楊鐵成，陳學(xué)東，鄭津洋，陳志平

(1.合肥通用機(jī)械研究院，安徽 合肥 230031;2.浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所，浙江杭州 310027)

1 概述

美國(guó)ASME壓力容器與管道會(huì)議(PVP 2011)于2011年7月17日至21日在美國(guó)馬里蘭州巴爾的摩市(Baltimore，Maryland，USA)舉行。本次會(huì)議由美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)壓力容器與管道分會(huì)(ASME PVPD)主辦，美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)核工程分會(huì)(ASME NED)和無(wú)損檢測(cè)工程分會(huì)(ASME NDE)協(xié)辦。會(huì)議主席由ASME PVPD的副主席兼秘書(shū)長(zhǎng)Ronald S.Hafner擔(dān)任，大會(huì)的主題是“壓力容器技術(shù)——未來(lái)十年展望”。會(huì)議共收錄712篇技術(shù)論文，來(lái)自美洲、歐洲、亞洲、非洲和大洋洲的近800名工程技術(shù)人員出席了會(huì)議并宣讀了論文。

本次PVP 2011會(huì)議由于今年3月在日本發(fā)生的福島核電站事故而具有特殊的意義，在大會(huì)的主旨報(bào)告中強(qiáng)調(diào)了事故給世界核電界帶來(lái)的教訓(xùn)以及對(duì)未來(lái)壓力容器與管道技術(shù)發(fā)展的影響。

2 會(huì)議議題

本次會(huì)議共設(shè)立了11個(gè)議題、110個(gè)分議題，分別由相應(yīng)的組委會(huì)主持，主要內(nèi)容介紹如下:

(1)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

該議題由英國(guó)Hunting Energy Services Ltd的Bostjan Bezensek組織，共包含16個(gè)分議題:

承壓構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性;極限載荷和疲勞的彈塑性分析;壓力容器和管道的棘輪和疲勞問(wèn)題;環(huán)境疲勞問(wèn)題;多缺陷的交互作用和模擬;美國(guó)、日本、中國(guó)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的最新進(jìn)展;高溫相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;合于使用評(píng)價(jià)規(guī)則的修整和變化;標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中基于概率和風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估;核融合反應(yīng)器構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定規(guī)則;多軸加載問(wèn)題在設(shè)計(jì)和合于使用評(píng)價(jià)中的考慮;ASME/NRC關(guān)于核電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研討會(huì);標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中HDPE管的相關(guān)問(wèn)題等分議題。

(2)計(jì)算技術(shù)與螺栓連接

該議題由美國(guó)VSP Technologies的Jerry Waterland組織，共包含13個(gè)分議題:

螺栓連接的設(shè)計(jì)與分析;包裝和閥門的設(shè)計(jì)與分析;螺栓連接的組裝和密封;螺紋緊固件;螺栓連接結(jié)構(gòu)的高溫行為;非線性有限元分析問(wèn)題;分析和應(yīng)用的新方法;計(jì)算模型和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;極限載荷、彈塑性分析和蠕變的計(jì)算模型;構(gòu)件設(shè)計(jì)和合于使用評(píng)價(jià)的概率分析工具;顯式有限元分析的計(jì)算主題;軟件示范等分議題。

(3)設(shè)計(jì)與分析

該議題由加拿大University of Alberta的Pierre Mertiny組織，共包含18個(gè)分議題:

壓力容器、換熱器及其構(gòu)件的設(shè)計(jì)與分析;管道及管部件的設(shè)計(jì)與分析;疲勞、斷裂與損傷分析;非彈性、非線性分析與極限載荷分析;應(yīng)力分類與分析設(shè)計(jì)方法;復(fù)合材料與結(jié)構(gòu);屈曲與結(jié)構(gòu)可靠性分析;容器、管道及構(gòu)件中的熱應(yīng)力;合于使用評(píng)價(jià);高溫設(shè)計(jì);管道和設(shè)備的動(dòng)力學(xué)與動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析;螺栓連接的設(shè)計(jì)與分析;爆炸或水錘引起的管道損傷;焊接構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性;小模塊反應(yīng)器的新設(shè)計(jì)技術(shù);設(shè)計(jì)分析的概率方法;設(shè)計(jì)中的計(jì)算流體力學(xué)等分議題。

