自由能,针对强化效应,分别采用三链模型、八链模型、全链模型和p-root模型这4种超弹性模型来构建背应力.最后模拟了文献中PC和PMMA在单轴压缩和平面应变压缩条件下的应力响应,以及PETG在不同应变率下的力学行为,全面评估了这些模型的表现.与文献中的实验数据进行对比显示,基于p-root模型和八链模型的方法能够更好地模拟玻璃态聚合物在单轴加载和平面应变条件下的变形行为.其中p-root模型比八链模型表现稍好,且这两个模型的误差均显著小于三链模型和全链模型.文章的结果能为后续玻璃态聚合物强化效应的理论建模提供参考.

奥氏体不锈钢应变强化螺柱的扩展应用

文章对比分析了国内标准及ASME规范对奥氏体不锈钢应变强化螺柱的规定。当国内标准不能满足实际设计需求时,可扩展不锈钢应变强化螺柱的材料类型、公称直径和适用温度。针对GB/T 150.1—2011未规定奥氏体不锈钢应变强化螺柱的许用应力取值方法的现状,文章根据此类螺柱的金相和力学特征,提供了解决问题的方法并推荐了许用应力取值。通过奥氏体不锈钢螺柱的室温和高温拉伸试验印证了应变强化的效果,并为国标中扩展奥氏体不锈钢应变强化螺柱的应用提供了借鉴。

奥氏体不锈钢低温容器焊接与应变强化工艺的技术创新

随着低温行业的快速发展,低温容器用材料奥氏体不锈钢的应用日益广泛和增加。鉴于奥氏体不锈钢含有镍等贵金属,价格昂贵且极不稳定;为此采用应变强化技术来提高不锈钢材料的屈强比,充分挖掘其塑性储备来提高其屈服强度,进而大幅度提高奥氏体不锈钢材料的强度计算的许用应力。运用应变强化技术实现奥氏体低温容器的轻型化设计和制造,对节约材料,减轻设备质量和降低成本极为显著。通过试验数据分析和有限元模拟计算分析,预测的最大变形与试验吻合较好,为实际生产提供有效的变形测量位置控制奠定了基础。

某应变强化低温储罐内容器开裂失效分析

采用理化性能分析、断口分析、金相组织分析等方法,对某应变强化低温储罐内容器开裂失效原因进行了分析。分析结果表明,该低温储罐内容器开裂是由储罐内应力引起的低温脆性开裂,在应变强化造成的较大残余应力、封头成型过程及应变强化过程中的马氏体组织转变共同作用下产生并扩展。根据裂纹产生原因,分析并提出了几项改进措施。

数值模拟在预测应变强化变形量中的应用

应变强化技术在低温双层压力容器设计中应用广泛,利用数值模拟方法针对应变强化变形量进行计算与分析,并通过对不同的规格的产品的数值分析与应变强化工艺试验数据进行对比总结。结果表明:数值模拟结果基本可以反映出应变强化变形量的趋势,最大误差在15%左右。

多次返修对应变强化用奥氏体不锈钢焊接接头性能影响分析

为验证应变强化技术的S30408奥氏体不锈钢多次返修后的焊接稳定性,文章采用氩弧焊对焊接试板进行多次返修,通过预拉伸后的拉伸试验、弯曲试验、-196℃低温冲击试验和微观金相等试验。结果表明,S30408焊接接头经过多次返修后,其接头力学性能仍能符合制造标准,但多次返修后焊缝区以及热影响区的低温冲击性能有所下降,尤其是第4次返修后焊缝区的冲击值下降较为明显,因此用于低温产品时不建议进行多次返修。

应变强化下奥氏体不锈钢焊接方法研究

为探索适用于铁路运输罐箱等压力容器制作的应变强化下奥氏体不锈钢焊接方法的优劣,采用SAW、SMAW、GTAW、PAW+GTAW组合焊4种焊接方法进行焊接试验,将焊接接头进行预拉伸应变强化处理后,通过力学性能试验和宏观金相试验,对应变强化后的焊接接头进行对比研究。结果表明,PAW+GTAW焊缝接头性能最优且焊接效率高,应变强化条件下的压力容器环、纵缝适用PAW+GTAW进行焊接,焊缝的返修修补、部件小焊缝适用GTAW和SMAW,SAW不适于用应变强化压力容器焊接。

奥氏体不锈钢应变强化形变控制研究及应用

奥氏体不锈钢具有优良的塑性、韧性及低温性能,通过应变强化技术能够显著提升奥氏体不锈钢材料的屈服强度,节约材料。文章通过试验和实践验证,奥氏体不锈钢在强化压力下充分强化,会发生塑性变形,其形变率在9%左右。而罐箱夹层空间有限,考虑套合工艺及内容器外压校核满足综合成本,需要控制内容器室温应变强化的形变率小于1%。

