大壁厚不锈钢复合板压力容器建造关键技术及应用

在大壁厚不锈钢复合板压力容器的建造过程中,通过深入研究其技术要点和难点,优化焊接接头结构设计,成功形成了一套完整的新型建造关键技术。这套技术不仅优化了焊接接头结构,还创新了一系列施工方法,包括筒体加热卷制、接头坡口机加工、接管内壁耐蚀层TIG/FCAW自动堆焊、不锈钢衬管液氮冷套、球形封头内壁耐蚀层带极埋弧堆焊、纵环缝窄间隙埋弧自动焊以及管口接头马鞍型埋弧焊等。这些新型建造关键技术的应用,在提高压力容器质量效果的同时,也带来了显著的经济效益,为行业同类型设备的建造提供借鉴。在未来的研究中,可以进一步探索这些技术在其他领域的应用,以实现更广泛的技术交流和合作。同时,对于大壁厚不锈钢复合板压力容器的建造,仍需不断深入研究其材料特性、工艺参数和施工方法,以不断提高设备的性能和安全性。

面向壁厚均匀的液压成形三通管的坯料设计方法与参数优化

目的研究连续变厚度管液压成形过程中三通管的壁厚均匀性问题。方法首先,利用有限元软件分析得到了等厚管液压成形三通管过程中的成形规律,根据其成形规律,反向设计了用于液压成形三通管的连续变厚度管坯;其次,采用正交试验方法,研究了连续变厚度管厚区壁厚、过渡区长度对液压成形三通管成形质量的影响;最后,采用多岛遗传算法,对连续变厚度管的结构参数进行了优化验证,提高了液压成形三通管的成形质量。结果在等厚管液压成形三通管成形过程中,支管顶部壁厚值持续减小、轴向过渡圆角及直管底部中间位置处壁厚值持续增大;环向过渡圆角处等效应力最大,其他位置连续变化;轴向压应力使得三通管壁厚增大,拉应力使得壁厚减小;正交试验结果表明,当连续变厚度管厚区厚度、环向过渡区长度达到某一值时将出现较好的壁厚均匀性;在4种过渡区曲线线型中,直线型的壁厚均匀性最好;通过多目标优化得到最佳连续变厚度管结构参数,并通过有限元仿真进行验证,相对误差均在2%以内,使用优化后的连续变厚度管液压成形三通管相对于等厚管,壁厚均匀值减小了0.423 mm。结论可以采用厚度补偿或减薄的方式来提高成形三通管的壁厚均匀性;连续变厚度管坯相比于等厚管,显著提高了液压成形三通管的壁厚均匀性。

大壁厚NiCrMoV钢的窄间隙焊接工艺与接头性能

针对电站设备转子用大壁厚NiCrMoV钢,分析了材料焊接性,采用窄间隙埋弧焊工艺获得了完整的焊接接头,分析了焊接接头的组织、硬度、拉伸与弯曲性能。结果表明,整个焊接接头为完全冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;焊缝组织为回火贝氏体+少量回火马氏体,热影响区中的粗晶区和细晶区均为回火马氏体组织和沿晶界分布的少量碳化物,母材为回火贝氏体+回火马氏体的混合组织;接头热影响区硬度最高,焊缝硬度略低于母材;焊接接头的抗拉强度随着温度的升高逐渐降低,均满足设计要求;焊接接头经过180°弯曲性能测试均未发现微裂纹,表明接头的延展性良好。

基于超声导波的高温管道壁厚监测技术优化

超声导波技术因可将超声换能器与高温环境隔离而常被用于高温管道的壁厚监测系统,但高温下常规耦合技术失效问题和信号信噪比低的问题影响了测量系统的可靠性和测量精度。设计用于传导超声信号的导波杆,基于声学匹配原理优化干耦合技术,解决高温环境下常规耦合技术的失效问题。提出自适应激励方式和测量数据的乘幂算法以提高高温下测量系统的自适应性和信号信噪比。采用智能分段声速方法对声速进行修正,使高温超声导波测厚系统的测量精度达到±0.03 mm。实验结果表明:在500℃的长期热源环境下,超声波换能器端的温度最高不超过56℃,验证了测量系统在高温环境下的可靠性。

张力减径张力系数对无缝钢管壁厚不均的影响

通过观察内孔形状及测量壁厚对无缝钢管壁厚精度情况进行研究;采用电子扫描显微镜对合金微观组织进行分析。结果表明:张力减径过程中采用大张力系数配合等壁或减壁方式进行轧制,可有效改善无缝钢管壁厚的均匀性,提高壁厚精度。采用大张力系数进行轧制的无缝钢管的组织呈现均匀分布的特征。