(4)流體與結(jié)構(gòu)的相互作用

該議題由英國(guó) King's College London的George Papadakis組織，共包含6個(gè)分議題:

容器、管道及其部件中的熱－流耦合現(xiàn)象;流體誘導(dǎo)的振動(dòng)專題研討;第15屆國(guó)際流體、結(jié)構(gòu)以及流體－結(jié)構(gòu)相互作用的新技術(shù)專題研討;極端加載條件下的結(jié)構(gòu);流體晃動(dòng)以及流體結(jié)構(gòu)相互作用;航空工程中的流體－結(jié)構(gòu)相互作用等分議題。

(5)高壓技術(shù)

該議題由美國(guó)ExxonMobil Chemical Company的Karl Simpson組織，共包含3個(gè)分議題:

高壓容器的設(shè)計(jì)、分析與壽命預(yù)測(cè);易燃易爆容器與管道的結(jié)構(gòu)響應(yīng);低密度聚乙烯產(chǎn)品的壓縮機(jī)等分議題。

(6)材料與制造

該議題由美國(guó)Savannah River National Laboratory的Andrew J.Duncan組織，共包含29個(gè)分議題:

斷裂力學(xué)在失效評(píng)定中的應(yīng)用(紀(jì)念Ted Smith專題研討);氫環(huán)境下所用的材料;焊接殘余應(yīng)力及變形的模擬與測(cè)量;歐洲結(jié)構(gòu)完整性項(xiàng)目;合于使用評(píng)價(jià)與失效評(píng)定;核電站所用的材料和技術(shù);規(guī)范疲勞設(shè)計(jì)判據(jù)與環(huán)境影響;流體加速腐蝕引起的壁厚減薄;材料的力學(xué)模擬;SCC和腐蝕疲勞中的完整性問(wèn)題;管道完整性;微小尺度機(jī)械測(cè)試;破前漏;無(wú)損檢測(cè)專題;塑料管;斷裂可靠性;焊縫及熱影響區(qū)的疲勞與斷裂;蠕變與蠕變－疲勞交互作用;預(yù)知風(fēng)險(xiǎn)情況下壓力容器與管道或復(fù)雜的系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)老化的在線監(jiān)測(cè)、模擬與控制;新建核電設(shè)施的先進(jìn)的制造與材料技術(shù);在役檢查;多缺陷交互作用;壓力容器與管道的組合系統(tǒng);安全殼材料的旋壓技術(shù);優(yōu)質(zhì)材料在壓力容器與管道的應(yīng)用;ASME BPVⅡ材料;構(gòu)件完整不確定性的本質(zhì)、分布與模擬的含義;堆焊、嵌焊、貼焊問(wèn)題等分議題。

(7)操作、應(yīng)用與部件

該議題由荷蘭Shell Projects and Technology的Ayman M.Cheta組織，共包含9個(gè)分議題:

安全、可靠性與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;認(rèn)證與檢測(cè);監(jiān)控、診斷與檢測(cè);有毒物質(zhì)的存儲(chǔ)與運(yùn)輸;泵與閥;壓力容器、換熱器及其構(gòu)件的操作與維護(hù);管件和支撐件;老化管理與延壽;法規(guī)、規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)等分議題。

(8)地震工程

該議題由美國(guó) Idaho National Laboratory的Cheryl C.O'Brien組織，共包含13個(gè)分議題:

系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)與部件的地震評(píng)估;結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)－線性和非線性;管系的地震分析與設(shè)計(jì);管系地震設(shè)計(jì)的恰當(dāng)判據(jù)與方法專題研討;新反應(yīng)堆許可證發(fā)放時(shí)地震問(wèn)題;隔震與吸能系統(tǒng);隔震與控震系統(tǒng);DOE壓力部件的地震設(shè)計(jì);地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)的地震行為;系統(tǒng)識(shí)別與控制;隔震地基與控震系統(tǒng)等分議題。

