核电不锈钢管道对接焊后残余应力分布规律研究

付 明，韩明洋，张 超，郑 炜，刘剑锋，朱其猛，陈高詹，陈培俊

(中国核动力研究设计院 核燃料元件及材料研究所,四川 成都 610213)

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化石燃料燃烧利用率低，环境污染严重，与传统火电厂相比，核电是一种非常清洁的能源[1]，管道作为核电站运行的主要设备之一，其制造、安装的质量直接决定核电站安全运行的可靠性,影响核电站是否达到服役要求[2]。管道制造出厂前经过探伤确保符合使用要求，管道焊接工艺和焊接带来的热应力成为影响核电站运行必须考虑的因素之一[3,4]，主要原因是残余应力对疲劳寿命和强度有影响[5-7]。随着计算机硬件和有限元软件技术的发展，很多学者用对焊接残余应力进行了数值仿真，例如张国栋[8]基于Abaqus软件开发了焊接残余应力与蠕变损伤耦合计算程序对高温用焊接接头残余应力作用下的蠕变损伤行为进行有限元模拟，发现焊接残余应力最大值集中在焊缝和热影响区处,并且轴向与环向残余应力较高；徐君臣[9]和林方强[10]基于ANSYS软件模拟了双平板封头结构焊接和核电管道异种金属焊接接头表面堆焊温度场，获得了焊接残余应力的大小与分布规律，焊缝区环向应力水平高，易诱使焊缝开裂失效；李艳军采用热-弹-塑性有限元计算方法模拟了2219铝合金平板变极性惰性气体保护对接单道焊时的温度场和应力场，结果表明软化现象对焊接残余应力的计算结果有显著影响[11]。在实验测试研究方面，江克……