3003铝合金双层盒形壳体液压成形工艺及壁厚控制

为解决铝合金双层盒形壳体拉深成形开裂难题,提出了盒形件充液拉深与液压胀形复合成形工艺。通过工艺仿真研究了压边力、液室压力及胀形压力对双层板盒形件成形起皱和开裂的影响,并对关键工艺参数进行了优化。结果表明:充液拉深工艺有助于改善壁厚分布,合理的液室压力能够减少内外层板壁厚减薄,但液室压力过大会导致板料初期反胀过度引发减薄甚至破裂,在一定的胀形压力下外板能够实现贴模成形。通过实验研究了复合工艺对铝合金双层盒形壳体成形的影响,最大壁厚减薄率小于15%。该复合工艺为铝合金双层壳体零件成形提供了新方法。

基于超声检测的管道壁厚在线监测系统

以超声检测技术为基础的油气管道壁厚在线监测技术,对降低人力监测成本,提高油气管道减薄及失效的早期预警能力有重要意义。基于超声反射法设计了一套具有多通道的高精度超声管道壁厚在线监测系统,并在不同的试验温度下进行多壁厚在线监测试验,最后对结果进行分析校正,得到修正方程和修正模型。试验结果表明,采用所提数据拟合修正方法,管道壁厚超声检测的绝对误差在±0.04 mm内,相对误差在1%内,实现了油气管道壁厚的高精度监测。

基于超声导波的氟化工高温管道壁厚检测技术

基于超声导波无损检测技术,开发了一套应用于氟化工装置高温管道的壁厚检测装备,结合无线传输技术能够实现对高温管道腐蚀状况的长期在线监测,进而降低因腐蚀问题造成的泄漏、破裂等事故的发生频率。采用矩形波导杆作为温度缓冲结构,在超声换能器和高温管道之间实现自然降温,同时还能作为传递非频散水平剪切波的媒介。利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对波导杆和高温试件进行热仿真分析和超声波场模拟,对波导杆进行结构优化,并在波导杆上激励和接收了非频散水平剪切波。对常温和高温工况下的不锈钢板进行试验和仿真分析,研究了超声导波的传播特性与机理,测量了不同温度下的钢板厚度,揭示了温度对厚度测量的影响规律。

壁厚对波纹钢管涵受力与变形特征影响分析

以桐岳高速六标波纹管人行通道为工程背景,采用有限元数值模拟的方法,分析不同壁厚(5 mm,6 mm,7 mm,8 mm,9 mm)条件下拱形波纹钢涵洞受力及变形的特征。结果表明:壁厚的增加会整体降低管涵的应力;壁厚的增加对管涵侧面的应力变化控制效果要好于管涵顶部和底部区域;壁厚的增加可以减小波纹钢管涵的变形,当壁厚增加至一定的值时,减小的变形量较小;若仅考虑壁厚对结构的受力及变形这一影响因素,本工程中波纹钢管涵的较佳壁厚选择为7 mm。

7 500 m3 C型独立LNG液舱壁厚计算方法研究

海上浮式装置运输是目前LNG的主要运输方式,其中C型独立液舱是浮式装置上重要的LNG储存设备。若液舱壁厚过小,一旦发生强度失效导致储液泄漏,将造成严重的后果。而LNG独立液舱通常采用价格较贵的9%镍钢材质,壁厚过大将会造成成本增加。因此,C型独立LNG液舱的结构强度和壁厚计算的准确性对于实际工程具有重要的影响。结合7 500 m3C型独立LNG液舱研究,对筒体和封头壁厚计算方法进行简要介绍和分析。

壁厚分布对金属隔膜翻转偏心行为的影响研究

为确保金属隔膜的有序翻转,实现贮箱质心规则变化和推进剂均衡排放,研究分析了壁厚分布对金属隔膜翻转偏心行为的影响。结果表明:对于等壁厚隔膜,锥壳和球冠具有一定的纠偏能力,过渡球壳不具有纠偏能力。采用过渡球壳均匀变壁厚方案,通过增大偏向段和偏离段翻转启动压力差ΔP_(r),促使偏离段较小的轴向分力P_(y)优先达到翻转启动压力P_(r),进而提升过渡球壳纠偏能力,以更小的壁厚梯度和更低的重量代价实现隔膜翻转不偏心。

某电厂锅炉水冷壁管壁厚异常减薄原因

在某电厂水冷壁管的防磨、防爆检查过程中,发现大批量水冷壁管壁厚发生异常减薄现象。采用宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法对壁厚异常减薄原因进行分析。结果表明:水冷壁管向火侧管壁异常减薄的主要原因是向火侧管壁发生硫化物高温腐蚀,最终导致水冷壁管壁厚异常减薄。

超声无损检测技术在发动机铸件壁厚检测中的应用探索

基于超声波在特定材料中的传播和反射基础原理,经常被用于检测工件表面与内部缺陷、材料内部组织和特征的表征,以及材料厚度测量。对于铸铁件弧面壁厚的无损检测,需要考虑非均质形态的石墨组织对声波衰减,以及测头形状和方向等因素,通过验证分析,确定出无损检测方法,可将检测误差控制在2%以内。

