2011年美国ASME压力容器与管道会议(PVP 2011)简介

杨铁成，陈学东，郑津洋，陈志平

(1.合肥通用机械研究院，安徽 合肥 230031;2.浙江大学化工机械研究所，浙江杭州 310027)

1 概述

美国ASME压力容器与管道会议(PVP 2011)于2011年7月17日至21日在美国马里兰州巴尔的摩市(Baltimore，Maryland，USA)举行。本次会议由美国机械工程师协会压力容器与管道分会(ASME PVPD)主办，美国机械工程师协会核工程分会(ASME NED)和无损检测工程分会(ASME NDE)协办。会议主席由ASME PVPD的副主席兼秘书长Ronald S.Hafner担任，大会的主题是“压力容器技术——未来十年展望”。会议共收录712篇技术论文，来自美洲、欧洲、亚洲、非洲和大洋洲的近800名工程技术人员出席了会议并宣读了论文。

本次PVP 2011会议由于今年3月在日本发生的福岛核电站事故而具有特殊的意义，在大会的主旨报告中强调了事故给世界核电界带来的教训以及对未来压力容器与管道技术发展的影响。

2 会议议题

本次会议共设立了11个议题、110个分议题，分别由相应的组委会主持，主要内容介绍如下:

(1)规范和标准

该议题由英国Hunting Energy Services Ltd的Bostjan Bezensek组织，共包含16个分议题:

承压构件的结构完整性;极限载荷和疲劳的弹塑性分析;压力容器和管道的棘轮和疲劳问题;环境疲劳问题;多缺陷的交互作用和模拟;美国、日本、中国、欧洲标准规范的最新进展;高温相关的标准和规范;合于使用评价规则的修整和变化;标准规范中基于概率和风险的评估;核融合反应器构件的结构完整性评定规则;多轴加载问题在设计和合于使用评价中的考虑;ASME/NRC关于核电标准规范的研讨会;标准规范中HDPE管的相关问题等分议题。

(2)计算技术与螺栓连接

该议题由美国VSP Technologies的Jerry Waterland组织，共包含13个分议题:

螺栓连接的设计与分析;包装和阀门的设计与分析;螺栓连接的组装和密封;螺纹紧固件;螺栓连接结构的高温行为;非线性有限元分析问题;分析和应用的新方法;计算模型和实验验证;极限载荷、弹塑性分析和蠕变的计算模型;构件设计和合于使用评价的概率分析工具;显式有限元分析的计算主题;软件示范等分议题。

(3)设计与分析

该议题由加拿大University of Alberta的Pierre Mertiny组织，共包含18个分议题:

压力容器、换热器及其构件的设计与分析;管道及管部件的设计与分析;疲劳、断裂与损伤分析;非弹性、非线性分析与极限载荷分析;应力分类与分析设计方法;复合材料与结构;屈曲与结构可靠性分析;容器、管道及构件中的热应力;合于使用评价;高温设计;管道和设备的动力学与动态响应分析;螺栓连接的设计与分析;爆炸或水锤引起的管道损伤;焊接构件的结构完整性;小模块反应器的新设计技术;设计分析的概率方法;设计中的计算流体力学等分议题。

(4)流体与结构的相互作用

该议题由英国 King's College London的George Papadakis组织，共包含6个分议题:

容器、管道及其部件中的热－流耦合现象;流体诱导的振动专题研讨;第15届国际流体、结构以及流体－结构相互作用的新技术专题研讨;极端加载条件下的结构;流体晃动以及流体结构相互作用;航空工程中的流体－结构相互作用等分议题。

(5)高压技术

该议题由美国ExxonMobil Chemical Company的Karl Simpson组织，共包含3个分议题:

高压容器的设计、分析与寿命预测;易燃易爆容器与管道的结构响应;低密度聚乙烯产品的压缩机等分议题。

(6)材料与制造

该议题由美国Savannah River National Laboratory的Andrew J.Duncan组织，共包含29个分议题:

断裂力学在失效评定中的应用(纪念Ted Smith专题研讨);氢环境下所用的材料;焊接残余应力及变形的模拟与测量;欧洲结构完整性项目;合于使用评价与失效评定;核电站所用的材料和技术;规范疲劳设计判据与环境影响;流体加速腐蚀引起的壁厚减薄;材料的力学模拟;SCC和腐蚀疲劳中的完整性问题;管道完整性;微小尺度机械测试;破前漏;无损检测专题;塑料管;断裂可靠性;焊缝及热影响区的疲劳与断裂;蠕变与蠕变－疲劳交互作用;预知风险情况下压力容器与管道或复杂的系统/网络老化的在线监测、模拟与控制;新建核电设施的先进的制造与材料技术;在役检查;多缺陷交互作用;压力容器与管道的组合系统;安全壳材料的旋压技术;优质材料在压力容器与管道的应用;ASME BPVⅡ材料;构件完整不确定性的本质、分布与模拟的含义;堆焊、嵌焊、贴焊问题等分议题。

