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机械工程材料 2024年第7期48卷 17-24页

作者：储亮周煜鄢家乐刘晓亮合肥通用机械研究院有限公司国家压力容器与管道安全工程技术研究中心合肥230031 国机特种设备检验有限公司合肥230031

采用数字图像相关(DIC)技术通过分区引伸计与平均化法获得了在900℃和不同应力水平(37~55 MPa)下乙烯裂解炉管常用微合金化25Cr35NiNb钢焊接接头不同区域的高温蠕变应变曲线,结合显微组织分析探讨了蠕变损伤机理;采用由DIC技术获得的高... 详细信息

采用数字图像相关(DIC)技术通过分区引伸计与平均化法获得了在900℃和不同应力水平(37~55 MPa)下乙烯裂解炉管常用微合金化25Cr35NiNb钢焊接接头不同区域的高温蠕变应变曲线,结合显微组织分析探讨了蠕变损伤机理;采用由DIC技术获得的高温蠕变变形数据和基于遗传算法的全局优先算法进行参数识别,建立基于双曲正弦函数的蠕变本构模型,采用该模型对不同应力水平下焊接接头不同区域的蠕变变形行为进行预测,并进行试验验证。结果表明:在相同应力水平下焊接接头焊缝区域的最小蠕变应变速率比母材区域小,说明焊缝区域的抗蠕变变形能力优于母材区域;与焊缝区域相比,母材区域更早进入蠕变第三阶段,且蠕变变形更大,靠近熔合线3~5 mm处母材区域是整个焊接接头的薄弱区域。随着应力水平的降低,母材区域的骨架状碳化物M_(7)C_(3)相向块状、链状M_(23)C_(6)相转变,蠕虫状NbC相向粗大块状G相转变,同时晶内析出大量弥散分布的M_(23)C_(6)二次碳化物,G相与基体界面处形成蠕变空洞并相互连接形成裂纹;不同应力水平蠕变试验后焊缝区域组织仍保持骨架状形态,蠕变损伤程度较小。蠕变本构模型预测得到的蠕变应变与试验结果吻合较好,平均相对误差小于5%,说明该模型能够较好地预测微合金化25Cr35NiNb钢焊接接头的非均质蠕变变形行为。

关键词： 25Cr35NiNb钢数字图像相关焊接接头蠕变变形本构模型

超高压容器开孔处裂纹最深点处应力强度因子的计算方法

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机电工程 2024年第6期41卷 1109-1115页

作者：汪志福秦宗川张羽牛铮范海俊戴兴旺合肥通用机械研究院有限公司国家压力容器与管道安全工程技术研究中心安徽合肥230031 河南中原特钢装备制造有限公司河南济源459000

由于超高压容器开孔处的应力梯度变化很大,通常由最小二乘法拟合的三次多项式往往与实际的应力分布之间存在较大偏差。针对这一问题,提出了一种分段插值求解的计算方法。首先,基于应力强度因子及通用权函数的理论,推导出了常数插值、线... 详细信息

由于超高压容器开孔处的应力梯度变化很大,通常由最小二乘法拟合的三次多项式往往与实际的应力分布之间存在较大偏差。针对这一问题,提出了一种分段插值求解的计算方法。首先,基于应力强度因子及通用权函数的理论,推导出了常数插值、线性插值、二次插值求解的计算公式;其次,结合工程实例,基于无裂纹体的弹性应力分析,对比分析了常规最小二乘法与常数插值、线性插值、二次插值的应力分布表征精度及应力强度因子计算结果,确定了线性插值和二次插值方法的可靠性;然后,分析了数据采集量对线性插值和二次插值计算结果的影响,确定了线性插值方法的实用性;最后,对线性插值与有限元分析的计算结果进行了分析验证。研究结果表明:应力分布表征精度为“最小二乘法工程计算;线性插值与有限元法的计算结果高度一致,证明了线性插值计算的可靠性。

关键词：超高压容器开孔处应力强度因子通用权函数分段插值求解计算方法裂纹最深点处线性插值计算方法

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基于主成分分析-支持向量机的电脱盐工艺预测方法研究

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化工自动化及仪表 2024年第3期51卷 443-448页

作者：乔松吕宝林朱建新袁文彬合肥通用机械研究院有限公司国家压力容器与管道安全工程技术研究中心

原油电脱盐工艺水平直接影响常减压装置腐蚀状态和工艺催化剂活性。综合考虑电脱盐工艺参数,选择脱盐前盐质量浓度、含水量及电场强度等40个工艺参数共440组工况数据,进行电脱盐效果评价研究。根据脱后盐含量数据箱型图特征,将电脱盐效... 详细信息