(9)ASME無(wú)損檢測(cè)分會(huì)

該議題由美國(guó)University of Arkansas的William T.Springer組織，共包含10個(gè)分議題:

工廠檢驗(yàn)與延壽;在電力和石化行業(yè)中的規(guī)范應(yīng)用;HDPE與復(fù)合材料的檢驗(yàn)問(wèn)題;核廢料儲(chǔ)存容器的檢驗(yàn)問(wèn)題;預(yù)知風(fēng)險(xiǎn)的在役檢驗(yàn);用于在線監(jiān)控的無(wú)損檢測(cè)技術(shù);用于殘余應(yīng)力評(píng)估的無(wú)損檢測(cè)技術(shù);用于腐蝕評(píng)估的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)等分議題。

(10)ASME核工程分會(huì)

該議題由EDA，Inc的Joseph S.Miller組織，共包含3個(gè)分議題:

反應(yīng)堆容器與管道的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和部件的設(shè)計(jì)與分析;核電廠運(yùn)行、穩(wěn)態(tài)分析和模型驗(yàn)證;壓力容器與管道的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和部件分析的BEPU(最佳估算加不確定性)挑戰(zhàn)等分議題。

(11)學(xué)生論文競(jìng)賽

該議題由Sargent＆Lundy LLC的 Artin A.Dermenjian組織，會(huì)議專門設(shè)立了學(xué)生論文競(jìng)賽專題，在參賽的學(xué)生論文中由組委會(huì)評(píng)出“Honor-able mention”獎(jiǎng)，并頒發(fā)獎(jiǎng)狀和獎(jiǎng)金以資鼓勵(lì)。本次會(huì)議上，國(guó)內(nèi)的浙江大學(xué)和山東大學(xué)共有3位研究生入圍學(xué)生競(jìng)賽決賽并獲榮譽(yù)證書(shū)與獎(jiǎng)勵(lì)，是歷年最多的一次;另有華東理工大學(xué)3位研究生在論文評(píng)審期間獲得提名獎(jiǎng)，獲得證書(shū)和獎(jiǎng)金。

3 大會(huì)主旨報(bào)告

本次會(huì)議邀請(qǐng)了美國(guó)著名的能源行業(yè)技術(shù)與管理咨詢公司MPR Associates，Inc的前任CEO、美國(guó)國(guó)家工程研究院(NAE)和美國(guó)核能協(xié)會(huì)(NEI)資深會(huì)員Douglas M.Chapin博士作了題為“福島第一核電站事件:地點(diǎn)、技術(shù)、大事記、損壞、目前狀況和汲取的教訓(xùn)”大會(huì)主旨報(bào)告。報(bào)告用翔實(shí)的數(shù)據(jù)、圖片等資料介紹了東京電力公司(TEPCO)福島第一核電站的六臺(tái)核電機(jī)組的廠址、建造、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)堆型、運(yùn)行期間高級(jí)別的大事記、本次地震破壞的原因、破壞程度、與三里島和切爾諾貝利事故的比較、現(xiàn)場(chǎng)的目前狀態(tài)、核電站未來(lái)趨向以及需從中汲取的教訓(xùn)等內(nèi)容，并進(jìn)一步探討了本次事故及后續(xù)事件對(duì)日本和世界核電工業(yè)產(chǎn)生的重大影響。

Chapin認(rèn)為，在福島事故后，世界核電界面臨的主要挑戰(zhàn)并不是急于下結(jié)論，而應(yīng)該仔細(xì)研究在福島究竟發(fā)生了什么?并對(duì)部分國(guó)家在事故后倉(cāng)促做出“取消核電甚至表示在未來(lái)不會(huì)考慮使用核電”的態(tài)度持否定意見(jiàn)，明確提出如果福島核電站當(dāng)初充分考慮了海嘯的風(fēng)險(xiǎn)，這次事故是可以避免的，并表示“核電技術(shù)并沒(méi)有什么聳人聽(tīng)聞的本質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，也不需要因此放棄核電技術(shù)。我們需要充分研究福島事故原因，從中汲取教訓(xùn)，并將其用于促進(jìn)核電技術(shù)的進(jìn)步?！?/p>

