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    时鉴高温评价软件获全国创新成果一等奖

    3设备圈客服 2021-04-19 21:40
    时鉴高温结构完整性评价软件系统开发及应用获得第四届全国设备管理与技术创新成果一等奖。

    高温环境下服役的压力容器除了具有通常的脆性断裂、塑性垮塌失效模式外,还存在与环境和时间相关的持久断裂、塑性棘轮、疲劳、蠕变、蠕变-疲劳共同作用引起的裂纹萌生与扩展等失效模式。考虑蠕变、疲劳及疲劳蠕变共同作用下的失效模式是高温压力容器结构设计和强度校核的重要环节,其交互行为的复杂性、复杂加载历史的影响,以及与时间相关的材料参数的复杂性等问题都是高温完整性评价的实施难点。现已开发的针对核电高温部件的详细的非线性结构分析程序要么无法购得,要么价格昂贵且耗时较长,要么就是针对具体结构、具体载荷工况的简化分析程序。准确高效的高温完整性评价软件系统,一直以来都是国内的一项空白,严重制约了国内高温核反应堆强度和结构设计能力,进而影响高温部件在寿期内的安全运行。

    随着高温结构的应用日益增多,高温结构完整性分析的需求逐年上升。然而,高温分析方法的复杂性、高温材料与时间有关的参数的变化性,高温服役条件的复杂多变性,设计人员对高温规范的理解不够透彻,对苛刻工况及工况组合的人工筛选不够全面等问题,往往给高温结构完整性评定带来了巨大的困难。因此,正确理解高温分析方法的步骤流程、建立全面的高温材料数据库,对多种使用载荷下部件的应力和应变计算和后续的复杂评价过程进行软件系统开发,减轻设计人员的工作量,十分必要。本创新成果《时鉴高温结构完整性评价软件系统》按照ASME III-NHASME III-5ASME Code Case 2843 等标准规范,模块化清晰,可自动完成基于等时应力应变曲线的高温结构完整性评估。

    本创新成果针对以上这些问题,同时考虑了多种失效模式、多种工况、多样化的分析流程,不仅在高温完整性评价逻辑上有所突破,实现了全自动的高温结构完整性评价模块。此外,软件系统还支持导入自定义材料和定制化开发,具有准确性,高效性,简单易操作等特点。该成果得到了多家企业高度评价和对研究成果的认可,应用推广顺利。实践表明:本软件系统在初步设计阶段可以高效地确定高温结构的高应力区,有效且及时的完成长周期锻件的设计,也可以快速的实现高温结构完整性的评估,节省人工时,降低设备造价,国内尚无同类软件,达到国际领先水平。

    另外该软件系统还集成了已有的相关软件功能模块,即ASME Code Case 2843API579 的高温分析方法,形成丰富且完善的高温结构完整性评价方法。此外,研发团队还搜集整理了承压设备典型材料的高温持久性能数据,编制形成了常见高温材料基础数据库,为我国今后逐步建立基于蠕变- 疲劳等失效模式的高温承压设备设计标准、实现高温承压设备按寿命的设计制造奠定了基础。

    结构高温完整性评估的方法,通常都涉及多个使用载荷下的部件应力和应变计算和后续的复杂评价过程,其中包括对多个工况、多条路径、多个时刻下机械场、温度场、应力、应变、应力范围、应变范围、最大值、最大范围的确定等,同时,涉及各种与时间和温度有关的材料参数和等时应力- 应变曲线的查询,其过程复杂,靠人手工或借助计算器或EXCEL 表格等都很难高效和全面的对部件进行高温下的评估。而且,目前国内尚无同类软件,严重制约了国内高温核反应堆和高温压力容器的强度和结构设计。

    本创新成果有以下技术特色及创新点:

    ①内置高温材料参数,使用者无需查阅标准,可支持扩充高温材料数据库和自定义材料;

    ②内置各种插值和穷举算法,很容易找出各工况或全历程中的最不利组合,如多个工况、多条路径,多个时刻的不利组合等。

    ③本软件系统实现了评价过程全自动,全程无需输入任何参数、智能化、智慧化、自动化、傻瓜化,点点按钮即可完成评价。

    本创新研究成果已经成功进行了一系列的应用示范,例如:对600MW 示范快中子反应堆中堆容器及堆内构件、堆芯支承、旋塞等高温部件的高温完整性评估。


    [本话题由 设备圈客服 于 2021-04-20 07:30:47 编辑]
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    设备圈客服 2021-04-19 21:43
    本软件系统也可以用于Code Case 2843和Code Case 2605等石化领域高温评定。有这类需求的企业可以联系设备圈客服咨询。
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