超高压管式反应器端部结构应力场的研究

超高压管式反应器是管式超高压聚乙烯装置的关键设备,其端部通常为夹套与反应管的过盈配合连接结构。利用电阻应变测量技术,针对某石化厂发生疲劳断裂的超高压管式反应器端部结构应力场开展试验研究,采用应力释放法获得过盈配合后的局部应力场数据,在此基础上,建立基于ANSYS软件的有限元模型,并与试验数据进行对比分析。结果表明,端部结构的过盈配合边缘局部范围内存在较高的轴向拉应力,且大于环向应力,应力水平随过盈量增加而提高;接触刚度对应力场数值模拟结果影响较大,在保证收敛的前提下应尽量增大接触刚度以提高模拟精度,有限元模拟结果与试验数据符合得较好。研究结果对后期的数值模拟以及结构失效原因的分析提供重要参考依据。

超高压管式反应器端部结构应力场的数值模拟

基于大型通用有限元软件ANSYS,对发生疲劳断裂的超高压管式反应器的端部结构进行数值模拟,分析了其在过盈套合、自增强处理以及服役期间开停工循环载荷三种工况下的局部应力场。结果表明:三种工况下,端部结构在过盈套合边缘局部范围内均存在较高的轴向拉应力,且大于环向应力;局部轴向应力随套合过盈量和自增强压力的增加而增大;半径过盈量为0.05 mm时,开停工循环载荷下的局部轴向平均应力最大值可达86.71 MPa,轴向交变应力幅值最大值达到62.2 MPa,裂纹垂直于轴向扩展的推动力较大。模拟分析结果对端部结构失效破坏原因的分析及其设计改进有一定的指导意义。

隔膜式蓄能器预充气压力试验研究

蓄能器是液压系统中的重要辅件,其气腔预充气压力影响着使用性能。通过建立隔膜式蓄能器预充气压力分析模型,对隔膜式蓄能器预充气压力进行了试验研究,获得了较为精确的剩余预充气压力,为液压系统中蓄能器预充气压力的精确测试提供了选择和参考。

隔膜式蓄能器疲劳试验研究

隔膜式蓄能器是液压系统中的重要辅件,其橡胶隔膜的气密性和疲劳寿命直接影响着使用性能。文章通过模拟蓄能器真实工况条件,对隔膜式蓄能器进行了疲劳试验,分析比较了不同材质和结构型式橡胶隔膜的气密性和疲劳寿命,为液压系统中蓄能器隔膜的选材和结构设计提供了技术支撑。

升压方式和升压速率对圆盘压力试验的影响

以34Cr Mo和S31603材料为研究对象,通过圆盘压力试验法,采用脉冲近匀速升压方式和对应的匀速升压方式将试样加压至爆破,考察升压速率和升压方式对试样爆破压力的影响,并分析影响机制。结果表明,氢爆破压力随升压速率降低呈下降趋势;脉冲升压方式一的氢爆破压力始终大于升压方式二和升压方式三;升压方式二是一种较为合适的近匀速升压方式。升压方式对氢爆破压力的影响机制可能是因升压方式影响材料中氢扩散总量而导致的。

复合板制常压塔监造过程中的质量控制

从监理的角度,结合实例对分段制造的复合板制常压塔在制造过程中的若干关键质量控制环节进行了阐述,并针对各个环节在设备制造过程中需要注意的问题作了简要介绍。

制氢吸附器全尺寸疲劳试验系统开发

针对一台服役期满的石化制氢装置吸附器,根据技术参数和试验现场条件,采用容积填充法减少吸附器有效容积约60%,通过理论计算,得到了吸附器疲劳试验容积增量约为81L,开发了全尺寸疲劳试验系统。调试和应变测试结果表明,吸附器在试验条件下的疲劳周期和受力状况与服役工况基本一致。

气瓶液压试验进液量分析

气瓶液压试验进液量是气瓶液压试验检验环节的重要参量,也是试验装置设计和设备选型的关键因素。针对钢质气瓶,将其液压试验进液量分为形变增量与液压介质压缩量两部分,分析推导出进液量的理论计算公式和进液量组成部分的分计算式。经实例试验测量比较发现,进液量理论计算值与试验测量值最大误差仅为2.3%,且液压介质压缩量占进液量比例较大,验证了理论计算公式的可靠性和正确性,为快速有效地获取气瓶液压试验进液量和分析进液量组成占比提供了理论支撑。

充氢工艺对复合材料储氢气瓶残余应力的影响

温升是复合材料储氢气瓶充氢过程中十分重要的问题,由于温度场的不均匀和材料热膨胀系数的不同,热机械耦合效应必然存在。为了研究复合材料气瓶充氢时的热机械耦合效应,该文提出了流-热-固耦合分析方法。该方法先建立复合材料气瓶充氢过程的computational fluid dynamics(CFD)分析模型,采用该模型分析充氢过程气瓶的温度分布;再建立复合材料气瓶的热-机械耦合分析模型,将CFD模型获得的温度场输入到热机械耦合模型中,并施加位移和载荷边界条件,分析热-机械耦合效应,通过解析解和试验数据验证方法的可靠性和准确性。采用该方法研究充氢速率、充氢口位置和气瓶几何尺寸对温度场、应力场的影响,该文获得的结果将为复合材料储氢气瓶的设计和充氢工艺优化提供技术支持。

非焊接瓶式容器建造技术的探讨

近年来,伴随天然气及氢能源汽车能行业的发展,非焊接瓶式容器得到了大量应用,其是伴随着大直径厚壁无缝管材所需的挤压或碾锻能力提升、质量成熟而产生的一种“新品种”压力容器。针对该类容器的技术特点,以按照“气瓶”和“固定式压力容器”法规标准体系建造时存在的差异,分别从材料、设计、制造和试验检验等方面进行了对比、分析和讨论,对相应标准的修订提出了针对性的建议。

新型快开抗剪钢球密封结构研制

该文开发了一种高压容器新型端部密封结构,采用抗剪钢球代替了现有的抗剪元件。分析了其结构特点,并对抗剪钢球进行了强度计算。研制了一台试验容器,通过液压试验对结构强度及密封性能进行了验证。理论分析和试验研究表明该结构可适用于快开高压容器的端部密封。

金属软管失稳分析及结构优化

金属软管在横向位移和内压作用下发生失稳后,承载能力大幅下降,影响管路系统的安全运行。本文对某DN300金属软管进行了失效分析,确定了其失效模式和失效原因,并有针对性的对相关结构参数调整后进行建模计算,最终获得不同几何参数金属软管在横向位移和内压作用下失稳载荷随几何参数的变化规律。结合曲线的变化趋势,优化该类金属软管的局部结构,为今后其设计和制造提供了理论支撑。