液压胀接残余接触压力计算及相关参数影响分析

胀接压力适宜控制范围的确定,关键在于准确计算胀接后换热管与管板间的残余接触压力。现有残余接触压力理论计算方法忽视换热管反向屈服问题,导致残余接触压力计算值与实际不符。文中基于材料理想弹塑性和平面应变假设,给出了Mises屈服准则下胀接残余接触压力理论计算方法详细推导过程,讨论分析了换热管弹性模量、屈服强度、壁厚等变化对残余接触压力的影响,该方法可适用于先焊后胀胀接工艺下胀接残余接触压力预测。

蒸汽发生器换热管衬管液压胀接工艺研究

核电站蒸汽发生器是将反应堆的热能传递给二回路介质以产生蒸汽的热交换设备,其中的传热管起着保障热通量变换和防泄漏的作用。但是在长期的高温高压与高腐蚀状态下,传热管也更易破损,给核电厂的安全性与经济性带来威胁。通过总结国内外衬管技术的应用并分析各种技术的优缺点,最终以液压胀接工艺为主要试验技术,对Inconel 690合金双管之间的胀管力计算和胀接试验过程进行研究,最终得出最佳液压胀接压力区间。

换热器的液压胀接研究(二)——残余接触压力与摩擦系数

本文采用换热器管板单管模型研究了换热管与其液压胀接后的残余接触压力和静摩擦系数。用弹性卸载法测量了换热管从单管胀接模型中拉出后,模型外表面的周向应变,并由此计算出接触面处的残余接触压力的实验值。同时与作者前期工作中所得出的理论公式进行比较。在上述工作的基础上,根据残余接触压力和拉脱力求出了接触面的静摩擦系数。结果表明,该理论公式可以较为准确地计算换热管与管板液压胀接后的残余接触压力。本文提出了液压胀按时,换热管与管板接触面摩擦系数的测量方法。并对设计时摩擦系数的选取提出了建议。

管板孔开槽液压胀接接头性能的三维有限元分析(一)——管板孔开槽时液压胀接接头处的等效应力及残余接触压力的分布

采用三维弹塑性有限元方法对换热器管板孔开槽的液压胀接接头进行分析 ,研究了管子和管板材料都具有非线性应变硬化性质时 ,胀接接头处的等效应力和管子—管板之间接触压力与残余接触压力的分布状况 。

厚管板液压胀接残余应力的研究

针对一实际厚管板的开裂问题,应用有限元分析方法,模拟了管板的液压胀接过程,计算了管子与管板接触面上的残余接触压力以及管孔周围的残余环向应力。结果发现,液压胀接后,在管子与管板接触面上的残余接触压力的分布是不均匀的,存在两个有较大残余接触压力的"密封环"。沿管板厚度,管孔周围的胀接残余环向拉应力可达数10 MPa,该应力很可能会触发裂纹形核并促使裂纹沿管板厚度方向发生穿透性扩展。

换热管与管板液压胀接的数值研究

液压胀接技术是目前比较有效的保证换热管与管板紧密连接的技术。本文利用ANSYS建立有限元平面模型,分析液压胀接过程中的应力应变特点,接触压力等,并计算了胀接压力卸除后换热管与管板之间的残余接触压力。得出液压胀接时管板外径对胀管的接触压力和残余接触压力影响不大等结论。

管板孔开槽液压胀接接头性能的三维有限元分析(二)——管板孔槽的几何尺寸对接头紧密性的影响

在管板孔开槽的液压胀接接头中 ,开槽的几何尺寸 ,包括槽的宽度、深度及位置 ,对管子—管板孔界面上残余接触压力的分布有很大影响 ,因而对接头的紧密性和拉脱强度等重要性能具有很大影响。本文采用三维弹塑性有限元分析方法 ,研究了管子和管板材料都具有非线性应变硬化性质时 ,槽的宽度 ,深度以及位置对接头密封性能的影响 ;

换热器液压胀接接头残余接触压力

采用非线性有限元法模拟液压胀接过程,考虑了管子与管板材料、几何尺寸和胀接压力对接头残余接触压力的影响,以正交试验安排计算方案,将所得的数据回归得到了接头残余接触压力估算式,同时给出了液压胀接贴胀压力的计算方法。认为管子与管板材料的匹配关系和胀接压力对接头残余接触压力影响最大,其次是管子与管板孔之间的间隙和管子壁厚、管板厚度影响最小。

