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历时13年,浙大成果纳入新国标!
圆筒和封头是压力容器重要的基础件。无论是食品领域常见的啤酒发酵罐、能源领域的石油及油品储罐、石化领域的加氢反应器、核电领域的钢制安全壳,还是航天领域的火箭液氢/氧贮箱等高端装备,圆筒和封头都在其中发挥了至关重要的作用。
如何设计圆筒和封头,使其既安全,又能节约材料,是压力容器界持续关注的重要命题。浙江大学能源工程学院郑津洋院士、陈志平教授团队历时13年科研攻关,自主提出轴压圆筒屈曲设计方法、内压椭圆/碟形封头设计方法,在保证安全的情况下,降低制造成本。方法纳入近期发布的两项国家标准,为压力容器行业标准化贡献了浙大力量。
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攻坚克难,自主研发新方法
“只有将理论与实践相结合,通过深入的理论分析和充分的技术实证,才能确保新方法安全、有效,进而实实在在地解决产业界面临的实际问题。”团队成员、能源工程学院特聘副研究员李克明说。历经13年的理论分析与实践数据反复验证,团队成功探明了轴压圆筒屈曲、内压椭圆/碟形封头屈曲和塑性垮塌的失效机制与规律,提出了区别于传统设计的新方法,结束了我国轴压圆筒屈曲、内压椭圆/碟形封头设计长期采用美国ASME方法的历史。
据介绍,新方法物理意义清晰,使用简便,提供了更高的预测精度,且能够帮助企业在保障安全的前提下降低制造成本。如在内压椭圆/碟形封头的设计中,新方法考虑了材料应变硬化和封头球化增强,在确保安全的前提下可减小封头壁厚,符合安全与资源节约并重的设计理念。
当谈及这一重要成果,郑津洋最先脱口而出的词语是“感谢”。“我非常感谢浙大提供的这个平台,非常感谢产业界的众多企业提供的帮助。团队的力量至关重要,许多工程试验研究非常复杂,只有依靠相互协同,将各种资源、要素聚集起来形成合力,才有可能真正破解难题。”
“虽然这是一个传统行业,但还有很多问题亟待解决。坚持问题导向,脚踏实地地找到真问题、解决真问题、真解决问题,用可落地的成果为我们国家乃至人类社会做出更大的贡献,应是我们工科人矢志不渝的努力方向。”郑津洋说。
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