原油电脱盐工艺水平直接影响常减压装置腐蚀状态和工艺催化剂活性。综合考虑电脱盐工艺参数,选择脱盐前盐质量浓度、含水量及电场强度等40个工艺参数共440组工况数据,进行电脱盐效果评价研究。根据脱后盐含量数据箱型图特征,将电脱盐效果等级分为3级,采用主成分分析法,提取原始数据累积贡献率90.91%以上的前3个主成分,与电脱盐等级建立数据集,最后通过支持向量机建立电脱盐等级评价模型。结果表明:该方法对指导电脱盐工艺优化具有较好的工程适用性。

关键词：主成分分析支持向量机电脱盐工艺参数

控氮型不锈钢316LN在含氯介质中的点蚀行为

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机械科学与技术 2024年第6期43卷 1084-1091页

作者：华晓春黄国辉左竞成赵丽饶思贤安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032 合肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术中心合肥230031

针对N元素对奥氏体不锈钢抗点蚀能力的影响与其机理尚不明确的现状,以控氮型不锈钢316LN为研究对象,对其进行力学性能测试和电化学阻抗谱等电化学测试。结果表明316LN在室温下的力学性能及抗腐蚀性能均比不含氮的316L优越,但随着温度与... 详细信息

针对N元素对奥氏体不锈钢抗点蚀能力的影响与其机理尚不明确的现状,以控氮型不锈钢316LN为研究对象,对其进行力学性能测试和电化学阻抗谱等电化学测试。结果表明316LN在室温下的力学性能及抗腐蚀性能均比不含氮的316L优越,但随着温度与介质浓度的提升,316LN的抗腐蚀性能存在明显的劣化;在室温和低介质浓度下,316LN的钝化膜阻抗普遍高于316L,显示在N元素和Cr、Mo等合金元素的协同下,316LN的表层钝化膜稳定性高于316L;同时N元素的转化产物NH_(4)^(+)或NO_(3)^(-)可有效抑制点蚀内部二次点蚀坑的形成,避免点蚀坑向纵深快速扩展。

关键词： 316LN不锈钢 N元素点蚀电化学阻抗谱

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PCM在埋地管道检测中的误差分析

设备管理与维修 2024年第14期 89-91页

作者：唐志赵阁李卫贾丙中余王伟合肥通用机械研究院有限公司国家压力容器与管道安全工程技术研究中心安徽合肥230031

PCM检测系统在埋地管道检测时,可能受各种环境影响而产生误差。分析环境因素的类型及其造成的影响,并提出减小误差的措施与方法,以提高检测效率和检测精度。

关键词： PCM 埋地管道防腐层检测误差分析

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螺纹锁紧环式换热器合拢缝开裂原因分析

设备管理与维修 2024年第7期 83-85页

作者：闻庆松陈贤洮焦庆雨何家龙程楷邓燕燕合肥通用机械研究院有限公司国家压力容器与管道安全工程技术研究中心安徽省压力容器与管道安全技术省级实验室安徽合肥230031 国机特种设备检验有限公司安徽合肥230031 中国石油大庆石化分公司黑龙江大庆163000

近年来,国内多家石化企业螺纹锁紧环式换热器在仅投用2~3年后发生了管箱与壳体的环焊缝(特别是合拢缝)开裂甚至泄漏现象,造成装置非计划停车并严重影响装置运行安全。针对典型的开裂案列的原因,结合多家石化企业螺纹锁紧环式换热器合拢... 详细信息

近年来,国内多家石化企业螺纹锁紧环式换热器在仅投用2~3年后发生了管箱与壳体的环焊缝(特别是合拢缝)开裂甚至泄漏现象,造成装置非计划停车并严重影响装置运行安全。针对典型的开裂案列的原因,结合多家石化企业螺纹锁紧环式换热器合拢缝检验检测中发现的问题,从设计、制造、使用等环节对造成合拢缝开裂的主要影响因素进行深入分析,并提出螺纹锁紧环式换热器定期检验中的重点,为保障设备的长周期安全运行发挥了重要作用。

关键词：螺纹锁紧环式开裂合拢缝定期检验

改进Logistic蠕变应变预测模型及其有限元实现

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机械工程学报 2023年第16期59卷 82-89页

作者：周煜范志超姜恒王宇轩合肥通用机械研究院有限公司合肥230031 国家压力容器与管道安全工程技术研究中心合肥230031

提出一种针对蠕变全过程的改进Logistic蠕变应变预测(Logistic creep strain prediction,LCSP)模型,减少模型参数数量并解决初始蠕变应变复数值问题,结合加钒改进型2.25Cr1Mo钢的蠕变变形与断裂寿命数据,利用基于最小二乘法原理的模型... 详细信息