换热管与管板液压胀接接头的疲劳性能

采用实验的方法 ,测得管壳式换热器液压胀接接头疲劳试验前后的密封力和拉脱力 ,获得了液压胀接接头对交变载荷敏感程度的数据 ,并在此基础上研究了液压胀接接头疲劳性能 。

换热器管子与管板液压胀接的二维模型

液压胀管研究中采用二维单管模型可大为简化胀接接头的分析,如何选取等效套筒代替管板对分析结果有显著的影响。以正交试验减少计算次数,采用ANSYS软件模拟液压胀接过程,将所得的数据回归得到了等效套筒外直径与材料、几何尺寸和胀接压力之间的关系。

换热管与管板连接接头的液压胀接压力分析

建立了换热管与管板胀接的三维对称模型,采用ASME工程材料曲线进行了液压胀接的有限元数值计算,模拟了贴胀和强度胀接过程,并将理论贴胀压力与数值计算结果进行了对比,结果表明数值计算结果更真实,并且提出了通过胀后贴合率确定贴胀压力的方法;同时对强度胀接压力的合理确定进行了阐述,通过引用垫片密封原理来判定残余接触压力,为液压胀接的工程实际应用提供了依据。

镍基合金换热管与镍基合金管板液压胀接试验研究

针对厚壁镍基合金换热管与镍基合金管板,使用250~400MPa不同的压力开展液压胀接试验,获得了不同胀接压力时管子壁厚减薄率和胀接拉脱强度数据,分析了较低胀接压力时胀接接头的间隙密封性能以及较高胀接压力时换热管的耐腐蚀性能,验证了胀接结构的可靠性,为类似结构的设计提供参考。

换热器管子与管板液压胀接连接的管槽尺寸

采用有限元法 ,建立二维轴对称模型 ,模拟了不同胀槽尺寸结构的液压胀接过程 ,得到了换热器管子与管板连接接头的残余应力和残余变形。以接头平均残余接触压力为评价连接强度的指标 ,分析了管孔槽宽度、深度、位置和间距等几何尺寸对连接强度的影响 ,给出了推荐采用的理想管孔槽结构 ,为工程设计和制造规范的修订提供了参考依据。

动态效应对管子与管板液压胀接接头接触压力的影响

常见的低碳钢换热管与低合金钢管板胀接为例,采用有限元法进行了管子与管板液压胀接的动态和静态分析,研究了材料应变率等动态效应对胀接接头接触压力的影响。计算结果表明将液压胀管过程简化为静态过程处理,能够节省大量计算时间,而且对结果影响甚微,因此,在换热器管子与管板液压胀接过程中,材料加工的动态效应不显著,将其简化为静态过程是合理的。计算结果为换热器管子与管板液压胀接的理论分析和数值模拟提供了参考。

换热器管子与管板液压胀接接头连接性能

大量文献及生产实践表明 ,大多数换热器的失效都发生在管子与管板的连接部位 ,液压胀接压力和接头的工作温度对连接性能有显著影响。连接性能主要包括连接强度和密封能力。以生产中常见的 10 #管子与 16MnⅡ管板连接为算例 ,采用有限元法模拟了胀接过程及接头胀后连接性能 ,在此基础上讨论了温度循环的影响。分析表明 ,液压胀接压力能显著提高接头的连接性能 ,接头的连接强度随温度升高先增后减 ,经过第 1个温度循环后有一定程度的降低 ,而经过第 2个和第3个温度循环后基本不变。

液压胀接接头密封性能的力学表征

数值模拟了液压胀接过程,研究了换热管与管板接触面上残余接触压力的分布,提出了"防漏残余接触压力"的概念,用以表征接头的紧密性,并以此建立了胀接接头的密封判据。作为初步参数分析,研究了胀接压力、管板厚度、换热管与管板间初始间隙对该防漏残余接触压力的影响,并拟合出防漏残余接触压力计算公式。防漏残余接触压力的提出使得对胀接接头强度和紧密性的要求统一归结为胀接压力大小的确定。

换热器液压胀接管孔槽结构优化设计

采用最优化设计方法,对液压胀接管孔槽结构进行了优化设计,获得了接头连接强度最大的管孔槽几何尺寸,并对工程应用中的有关问题进行了讨论。

不锈钢复合管液压胀接装置

介绍了一种不锈钢复合管液压胀接装置的工作原理及其技术特点。

液压胀接接头的密封压力

根据液压胀接变形曲线及其胀接接头密封机理 ,分析槽边缘的接触正压力 。

换热器的液袋式液压胀接技术及其应用

介绍了换热器的液袋式液压胀接技术的原理，总结了该技术的应用经验。