裙座与封头的焊接型式对裙座应力的影响及研究

本文分别对常规裙座、带凸台裙座两种裙座焊接型式进行对比研究,运用有限元分析软件ANSYS WORKBENCH,考察裙座与封头的焊接型式对裙座应力的影响。结果表明,同常规裙座相比,带凸台裙座焊接型式能够有效改善裙座与设备封头焊缝处的应力水平。同时,进一步考察了环境温度的取值对不同焊接型式裙座应力的影响,分析结果为裙座应力的计算提供了参考,为裙座与封头焊接型式的选取提供了建议。

裙座螺栓孔三维坐标测量方法

塔器裙座的螺栓孔距是检验的重要环节之一,测量方法多种多样。本文介绍了一种新型测量方法——三维坐标方法。此方法通过全站仪三维扫描获得裙座螺栓孔坐标,再将坐标输入电脑得到裙座螺栓孔分布图像,孔间距可以从图中直接读取。此方法对于大型塔器而言,测量精准度高,数据更加直观,大大降低了人工测量过程中的误差,有效保证了塔器一次性安装到位。

大锥角新型裙座结构设计及其接触特性和应力分析

为满足裂解反应器下封头复杂的工艺配管要求,设计了一种带温箱和垫板的新型裙座结构。利用有限元法,对裙座结构在温度场、温度-内压耦合作用和不同初始间隙尺寸下的应力状况、接触特性、应力分布变化规律进行了分析。裙座筒体存在两个由温差产生的高应力环状区,主要应力类型为弯曲应力,其应力状态基本不受内压和初始间隙变化的影响。接触压力和内压的增加会显著加强垫板下焊缝附近的应力集中。初始间隙对垫板应力分布的影响存在临界值,当间隙长度超过垫板宽度的80%时,裙座结构应力最大位置由裙座筒体转移至垫板半锥顶角对侧,应力最值随间隙尺寸增加持续增大,威胁裙座结构完整性。

裙座与壳体堆焊成型结构的热—结构耦合分析

当立式设备的裙座与壳体的连接采用堆焊结构时,因实际制造过程中受空间限制,容易出现多种成型情况,通过对4种成型情况进行热—结构耦合应力分析,得出结论:在实际制造时应满足结构1成型要求,当堆焊位置空间受限,较难实现结构1堆焊结构时,可采用整锻件结构,加工出筒体与裙座的过渡段,保证连接位置圆滑过渡。

塔式容器裙座热应力耦合分析

分析某变换反应器裙座处隔热圈设置与其对应力的影响。计算结果表明,设置隔热圈时裙座处金属温度相对较高,但是温度梯度较小,对于消除裙座热应力作用明显。设置隔热圈时最大总应力是不设置隔热圈时的50%。塔式容器裙座设计时,壳体和裙座连接处要避开最大应力部位。

稳定塔裙座角焊缝裂纹原因分析及修复

本文针对稳定塔定期检验中发现的裙座与封头连接角焊缝整圈表面裂纹,进行了裙座角焊缝应力分析、结构分析和解剖分析,得出角焊缝裂纹是由于制造时根部未焊透以及运行中风载荷的交变应力共同造成的,鉴于塔器裙座角焊缝的应力特点,提出了可行的返修方案,对裂纹进行了修复,最后对此类焊缝施焊及检验提出了建议。

降低塔设备裙座支撑区热应力的有效措施

塔设备裙座与设备筒体和封头连接的部位需要承受内压、设备自重、风载、地震载荷以及温差载荷的共同影响,同时存在机械应力和热应力,应力状况非常复杂,对裙座与壳体连接部位的应力水平考良显得尤为重要。本文通过分析比较,阐明了一种降低塔设备裙座支撑区热应力的有效措施。

加氢反应器h型锻件与裙座连接侧厚度的确定

采用有限元法对加氢反应器h型锻件与筒体、封头及裙座连接区进行了机械应力与温度应力分析 ,并对关键位置进行了应力评定 ,发现h型锻件与裙座连接侧的厚度不能仅根据JB4 710—1992《钢制塔式容器》确定的裙座厚度决定 ,而应按分析设计的观点进行应力分析 ,以充分考虑h型锻件与裙座间变形协调所引起的边缘应力及温度应力 ,进而确定h型锻件与裙座连接侧的合理厚度。

带裙座压力容器封头成形工艺的数值模拟

采用带裙座整体封头可以提高压力容器的安全性 ,但是其制造难度也很高。本文采用ANSYS软件模拟了带裙座封头的成形过程 ,分析了坯料形状和模具尺寸对成形过程的影响。根据数值模拟结果优化设计的坯料形状和成形工艺 。

基于遗传算法和BP神经网络的裙座锻造结构优化设计

裙座锻造结构几何参数是影响其力学性能指标的重要因素,它们之间的关系既无先验公式表征,又为非线性,一般采用分析设计方法,但耗时长也未必达到优化目的。神经网络法具有超强非线性映射能力,可自动总结出数据之间的函数关系,遗传算法可多点群体搜索,并可不陷入局部最优点。利用正交试验法确定神经网络训练样本,用有限元模型计算出样本点数据,建立反映结构特性的人工神经网络模型。最后用遗传算法对所建立的神经网络模型寻优,得到较好的结果。

