冷凝器管束腐蚀失效机理研究

冷凝器管束在运行过程中会发生腐蚀穿孔。以某石化企业的闪蒸塔顶气冷凝器作为研究对象,其中管程介质为循环水,壳程介质为闪蒸塔顶气,通过化学成分分析、宏观形貌观察、微观形貌分析、能谱分析、X射线荧光分析等方法,研究管束失效机理。结果表明:因循环水中氧含量较高,管束内壁较易发生溶解氧腐蚀。同时,由于循环水流速较低、浊度较高,管束内壁发生结垢,并促使水中微生物大量繁殖产生黏泥垢;垢层内外会存在氧浓度差腐蚀电池,管束内壁因而发生垢下腐蚀并形成垢下闭塞区;氯离子和硫离子则在闭塞区富集加速垢下腐蚀,最终造成管束局部腐蚀穿孔。为了防止管束发生腐蚀失效,需要采用耐蚀性能更好的材料,并加强循环水系统管理。

基于热流固耦合的架空管道方形补偿器有限元分析

以某化工园区的架空管道方形补偿器为研究对象,该补偿器管廊有10组立柱、4层管架及27根管道,输送不同温度和压力工况的流动介质。在考虑重力、介质温度、流动对管道作用力等因素的基础上,系统、完整地建立ANSYS有限元模型,并进行了热流固耦合计算,得到了架空管道方形补偿器的位移、轴力、剪力、弯矩及应力等参数分布,找出这些参数的最大值及其位置,对二次应力进行校核验算,判断了方形补偿器的可靠性。旨在探索一套针对复杂架空管道实际应用的安全风险评估方法,为架空管道的运行安全提供技术支持。

风载荷作用下球形储罐的流固耦合分析

以某石化企业的丙烷球形储罐为研究对象,在ANSYS Workbench平台上充分考虑球罐的几何完整性和风载荷分布不均匀性,进行流固耦合计算分析。具体方法是先对球形储罐的外部空气流场进行三维数值模拟得到绕流流场分布,然后将流场计算结果加载到球形储罐外表面,进行结构静力学分析。结果表明:风在球形储罐附近发生绕流时,流速先增大后减小,并在球壳和支柱背风面形成漩涡,流动分离的位置随风速增大向后推迟;风流在球形储罐迎风面形成正压区,在非迎风面形成负压区,球壳迎风面风压呈同心圆环形对称分布,由中心向边缘风压逐渐减小;球形储罐在风载荷作用下的应力较设计工况下的显著增大,经应力线性化分析和强度校核,该球形储罐满足标准要求。

不均匀沉降架空管道桁架桥的有限元计算分析

以某化工园区的基础不均匀沉降地段的架空管道桁架桥作为研究对象,该管道系统有10组立柱,4层管架及27根管道,输送不同温度和压力工况的流动介质。采用自动安平水准仪测量架空管道立柱的沉降值,在此基础上,考虑重力、介质温度、流动载荷等因素,系统完整地建立了ANSYS有限元模型并进行数值计算,得到了不均匀沉降架空管道桁架桥的位移、应力等参数分布;对二次应力进行了校核验算,以判断不均匀沉降地段的架空管道桁架桥的可靠性,并估算出各个立柱的临界沉降值。旨在探索一套针对不均匀沉降架空管道桁架桥实际应用的安全风险评估方法,为架空管道桁架桥的安全运行提供坚实的技术支持。

管壳式换热器污垢热阻分析及数值模拟研究

选取一常用的管壳式换热器为研究对象,管程壳程介质分别为常温循环水与高温减顶气。在操作工况下研究了管程内外污垢的对流和热传导热阻,分别建立了无污垢、管内有污垢、管外有污垢和管内外均有污垢等4种情形下的有限元计算模型,在ANSYS Workbench平台进行了瞬态热分析数值模拟,得到了管程内外污垢对换热器热通量和温度分布的影响规律。研究表明:污垢不能降低管内、外的对流换热系数,但污垢显著增大了换热器管程内外的热传导热阻。由于管材与污垢导热系数的差别较大,有污垢的管道一侧的温度梯度较大。无污垢管程热通量值比有污垢管程热通量值高出数倍甚至一个数量级。

