核电蒸汽发生器安全端异种钢焊接残余应力研究

发布时间：2020-12-27 16:05

　　核电蒸汽发生器作为核电设备中至关重要的一环,有着较为复杂的原理和结构,而焊接作为连接不同部位的关键技术,其作用和影响不容忽视。正是焊接过程中所产生的残余应力对设备的密封效果、承压强度等构成了一定的威胁,严重左右着整个核电站能否安全、稳定的工作。为此,针对蒸汽发生器焊接残余应力的研究具有十分重要的意义和价值。本论文的研究对象为AP1400系列核电蒸汽发生器的水室下封头冷却剂出口接管与安全端焊接接头。出口接管材料为铁素体低合金钢SA508Gr.3Cl.2,安全端材质为铸态奥氏体不锈钢CF8A,预堆隔离层和对接焊所用填充材料主要为镍基合金Inconel 52M,焊接方法主要为热丝GTAW。首先,本文对异种钢接头的焊接残余应力进行了基于SYSWELD的二维及三维有限元模拟分析。模拟结果表明:最大轴向残余应力分布在SA508隔离堆焊层与母材的交界位置,外壁轴向残余应力最大值为600 MPa,焊缝区周向残余应力普遍较高。三维有限元模拟与实际焊接过程更为接近,经内外壁的切削加工后残余应力值下降明显。不论是三维还是二维模拟,在内外壁对接焊缝两侧位置残余应力比较接近焊后屈服强度,属于发生应力腐蚀开裂的危... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 异种钢焊接残余应力的研究现状
        1.2.1 残余应力的作用及影响
        1.2.2 残余应力场试验研究
        1.2.3 焊接温度场数值模拟
        1.2.4 残余应力场数值模拟
    1.3 有限元模拟方法简述
        1.3.1 数值方法概论
        1.3.2 SYSWELD有限元软件介绍
    1.4 本文研究内容
第2章 安全端试验件异种钢焊接残余应力模拟
    2.1 研究模型
    2.2 焊接工艺及材料性能
    2.3 有限元仿真模型的建立
        2.3.1 二维有限元网格建立
        2.3.2 三维有限元网格划分
    2.4 热源模型及边界条件
        2.4.1 热源模型的选择
        2.4.2 热循环曲线的建立
        2.4.3 约束及边界条件
    2.5 二维模拟结果分析
        2.5.1 二维温度场模拟结果
        2.5.2 二维应力场模拟结果
    2.6 三维模拟结果分析
        2.6.1 三维温度场模拟结果
        2.6.2 三维应力场模拟结果
    2.7 本章小结
第3章 安全端试验件焊接残余应力测量及结果分析
    3.1 盲孔法测量残余应力原理
    3.2 实验设备及测量
    3.3 异种钢接管残余应力测量结果分析
    3.4 异种钢接管残余应力实测值与模拟结果对比分析
    3.5 本章小结
第4章 蒸汽发生器安全端残余应力模拟及服役后应力分析
    4.1 模型建立
    4.2 约束及边界条件的施加
    4.3 实际工况下的残余应力分布
        4.3.1 二维模拟结果分析
        4.3.2 三维模拟结果分析
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]蒸汽发生器换热管应力腐蚀规律试验研究[D]. 陈城.华南理工大学 2013
[2]核电蒸汽发生器管板镍基合金Inconel690电渣堆焊工艺研究[D]. 林海燕.哈尔滨工业大学 2013
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本文编号：2942046