焦炭塔裙座焊缝开裂原因分析及缺陷处理

对某焦炭塔的裙座与锥封头连接角焊缝在服役过程中产生裂纹的原因进行了分析和探讨,通过对裂纹缺陷的检验和裙座结构分析,制定了有效的裂纹缺陷处理方案,提出焦炭塔裙座与锥封头连接角焊缝的局部结构改进的建议。

大型裙座支撑式球罐有限元应力分析

随着建造技术的发展,区别于传统支柱支撑式的大型裙座支撑式球罐,由于受力均匀,球壳分瓣可采用足球瓣式,分瓣少、焊缝长度短,建造、维护及检修方便等诸多优点,近年来在工程中得到应用。采用有限元方法,对某1000 m3裙座支撑式球罐进行了应力计算,并按JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》对球罐的应力进行了分类和强度评定,结果表明设计满足强度要求。同时,指出裙座支撑式球罐设计的难点及应注意的问题,为裙座式球罐的设计计算及大型化应用提供参考。

基于正交试验方法和数值模拟的焦炭塔裙座优化设计

在焦炭塔裙座上开设柔性槽能够减轻裙座刚度影响,降低裙座角焊缝处热应力。但同时柔性槽开孔处会引起较大的应力集中,同样会产生裂纹。为了使裙座角焊缝和柔性槽部位都能处于相对较低的应力水平,利用正交试验和数值模拟的方法,对焦炭塔裙座柔性槽参数进行了优化,对焦炭塔的设计和维护具有一定的实际意义。

加氢反应器裙座支撑区有限元分析及优化设计

采用有限元法对加氢反应器裙座支撑区进行有限元分析及优化设计,并对其危险截面作应力评定和强度校核。同时对保温区保温材料填满率、裙座壁厚和筒体壁厚进行了优化设计。结果表明:保温区保温材料填满率对裙座支撑区温度梯度存在最优解,裙座壁厚对加氢反应器支撑区最大当量应力值影响较大。

塔式设备裙座支撑区的失效分析和加强措施

大直径且高径比大的塔式设备,由于风等横向载荷的影响,裙座支撑区受压侧的局部应力因叠加而显著增大。此局部应力属于二次应力,且只位于裙座支撑区受压侧的很小的区域,如增加底封头整体厚度不尽合理。文章采用在裙座支撑区设置纵向筋板的结构进行加强,并通过有限元方法进行分析。结果表明,采用此结构加强措施可以达到和增加底封头厚度同样的效果。

焦炭塔裙座隐患分析及整治

从应力、生产过程、结构形式等方面,分析了焦炭塔裙座与塔壁焊口部分开裂的原因。根据分析结果制定相应的整改措施,并对整改后的结构形式进行强度校核。实际应用结果表明获得了预想的效果,焦炭塔裙座改造成功。

大型延迟焦化装置焦炭塔裙座部位锻焊结构优化

由于焦炭塔的操作温度很高,且压力和温度皆为循环操作工况,因此低周热疲劳破坏是焦炭塔的主要破坏形式之一,该破坏主要发生在筒体下部及筒体与裙座的连接处。焦炭塔裙座部位多采用搭接的板焊结构型式,此种结构型式在现场制造难度大,尤其裙座顶部搭接焊接接头的圆滑过渡很难满足图纸中的要求,易留下安全隐患。采用锻焊裙座的技术方案,通过调整裙座部位不同的结构型式,采用有限元方法对该部位在高温等载荷作用下的21个结构模型进行了计算和分析,确定了较为优化的结构设计方案,并提出了设计时需要考虑的问题。推荐裙座锥角应为5°;平台宽度宜为20 mm;温箱高度宜为450～500 mm。

焦炭塔裙座焊缝应力测试分析及其裂纹防治

根据焊缝区域温度、应力的测试结果,并在对其变化规律分析的基础上,提出了为降低频繁文替出现的高幅值的轴向应力而采用适当降低结构约束刚度和轴向温度梯度的改造方案。方案实施后的测试与运行结果英明,轴向热应力幅值有明显的下降,有效地抑制了裂纹的产生与扩展。

氨合成塔裙座支撑区热应力的有限元分析

利用ANSYS Workbench软件对氨合成塔裙座支撑区进行热应力有限元研究,分析比较了物料温度、内压对裙座支撑区热应力的影响。结果表明:对于Q235结构钢,当物料温度不变时,内压越高,裙座支撑区热应力水平越高,越容易引发热应力疲劳,导致一定的变形;内压不变时,物料温度升高,裙座支撑区的热应力水平也在升高,且越容易变形。对Q235和16Mn两种结构钢的热应力分布进行了分析比较,在内压及温度相同时,Q235钢能更好地避免筒体与裙座连接处热应力的集中,减少热疲劳应力,更适用于作为筒体与裙座的制造材料。

D-510脱气塔塔底封头裙座连接区域应力腐蚀力学分析

一定的拉应力或压力容器金属内部残余拉应力是产生应力腐蚀的三个必要条件之一。文章对D-510脱气塔塔底封头与裙座连接区域进行了详细的有限元应力分析和强度评定,得到了D-510脱气塔塔底封头裙座连接区域的应力分布规律。分析结果表明,该区域具备产生应力腐蚀的力学条件,裂纹方向与应力状态完全相符;产生缺陷的原因不是强度破坏。综合材料对应力腐蚀的敏感性和塔釜介质含有Cl^-和溶解氧的情况,可以判定缺陷是应力腐蚀造成的。