基于热流耦合的换热器结垢对传热性能的影响分析

选取工程中常用的管壳式换热器为研究对象,针对换热器中的结垢问题进行数值模拟和传热性能分析。换热器管程介质为常温循环水,壳程为高温减顶气。使用SolidWorks对换热器固体域和流体域进行建模,利用Fluent在相同工况条件下分别对换热器在管内结垢、管外结垢和壳内结垢等情形进行数值模拟,得到了换热器内的速度场、温度场和压力场分布,由此分析管壳式换热器的传热性能,并获得了污垢位置和厚度对换热器传热性能的影响规律。结果表明:随着污垢厚度的增加,换热器的传热系数逐渐减小,结垢侧压降逐渐升高;换热管内侧结垢对换热器传热性能的影响最大,壳程内侧影响最小。

支柱沉降作用下球形储罐的屈曲研究

选取一台5000 m^(3)的在役丙烷球罐为研究对象,球罐的充装率为90%。分别建立了单根沉降、蝶形沉降和两根沉降3种情形下的屈曲有限元模型,在ANSYS Workbench平台进行了屈曲响应分析,得到了沉降的极限值,掌握了球罐在支柱沉降下的屈曲变形规律。研究表明:单根支柱沉降的极限值最大,蝶形沉降的极限值最小,球罐在蝶形沉降下更容易屈曲;球罐在单根沉降时屈曲变形最小,在蝶形沉降时屈曲变形最大,球罐在蝶形沉降下屈曲变形更严重;在球罐屈曲分析的前期阶段主要是小幅度的弹性变形,而当沉降量超过极限值后,球罐将产生较大幅的屈曲变形,且屈曲变形最大的位置在拉杆处;球罐在3种不均匀沉降下的屈曲响应均符合典型的分支屈曲的特点。

基于检测支柱偏移的球罐屈曲分析

选取5 000 m^(3)的在役丙烷球罐为研究对象,分别建立了单根支柱底部周向偏移和径向偏移的有限元模型。在ANSYS Workbench平台进行了屈曲响应分析,掌握了支柱底部周向偏移和径向偏移的极限值以及球罐在支柱偏移下的屈曲变形规律。在此基础上,根据检测的支柱偏移数据,对球罐进行了屈曲分析。结果表明:在所研究的偏移量范围内支柱底部径向外偏移未出现屈曲;支柱底部径向内偏移的极限值比底部周向偏移的极限值大,支柱底部径向内偏移的屈曲变形量比底部周向偏移量小,说明球罐支柱底部在周向偏移时更容易屈曲,在支柱底部径向外偏移最不易屈曲;球罐的屈曲变形最大位置在拉杆处,该球罐在支柱底部径向内偏移和周向偏移下的屈曲响应均符合分支屈曲的特点。

CAE技术在流体机械及工程中的应用研究

介绍了有关CAE技术在流体机械工程中的单个静设备、动设备以及多个设备系统应用的方法和成果。涉及的静设备有储罐、塔、换热器,动设备有离心泵、液环泵和螺杆泵,多个设备系统有消防供水系统和架空管道系统等。讨论了流体机械及工程仿真中常见的流固耦合、动静计算域设置、连续相-离散相模型、单个设备与多个设备系统尺度等CAE技术问题。对单个设备而言,先进行流场计算以确定结构计算的流动载荷条件,再进行有限元计算和模态分析。对于多个设备的系统,以关注系统稳态或瞬态的工作性能为主,便于完成设备的选型与评估、有针对性地制定安全防护措施。最后对CAE技术在流体机械及工程中的应用前景做了展望。

浅谈涡流检测技术在承压特种设备检验中的应用

涡流检测技术与射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测,同属JB/T4730-2005《承压设备无损检测》标准里的五大常规无损检测技术。受技术条件的制约,涡流检测技术并未在承压特种设备检验中广泛应用。文章通过结合涡流检测技术的特点与承压特种设备检验的实际,探讨涡流检测技术在锅炉、压力容器、压力管道等承压特种设备检验中的应用。

电磁涡流检测质量控制中应注意的事项

通过对电磁涡流检测质量控制中最为关键的人员资格、设备器材、技术文件、操作过程四个因素进行分析,总结出应注意的事项和要求,确保电磁涡流检测质量。

不均匀沉降架空管道系统的有限元计算分析

以某化工园区的基础不均匀沉降地段的架空管道系统作为研究对象,该管道系统有10组立柱,4层桁架及27根管道,输送不同温度和压力工况的流动介质.采用自动安平水准仪测量架空管道立柱的沉降值,在此基础上考虑重力、介质温度、流动载荷等因素,系统完整地建立ANSYS有限元模型并进行数值计算,得到了不均匀沉降架空管道系统的位移、应力等参数分布.对2次应力进行了校核验算,以判断不均匀沉降地段的架空管道系统的可靠性,并估算出各个立柱的临界沉降值.旨在探索一套针对不均匀沉降架空管道系统实际应用的安全风险评估方法,为架空管道的安全运行提供坚实的技术支持.