(7)操作、应用与部件

该议题由荷兰Shell Projects and Technology的Ayman M.Cheta组织，共包含9个分议题:

安全、可靠性与风险评估;认证与检测;监控、诊断与检测;有毒物质的存储与运输;泵与阀;压力容器、换热器及其构件的操作与维护;管件和支撑件;老化管理与延寿;法规、规范与标准等分议题。

(8)地震工程

该议题由美国 Idaho National Laboratory的Cheryl C.O'Brien组织，共包含13个分议题:

系统、结构与部件的地震评估;结构动力学－线性和非线性;管系的地震分析与设计;管系地震设计的恰当判据与方法专题研讨;新反应堆许可证发放时地震问题;隔震与吸能系统;隔震与控震系统;DOE压力部件的地震设计;地震风险评估;储存结构的地震行为;系统识别与控制;隔震地基与控震系统等分议题。

(9)ASME无损检测分会

该议题由美国University of Arkansas的William T.Springer组织，共包含10个分议题:

工厂检验与延寿;在电力和石化行业中的规范应用;HDPE与复合材料的检验问题;核废料储存容器的检验问题;预知风险的在役检验;用于在线监控的无损检测技术;用于残余应力评估的无损检测技术;用于腐蚀评估的无损检测技术等分议题。

(10)ASME核工程分会

该议题由EDA，Inc的Joseph S.Miller组织，共包含3个分议题:

反应堆容器与管道的系统、结构和部件的设计与分析;核电厂运行、稳态分析和模型验证;压力容器与管道的系统、结构和部件分析的BEPU(最佳估算加不确定性)挑战等分议题。

(11)学生论文竞赛

该议题由Sargent＆Lundy LLC的 Artin A.Dermenjian组织，会议专门设立了学生论文竞赛专题，在参赛的学生论文中由组委会评出“Honor-able mention”奖，并颁发奖状和奖金以资鼓励。本次会议上，国内的浙江大学和山东大学共有3位研究生入围学生竞赛决赛并获荣誉证书与奖励，是历年最多的一次;另有华东理工大学3位研究生在论文评审期间获得提名奖，获得证书和奖金。

3 大会主旨报告

本次会议邀请了美国著名的能源行业技术与管理咨询公司MPR Associates，Inc的前任CEO、美国国家工程研究院(NAE)和美国核能协会(NEI)资深会员Douglas M.Chapin博士作了题为“福岛第一核电站事件:地点、技术、大事记、损坏、目前状况和汲取的教训”大会主旨报告。报告用翔实的数据、图片等资料介绍了东京电力公司(TEPCO)福岛第一核电站的六台核电机组的厂址、建造、结构、反应堆型、运行期间高级别的大事记、本次地震破坏的原因、破坏程度、与三里岛和切尔诺贝利事故的比较、现场的目前状态、核电站未来趋向以及需从中汲取的教训等内容，并进一步探讨了本次事故及后续事件对日本和世界核电工业产生的重大影响。

Chapin认为，在福岛事故后，世界核电界面临的主要挑战并不是急于下结论，而应该仔细研究在福岛究竟发生了什么?并对部分国家在事故后仓促做出“取消核电甚至表示在未来不会考虑使用核电”的态度持否定意见，明确提出如果福岛核电站当初充分考虑了海啸的风险，这次事故是可以避免的，并表示“核电技术并没有什么耸人听闻的本质风险，也不需要因此放弃核电技术。我们需要充分研究福岛事故原因，从中汲取教训，并将其用于促进核电技术的进步。”

美国专业从事石化和核电厂的关键部件的检验、分析和评估的工程咨询公司Structural Integrity Associates，Inc的现任总裁和CEO Laney Bisbee先生作了题为“福岛第一核电站事故后电力工业的发展方向”大会主旨报告。指出正如三里岛和切尔诺贝利事故一样，福岛第一核电站事故必将对世界上电力工业产生的重大影响，同时，各国政府监管机构、公用事业部门、设备制造商、公众以及标准制定组织等对该事件的反应将直接影响核电工业的未来发展趋向。

报告重点提到了受这场灾难事故影响，目前世界各国政府监管机构已对该事故做出了显著的反应，包括放缓核电站建设进程，部分国家甚至无限期暂停所有核电站的使用。美国核管理委员会(NRC)目前正在组织调查福岛事故期间所发生的事件，并尽快在ASME规范修订中反应调查的结果。同时指出，公众的观点已经从接受新建核电站满足未来发电需求来替代大型燃煤发电转向关注核电工业的持续安全性问题。