提出一种针对蠕变全过程的改进Logistic蠕变应变预测(Logistic creep strain prediction,LCSP)模型,减少模型参数数量并解决初始蠕变应变复数值问题,结合加钒改进型2.25Cr1Mo钢的蠕变变形与断裂寿命数据,利用基于最小二乘法原理的模型参数识别方法,实现对材料的蠕变应变及应变速率的准确预测。综合分析Larson-Miller主曲线方程的寿命预测精度及寿命随应力的变化趋势,确定用于预测蠕变断裂寿命的模型多项式阶数。根据改进LCSP模型的蠕变应变解析公式,推导蠕变应变增量及其对等效应力以及蠕变应变的导数的计算表达式,确保计算收敛性,利用Fortran语言开发了针对改进LCSP模型的usercreep蠕变子程序,通过光滑圆棒试样蠕变有限元分析验证该蠕变子程序的准确性。

关键词：蠕变本构模型有限元分析变形断裂寿命

基于大数据的电脱盐系统智能优化与影响因素分析

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高校化学工程学报 2023年第1期37卷 95-102页

作者：朱建新周杨乔松袁文彬方向荣亢海洲吕宝林合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031 国家压力容器与管道安全工程技术研究中心安徽合肥230031

针对电脱盐系统影响因素耦合关联,脱盐后盐的质量浓度控制困难等问题,提出基于贝叶斯分类的电脱盐系统脱盐后盐的质量浓度智能预测模型,建立基于模型及线性规划的脱盐系统优化方法。利用从分布式控制系统(DCS)和实验室信息管理系统(LIMS... 详细信息

针对电脱盐系统影响因素耦合关联,脱盐后盐的质量浓度控制困难等问题,提出基于贝叶斯分类的电脱盐系统脱盐后盐的质量浓度智能预测模型,建立基于模型及线性规划的脱盐系统优化方法。利用从分布式控制系统(DCS)和实验室信息管理系统(LIMS)中获取的运行数据,筛选影响电脱盐效果的主要因素,建立基于40个运行参数的脱盐后盐的质量浓度智能监测模型。模型对脱盐后盐的质量浓度1.5~2.0、2.0~3.0 mg·L^(-1)和大于3.0 mg·L^(-1)的识别召回率分别达到89.6%、84.4%和70.0%。利用优化方法识别了脱盐罐油水界位、操作温度、混合压差及注水量等影响脱盐效果的关键因素,通过对电脱盐操作参数进行优化,显著降低了脱盐后盐的质量浓度,实现系统的优化运行。

关键词：电脱盐大数据智能监测影响因素优化

钨铝合金化的改进型乙烯裂解炉管1150℃条件下的模拟渗碳行为研究

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压力容器 2023年第1期40卷 10-20页

作者：吴志刚陈涛刘春娇连晓明合肥通用机械研究院有限公司国家压力容器与管道安全工程技术研究中心中国石化炉管质量检测检验与评估中心合肥230031

为探究钨铝合金化的改进型乙烯裂解炉管27Cr44Ni5W3Al+MA在1150℃条件下的渗碳损伤情况,采用粒径1.5~3 mm的固体渗碳剂,针对27Cr44Ni5W3Al+MA炉管开展1150℃条件下50,100,150,200 h的固体渗碳试验。采用C-S分析仪和OM,SEM,EDS,XRD及维... 详细信息

为探究钨铝合金化的改进型乙烯裂解炉管27Cr44Ni5W3Al+MA在1150℃条件下的渗碳损伤情况,采用粒径1.5~3 mm的固体渗碳剂,针对27Cr44Ni5W3Al+MA炉管开展1150℃条件下50,100,150,200 h的固体渗碳试验。采用C-S分析仪和OM,SEM,EDS,XRD及维氏硬度计等对渗碳前后炉管进行成分、组织及性能分析,研究炉管渗碳行为。结果表明:从铸态至渗碳200 h时,炉管内壁1 mm范围内平均碳浓度由约0.5%增长至饱和碳浓度2.2%左右;渗碳时间由50 h增至200 h,炉管内壁渗碳层厚度由800μm增至2860μm,渗碳层由内向外依次为严重渗碳区、中度渗碳区及轻微渗碳区,其宽度分别由400μm增至1920μm、100μm增至140μm、300μm增至800μm。从铸态至渗碳200 h,碳化物平均宽度由2.0μm增至3.5~13.0μm,面积分数由5.6%增至13.6%~34.9%;原始铸态复相碳化物外部的小块状M_(23) C_(6)逐渐粗化呈链块状,然后转变为岛块状M_(7)C_(3)及岛块中间的颗粒状WC,内部片层状M_(7)C_(3)部分转变为小块状M_(23) C_(6),并与外部M_(23) C_(6)聚集连接后转变为M_(7)C_(3),剩余部分片层状M_(7)C_(3)逐渐粗化聚集成块状M_(7)C_(3)。原始铸态炉管硬度值约为304.0HV10,渗碳200 h后,由距内壁4 mm处至1 mm处,硬度值由386.7HV10增至504.0HV10。本文还就27Cr44Ni5W3Al+MA合金炉管的渗碳行为和渗碳过程中碳化物演变机理进行了讨论。

关键词：钨铝合金化改进型乙烯裂解炉管 27Cr44Ni5W3Al+MA合金渗碳碳化物演变