螺纹锁紧环式换热器合拢缝开裂原因分析

近年来,国内多家石化企业螺纹锁紧环式换热器在仅投用2~3年后发生了管箱与壳体的环焊缝(特别是合拢缝)开裂甚至泄漏现象,造成装置非计划停车并严重影响装置运行安全。针对典型的开裂案列的原因,结合多家石化企业螺纹锁紧环式换热器合拢缝检验检测中发现的问题,从设计、制造、使用等环节对造成合拢缝开裂的主要影响因素进行深入分析,并提出螺纹锁紧环式换热器定期检验中的重点,为保障设备的长周期安全运行发挥了重要作用。

静载拉伸和低周疲劳下Q235钢磁声发射特性

为揭示应力与磁声发射的关系以及明确磁声发射与铁磁性金属材料疲劳状态的关系,建立Q235钢静载拉伸的力-磁耦合模型和低周疲劳寿命模型,开展磁声发射的应用与理论研究。从有限元仿真的角度分析静载拉伸下磁声发射信号产生机理,根据低周疲劳仿真结果设计磁声发射低周疲劳试验。通过自行搭建的试验平台,验证建立的静载拉伸模型和低周疲劳模型,研究静态拉伸和低周疲劳两种状态下的磁声发射信号规律。结果表明:在静载拉伸下,在弹性范围内磁导率随着拉应力的增大呈现出线性增大的趋势,导致试件上的损耗增大,同时磁声发射信号变弱,磁声发射信号的均方根电压和包络面积呈下降趋势;在低周疲劳下,Q235钢低周疲劳寿命可以通过Smith-Watson-Topper模型进行预测,且Q235钢磁声发射信号的振幅、脉冲计数特征参数随着循环周次的增大也呈现出下降的趋势;研究成果明确了应力对磁声发射的影响以及疲劳状态对磁声发射的影响,为磁声发射的特征提取与模式识别提供了理论参考依据。

温度对金属磁记忆检测的影响

针对温度对磁记忆检测影响的研究较少的问题,建立典型试样的仿真模型,并对其施加不同的温度进行有限元仿真,以此研究温度的变化对磁记忆检测的影响。仿真结果表明,在达到试样材料的居里点之前,温度对磁记忆检测的影响不大,当温度接近居里点时,磁记忆信号的峰峰值会急剧增大,并且试样材料只是影响不同温度时的磁记忆检测信号的大小,对信号的变化规律影响不大。

磁声发射励磁器的仿真分析

磁声发射是一种新型的无损检测技术,磁化强度是影响磁声发射信号强弱的主要因素之一。针对磁声发射磁化装置功率放大器放大倍数以及线圈的安匝数和磁路一定的情况下,不同尺寸的U型磁轭对Q235钢试样磁化效果不同的问题,利用ANSYS Maxwell电磁场仿真软件对不同尺寸U型磁轭进行有限元仿真,分析了线圈的不同缠绕方式对试样磁化效果的影响,以求得励磁效果最优的磁轭尺寸。根据仿真结果得出以下结论:磁极间距越小,产生的磁场强度越强,Q235钢试样磁化效果越好;Q235钢试样的磁化效果随磁极厚度的增加先增大后减小;线圈缠绕方式对Q235钢试样的磁化效果无影响。

静载拉伸过程的磁声发射特性仿真与实验研究

建立了磁声发射的力磁耦合模型,用有限元方法求解Q235钢在不同的静载拉伸力作用下的应力分布,循环求解不同应力状态下对应的磁导率,分析不同拉伸应力在不同磁导率下对表面空间磁信号的影响和能量损耗。结果表明:在弹性范围内,随着拉应力增大,磁导率线性增大,试件上的能量损耗增大,MAE信号变弱。正弦波励磁得到的MAE信号的均方根电压、包络面积、脉冲计数值之和都呈下降的趋势。当励磁电压大于1V时,随着励磁电压的增大,MAE包络的对称性增加,双峰特性逐渐明显。