4 我国代表参会情况

今年的会议，我国压力容器界共有30余名专家和学者参加，收录论文近30篇，内容包括压力容器与管道的规范和标准、失效分析、风险评估、合于使用评价、设计与制造、无损检测等方面，较为全面地反映了我国在压力容器与管道技术研究方面的现状、水平和发展趋势。

本次会议在“规范和标准”议题中设置了3个由浙江大学化工机械研究所的郑津洋教授发起的分议题，分别是应变强化奥氏体不锈钢制压力容器(Cold Stretched Austenitic Stainless Steel Pressure Vessels)、工程失效分析(Engineering Failure Analysis)、大型储罐(Large Storage Tank)，安排了15篇论文进行宣读与交流，作者分别来自合肥通用机械研究院、浙江大学、南京工业大学、东北石油大学、中国特种设备检测研究院、苏州热工研究院、上海市特种设备监督检验技术研究院、浙江省特种设备检验研究院、湖北省特种设备安全检验检测研究院、杭州市特种设备检测院等单位。

在与会的国内专家中，合肥通用机械研究院陈学东研究员的论文《复杂介质环境下承压设备若干失效案例》(Several Failure Analysis Cases of Pressure Equipment under the Conditions of Complex Medium Environment)介绍了近些年来在原油劣质化大背景下，中国承压设备发生的典型失效模式和失效机理，论文结合翔实的失效案例与科学的分析数据，指出了预防承压设备失效的研究方向，对今后承压设备的设计制造与工程风险防范具有重要指导作用。论文中丰富的失效案例与分析也引起与会各国专家的高度重视，会场上进行了热烈的讨论。浙江大学化工机械研究所郑津洋教授的论文《奥氏体不锈钢制低温压力容器的应变强化》(Cold Stretching of Cryogenic Pressure Vessels from Austenitic Stainless Steel)面向应变强化容器，采用试验与数值分析相结合的方法，研究了应变强化对材料力学性能影响规律，对今后开展基于应变强化的不锈钢制压力容器的轻量化设计具有积极的参考意义。

5 压力容器技术在核电领域的应用备受重视

值得指出的是，鉴于日本福岛核电站事故在世界范围内造成的深远影响，与核电压力容器制造、使用维护、风险控制等议题相关的研究在本次会议上被前所未有地关注。

本次会议中共收录约110篇由专门核能研究机构、使用单位研究人员撰写的研究论文。论文作者来源于美国、日本、韩国、法国、中国、中国台湾、加拿大、德国、捷克、瑞士、罗马尼亚、澳大利亚、阿根廷等世界各地。在会议报告中，约有55篇与核能相关的论文由美国的研究单位或使用单位的研究人员撰写，来自日本、韩国、法国、中国台湾的论文分别为29篇、5篇、4篇、4篇，上述论文涉及材料与制造、无损检测、运行与维护等方面。本次会议两篇大会主旨报告不约而同地针对核能应用提出压力容器技术的挑战，更将核电压力容器技术研究的重要性提到前所未有的高度。可见，与核电压力容器安全相关的技术研究仍将是今后值得开展的研究方向。

6 结语

众所周知，PVP系列会议是一个日臻完善的国际性压力容器与管道技术论坛，来自工业界或学术界与电力和过程工业有关的压力容器和管道技术，在这个舞台上都得以充分的交流和研讨，这对促进国际压力容器与管道技术进步起到了重要的作用。

近年来，随着广大工程技术人员的不断参与，我国在这个国际舞台上的地位也逐年上升。希望在不久的将来，我国也成为PVP会议的主办方之一，甚至可以将PVP会议安排在中国举办。

PVP 2012会议将于2012年7月15日～7月19日在加拿大多伦多市举行，会议的主席由Michael E.Nitzel(M.E.Nitzel Engineering Services)和 Dennis K.Williams(NuScale Power，Inc.)担任，会议主题是“全球压力容器和管道技术新的领域”。会上，中国压力容器最新规范和标准议题中将设极端承压设备(Extreme Pressure Vessels)、工程失效分析(Engineering Failure Analysis)、在用检验(In－service Inspection)3个分议题，欢迎大家投稿。

PVP 2012会议论文摘要的提交截止时间为2011年11月11日，摘要接受后提交论文全文的截止时间为2012年2月13日。希望国内从事压力容器与管道工程技术研究的相关人员积极投稿和参会，在这一最具影响力的国际压力容器与管道会议上进行交流，提高中国在国际压力容器与管道工程技术领域内的话语权。