熱處理對核壓力容器焊接殘余應力的影響

張美麗

（商洛學院 化學與化學工程系，陜西商洛 726000）

近年來，隨著我國經濟的發展和對能源需求的與日俱增，國家把核能擺在了能源發展戰略的顯著位置，并形成了國內有巨大潛力的核電裝備市場[1-2]。核壓力容器長期處在高溫、高壓、腐蝕介質和中子輻照的環境下工作，所以對其制造過程中結構質量控制是非常重要的。焊接是制備核壓力容器必不可少的工序，由于材料在焊接過程中受到高度集中的瞬時熱輸入，在焊接后將產生相當大的殘余應力和變形[3]，而熱處理是消除焊接殘余應力和變形的有效方法之一。伴隨著生產力的提高，核壓力容器正向著大型化發展，這對其焊后的熱處理提出了新的挑戰。

目前對大厚度核壓力容器的現場焊后熱處理研究較多，方法主要有局部熱處理和整體熱處理等。而這些只是局限在加工現場的實踐性研究[4-5]，對壓力容器焊接結構的焊后熱處理工藝進行有限元模擬分析的較少。本文主要針對高溫氣冷堆厚壁核壓力容器的馬鞍型焊縫在焊后具有一定的殘余應力，通過有限元法模擬計算在相同的熱處理溫度，不同的熱處理時間下焊縫處最大等效應力的變化，以此來分析不同的熱處理工藝對厚壁核壓力容器焊接殘余應力的消除情況。

1 有限元計算模型的建立

1.1 幾何模型

在ANSYS中建立如圖1所示的高溫氣冷堆核壓力容器大接管段的幾何模型，計算時主要采用I型坡口（30 mm寬）的馬鞍形焊縫，其具體尺寸見圖1所示（單位：mm）。……