美國(guó)專業(yè)從事石化和核電廠的關(guān)鍵部件的檢驗(yàn)、分析和評(píng)估的工程咨詢公司Structural Integrity Associates，Inc的現(xiàn)任總裁和CEO Laney Bisbee先生作了題為“福島第一核電站事故后電力工業(yè)的發(fā)展方向”大會(huì)主旨報(bào)告。指出正如三里島和切爾諾貝利事故一樣，福島第一核電站事故必將對(duì)世界上電力工業(yè)產(chǎn)生的重大影響，同時(shí)，各國(guó)政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)、公用事業(yè)部門、設(shè)備制造商、公眾以及標(biāo)準(zhǔn)制定組織等對(duì)該事件的反應(yīng)將直接影響核電工業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨向。

報(bào)告重點(diǎn)提到了受這場(chǎng)災(zāi)難事故影響，目前世界各國(guó)政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)已對(duì)該事故做出了顯著的反應(yīng)，包括放緩核電站建設(shè)進(jìn)程，部分國(guó)家甚至無(wú)限期暫停所有核電站的使用。美國(guó)核管理委員會(huì)(NRC)目前正在組織調(diào)查福島事故期間所發(fā)生的事件，并盡快在ASME規(guī)范修訂中反應(yīng)調(diào)查的結(jié)果。同時(shí)指出，公眾的觀點(diǎn)已經(jīng)從接受新建核電站滿足未來(lái)發(fā)電需求來(lái)替代大型燃煤發(fā)電轉(zhuǎn)向關(guān)注核電工業(yè)的持續(xù)安全性問(wèn)題。

4 我國(guó)代表參會(huì)情況

今年的會(huì)議，我國(guó)壓力容器界共有30余名專家和學(xué)者參加，收錄論文近30篇，內(nèi)容包括壓力容器與管道的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、失效分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、合于使用評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)與制造、無(wú)損檢測(cè)等方面，較為全面地反映了我國(guó)在壓力容器與管道技術(shù)研究方面的現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)。

本次會(huì)議在“規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)”議題中設(shè)置了3個(gè)由浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所的鄭津洋教授發(fā)起的分議題，分別是應(yīng)變強(qiáng)化奧氏體不銹鋼制壓力容器(Cold Stretched Austenitic Stainless Steel Pressure Vessels)、工程失效分析(Engineering Failure Analysis)、大型儲(chǔ)罐(Large Storage Tank)，安排了15篇論文進(jìn)行宣讀與交流，作者分別來(lái)自合肥通用機(jī)械研究院、浙江大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、東北石油大學(xué)、中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院、蘇州熱工研究院、上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院、浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院、湖北省特種設(shè)備安全檢驗(yàn)檢測(cè)研究院、杭州市特種設(shè)備檢測(cè)院等單位。

在與會(huì)的國(guó)內(nèi)專家中，合肥通用機(jī)械研究院陳學(xué)東研究員的論文《復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境下承壓設(shè)備若干失效案例》(Several Failure Analysis Cases of Pressure Equipment under the Conditions of Complex Medium Environment)介紹了近些年來(lái)在原油劣質(zhì)化大背景下，中國(guó)承壓設(shè)備發(fā)生的典型失效模式和失效機(jī)理，論文結(jié)合翔實(shí)的失效案例與科學(xué)的分析數(shù)據(jù)，指出了預(yù)防承壓設(shè)備失效的研究方向，對(duì)今后承壓設(shè)備的設(shè)計(jì)制造與工程風(fēng)險(xiǎn)防范具有重要指導(dǎo)作用。論文中豐富的失效案例與分析也引起與會(huì)各國(guó)專家的高度重視，會(huì)場(chǎng)上進(jìn)行了熱烈的討論。浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所鄭津洋教授的論文《奧氏體不銹鋼制低溫壓力容器的應(yīng)變強(qiáng)化》(Cold Stretching of Cryogenic Pressure Vessels from Austenitic Stainless Steel)面向應(yīng)變強(qiáng)化容器，采用試驗(yàn)與數(shù)值分析相結(jié)合的方法，研究了應(yīng)變強(qiáng)化對(duì)材料力學(xué)性能影響規(guī)律，對(duì)今后開(kāi)展基于應(yīng)變強(qiáng)化的不銹鋼制壓力容器的輕量化設(shè)計(jì)具有積極的參考意義。