两种应变强化不锈钢在硫化氢环境下的应力腐蚀开裂行为

用U型试样浸泡试验、慢应变速率拉伸试验,结合腐蚀形貌和断口形貌的扫描电子显微镜观察,在常温和-196℃下,分别研究了不同预变形量的S30403不锈钢和S31608不锈钢在H2S介质中的应力腐蚀开裂(Stress corrosion cracking,SCC)行为。研究表明:S30403不锈钢和S31608不锈钢在实验溶液中均有较强的SCC敏感性,S30403不锈钢的SCC敏感性高于S31608不锈钢;随着预拉应变量的增大,两种材料的SCC敏感性均呈现增大的趋势。在-196℃下应变强化处理的两种材料在H2S环境中的SCC敏感性低于其在室温应变强化处理时的SCC敏感性,同时表现出更好的抗拉性能。

奥氏体不锈钢应变强化工艺及性能研究

针对奥氏体不锈钢延性好但屈服强度低的问题,提出采用应变强化工艺来提高材料屈服强度。分析应变强化工艺中两个关键工艺参数——应变速度和应变量对材料力学行为的影响,指出应变速度不宜过慢,否则会出现锯齿形屈服行为,对材料性能造成不利影响。经应变强化后的奥氏体不锈钢在显著提高强度的同时,仍能保持较好的韧性。通过金相组织分析、马氏体体积分数测定等结果表明,将应变量控制在10%以下,强化后奥氏体组织仅发生少量的α′马氏体相变,对材料的力学性能影响不大,且材料的微观组织也没有明显变化。研究结果表明,采用应变强化技术在大幅提高奥氏体不锈钢屈服强度的同时,对材料的其他力学性能均不造成大的影响,从而为压力容器的安全运行提供有力保证,可实现压力容器的轻型化设计,经济和社会效益显著,应用前景广阔。

Q235碳素钢应变强化相变的基本特点及影响因素

在热模拟单向压缩实验中，通过形变参数的变化考察了Ｑ２３５碳素钢应变强化相变的基本规律及铁素体晶粒细化效果．结果表明，铁素体的超细化在热力学上是由于应变强化相变最大限度地提高了相变过冷度，在动力学上是由于形核集中在局部的高应变区，同时在转变过程中形变不断产生新的形核地点并抑制铁素体生长的结果实现铁素体的超细化需要一最小应变量及一定的应变速率，以使转变完毕并抑制铁素体的生长及形变成长条状应变明显削弱了奥氏体晶粒尺寸的差异带来的铁素体尺寸的差异应变造成的铁素体动态再结晶进一步细化了晶粒，这种特征是动态转变所特有的此外。

应变强化用奥氏体不锈钢力学性能影响因素

为合理确定应变强化工艺参数,试验研究了材料化学成分、板材厚度及应变速率等因素对奥氏体不锈钢的强度、塑性等力学性能的影响规律。研究发现,对于应变强化用奥氏体不锈钢,应确保Ni、Mn等奥氏体稳定化元素的含量。应变强化奥氏体不锈钢低温容器的设计制造应充分考虑冷热轧制工艺导致的不同厚度板材力学性能差异。拉伸应变速率越低,强化压力下的形变量越大,应变速率对奥氏体不锈钢力学性能的影响随形变量的增加而逐渐减弱。

低碳钢多道次热变形中的应变强化相变与铁素体动态再结晶

利用热模拟压缩变形实验研究了每道次在工业界可接受的小变形量的多道次连续变形，合理控制工艺，通过应变强化相变与铁素体动态再结晶交互作用可获得细小铁素体晶粒组． Ｑ２３５级别 ２０钢的铁素体晶粒平均截径为 ３—５μｍ时，拉伸塑性略有下降。

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。

基于应变强化技术的奥氏体不锈钢压力容器轻型化设计探讨

奥氏体不锈钢材料韧性好但屈服强度低,通过应变强化技术可显著提高奥氏体不锈钢的屈服强度,从而提高奥氏体不锈钢压力容器的承载能力,减薄容器壁厚,达到节约材料的目的。介绍了奥氏体不锈钢应变强化的基本原理和基本过程,从强度、抗腐蚀能力、应力腐蚀开裂和氢脆等方面综述了奥氏体不锈钢应变强化后性能变化的研究进展,并提出进一步研究的建议,以实现压力容器轻型化这一安全与经济并重的绿色制造理念。