一起JFE-HITEN61OU2钢制球罐应力腐蚀开裂案例分析

对珠海某企业1台4000m^3丙烷球罐进行定期检验,发现球罐焊缝处存在多条裂纹。运用宏观检测、硬度测试、金相分析、扫描电镜及能谱分析等方法,并将该材料应力腐蚀开裂与Q345R材料非应力腐蚀开裂裂纹对比分析,结果表明:该球罐焊缝处裂纹主要是在特定海洋气候环境下承受拉应力,导致应力腐蚀开裂。本文为海洋气候环境下的球罐防腐提出了建议措施。

LPG球罐全面检验中辅助工程应注意的问题

根据（TSG／R7001-2004）《压力容器定期检验规则》要求，液化石油气（LPG）球罐一般每3～6年应停机一次进行全面检验。球罐是容积最大的压力容器，特别是介质为液化石油气的球罐，具有高度的危险性。据了解，一般在空气中含有2％～10％的液化石油气时，遇到火源就会爆炸，其爆炸速度为2000—3000m／s，火焰温度达2000℃，而且泄漏出来的气体会随风飘移，能在很短的时间内就能造成数千甚至数万m2的爆炸气体危险区。

一起超级奥氏体不锈钢管道未熔合案例分析及缺陷处理

超级奥氏体不锈钢压力管道经射线检测发现未熔合缺陷,由于缺陷自身高度难以定量,检验人员应用TOFD检测对未熔合缺陷自身高度进行测定,根据检测结果对压力管道安全等级进行评定并提出相应处理措施,管道缺陷部位解剖后证实检测数据的准确性。

面向客户的特种设备数据服务平台研发与应用

特种设备数据服务平台是基于B/S结构开发的信息管理系统,能面向客户并实现监察机构、检验机构、使用机构三方数据联动,把客户特种设备管理、收费系统、网上报检、历年检验报告查询、检验进度查询、委托业务管理、用户点对点资料传输等实现一站式服务。项目的应用为监察机构、检验机构和企业实现数据资源高效管理,简化业务办理流程,加强企业对特种设备管理的力度提供技术支持。

多通道净化回收复合式有机废气处理系统设计

生产生活过程产生的有机废气通常为成分复杂的有毒、有害、易燃、易爆气体,对人类身体健康和生态环境造成危害,需得到有效治理。由于固态颗粒和水蒸气的影响,传统的有机废气吸附回收方式容易堵塞吸附孔或吸附体,降低了废气处理效率,提高了系统维护成本。设计了一种多通道净化回收复合式有机废气处理系统,采用旋风分离、碱液清洗、低温除湿、吸附过滤净化方式,可对有机废气中固态颗粒、酸性气体、水溶性有机气体、水蒸气和非水溶性有机气体进行逐级过滤,有效提升净化效果。低温装置通过吸热翅片、半导体制冷片、吸热块和散热块的组合可实现有机废气吸附前的充分除湿。吸附系统中设置双套净化回收通道,使两个净化床进行周期性废气吸附和自清洗,可有效提高有机废气的吸附效率和设备自动化管理水平。将该系统应用于动物研究实验室废气处理,主要成分甲醛有效去除率达到82.3%,浓度降至0.178 mg/m;以下,符合环境空气质量标准。

长输架空管道振动状况无线监测系统的研发

为给长输架空管道安全评估提供现场数据,开发出振动状况无线监测系统。利用无线通讯技术实现分布式多节点三轴加速度传感器组网,并开发出对应的振动状态监测PC端软件,软件可实现振动数据动态显示与存储。该系统应用于某化工园区长输管道现场测试,记录了管道加速度-时间曲线,通过测试数据分析出管道振动的频谱分布、最大振动速度和最大振动位移。该系统所测振动数据可为架空管道安全评估提供理论指导。