5 壓力容器技術(shù)在核電領(lǐng)域的應(yīng)用備受重視

值得指出的是，鑒于日本福島核電站事故在世界范圍內(nèi)造成的深遠(yuǎn)影響，與核電壓力容器制造、使用維護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)控制等議題相關(guān)的研究在本次會(huì)議上被前所未有地關(guān)注。

本次會(huì)議中共收錄約110篇由專門核能研究機(jī)構(gòu)、使用單位研究人員撰寫(xiě)的研究論文。論文作者來(lái)源于美國(guó)、日本、韓國(guó)、法國(guó)、中國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、加拿大、德國(guó)、捷克、瑞士、羅馬尼亞、澳大利亞、阿根廷等世界各地。在會(huì)議報(bào)告中，約有55篇與核能相關(guān)的論文由美國(guó)的研究單位或使用單位的研究人員撰寫(xiě)，來(lái)自日本、韓國(guó)、法國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣的論文分別為29篇、5篇、4篇、4篇，上述論文涉及材料與制造、無(wú)損檢測(cè)、運(yùn)行與維護(hù)等方面。本次會(huì)議兩篇大會(huì)主旨報(bào)告不約而同地針對(duì)核能應(yīng)用提出壓力容器技術(shù)的挑戰(zhàn)，更將核電壓力容器技術(shù)研究的重要性提到前所未有的高度?？梢?jiàn)，與核電壓力容器安全相關(guān)的技術(shù)研究仍將是今后值得開(kāi)展的研究方向。

6 結(jié)語(yǔ)

眾所周知，PVP系列會(huì)議是一個(gè)日臻完善的國(guó)際性壓力容器與管道技術(shù)論壇，來(lái)自工業(yè)界或?qū)W術(shù)界與電力和過(guò)程工業(yè)有關(guān)的壓力容器和管道技術(shù)，在這個(gè)舞臺(tái)上都得以充分的交流和研討，這對(duì)促進(jìn)國(guó)際壓力容器與管道技術(shù)進(jìn)步起到了重要的作用。

近年來(lái)，隨著廣大工程技術(shù)人員的不斷參與，我國(guó)在這個(gè)國(guó)際舞臺(tái)上的地位也逐年上升。希望在不久的將來(lái)，我國(guó)也成為PVP會(huì)議的主辦方之一，甚至可以將PVP會(huì)議安排在中國(guó)舉辦。

PVP 2012會(huì)議將于2012年7月15日～7月19日在加拿大多倫多市舉行，會(huì)議的主席由Michael E.Nitzel(M.E.Nitzel Engineering Services)和 Dennis K.Williams(NuScale Power，Inc.)擔(dān)任，會(huì)議主題是“全球壓力容器和管道技術(shù)新的領(lǐng)域”。會(huì)上，中國(guó)壓力容器最新規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)議題中將設(shè)極端承壓設(shè)備(Extreme Pressure Vessels)、工程失效分析(Engineering Failure Analysis)、在用檢驗(yàn)(In－service Inspection)3個(gè)分議題，歡迎大家投稿。

PVP 2012會(huì)議論文摘要的提交截止時(shí)間為2011年11月11日，摘要接受后提交論文全文的截止時(shí)間為2012年2月13日。希望國(guó)內(nèi)從事壓力容器與管道工程技術(shù)研究的相關(guān)人員積極投稿和參會(huì)，在這一最具影響力的國(guó)際壓力容器與管道會(huì)議上進(jìn)行交流，提高中國(guó)在國(guó)際壓力容器與管道工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的話語(yǔ)權(quán)。