水网地区大口径及大壁厚管道项目管理创新实践

在复杂的水网地区,大口径及大壁厚管道施工是一项极具挑战的工程。由于地基承载力差、焊接层(道)数多、沉管下沟难度大等特点,传统的施工方法往往难以应对。以中俄东线天然气管道工程(永清—上海)南通—甪直段工程的项目实例,通过作业带清理及运布管施工、全自动焊施工、严控坡口加工钝边厚度、控制管口组对间隙、优化焊接参数、层(道)焊接完成后检查焊接头、增加防潮措施、顶管穿越段冲砂沉管及漂管回拖、沉管下沟等一系列关键工序施工技术的创新实践,形成了一套适用于水网地区大口径及大壁厚管道的施工技术措施,促进了水网地区大口径及大壁厚管道项目建设的顺利开展,也为今后类似的管道施工建设提供了项目管理经验借鉴。

相同外径不同壁厚管对接焊缝的超声波检测技术研究

外径相同但壁厚不同的管对接焊缝,在进行超声波检测时,按常规单面双侧检测需根据壁厚选择检测工艺,按薄壁管厚度检测,不满足厚壁管要求;按厚壁管壁厚检测,不满足薄壁管要求,易出现漏检。为此,文中采用5P6×6×2K2.5F5和2P6×6K1.5F10这2种探头分别在焊缝两侧进行检测,然后通过机械打磨的方式来验证缺陷的位置和大小。结果表明:采用2种不同K值探头在薄壁一侧进行检测,所得到的缺陷位置及大小与实际情况基本一致。

汽车球墨铸铁制动钳不同壁厚处的组织与性能研究

了解汽车制动钳球墨铸铁件不同壁厚处的组织与性能规律,有利于改善产品质量及稳定性。以QT500-7和QT550-6的制动钳为对象,通过分析其不同部位的组织与性能,研究铸件壁厚对球墨铸铁石墨、基体组织、硬度的影响。结果表明:制动钳由部位A至C,壁厚依次增大,其石墨球化率变化不大,石墨颗粒数先增多后减少,石墨平均直径先减小后增大,珠光体含量和布氏硬度先下降后上升,珠光体片间距变化趋势则与Si元素微区含量的变化趋势接近一致。A部位壁厚小于B部位,但由于凝固过程温度场分布不同,A部位温度要高于B部位,故A部位石墨颗粒数反而较少、石墨平均直径反而较大。较厚部位C和冷却较慢的部位A比B部位的珠光体含量反而多,是受稳定珠光体的元素如Mn偏析影响的结果,并且冷却速度越慢偏析越严重。铸件不同壁厚处的组织与性能的差异本质上是冷却速度和微区成分综合影响的结果。

基于超声测厚的工件壁厚实时补偿加工系统设计

在航空航天薄壁工件的铣削加工中,经常由于装夹变形或加工中变形等影响,导致工件壁厚较难控制。为实现工件壁厚精确控制,提出了基于超声测厚原理的工件壁厚实时补偿加工系统,系统采用水浸式超声测厚控制器对工件壁厚进行实时测量,再基于加工机床的数控系统开发补偿算法,对加工中的工件壁厚进行在线监控和实时补偿,可使工件壁厚加工精度相较传统方法得到大幅提升。另外,结合实例给出测厚传感器与数控系统之间通信、数控系统与伺服驱动器之间通信以及加工中安全防护逻辑的软硬件设计,通过实际加工验证了系统的可行性及先进性。

快锻压机主缸壁厚设计研究

分析了传统不同设计方法对缸壁厚度的影响;针对某吨位快锻液压机主缸工作情况,简化得出主缸缸筒受力模型;基于拉美公式,分析缸筒壁厚对缸筒所受的径向及切向应力的影响变化规律;与传统主缸设计方法所设计的油缸进行应力、应变及壁厚对比得出,基于拉美公式法设计的油缸,不仅刚度及刚度可靠,而且壁厚较传统方法所设计的油缸较小。

压力容器检验中壁厚测定研究

在压力容器的检验过程中,壁厚测定是不可缺少且非常重要的一个项目。本文主要针对压力容器检验中壁厚测定的有关问题,研究壁厚测定的具体方法选用,针对点腐蚀、均匀腐蚀、局部腐蚀等不同的腐蚀情况确定不同的测厚方案,必要时按照剩余壁厚进行强度校核计算,并提出壁厚测定过程中应注意的事项,关注原始壁厚的复测、测量示值的影响因素以及壁厚测定的操作要点,为得到精确的壁厚测定数据提供参考。

变壁厚矩形水池有限元分析及经济性研究

对于平面尺寸很大、池壁为竖向单向受力的钢筋混凝土矩形水池,工程设计一般对池壁采用变壁厚以达到节约造价的目的。依据工程实例通过对多个变壁厚矩形水池模型进行有限元分析,总结变壁厚池壁的内力特点。对变壁厚矩形水池进行经济性分析,总结矩形水池通过采用变壁厚降低造价的使用条件。