复杂服役工况下集箱管座的应力分析

火力发电机组在灵活运行时,锅炉会频繁启停和升降负荷,此过程中伴随着温度和载荷的交替变化,由此带来集箱管座频繁开裂问题。本文以过热器集箱为模板,建立含有集箱、管座角焊缝和管接头的有限元模型,并对机组在升负荷和降负荷过程中管座的温度场和应力场进行分析。结果表明:升降负荷过程中,集箱的温度平衡速度相对缓慢,管接头则快速平衡;升降负荷过程中,管座区域最大热应力发生在焊缝熔合线处,而机械应力主要受管内压力波动的影响。

大规模加砂压裂完井工具冲蚀定量模拟计算及工具优化

须家河致密砂岩气藏120 MPa超高压、长时间大排量加砂压裂作业对管柱冲蚀影响,导致完井管柱出现变形、断裂、球座磨损、分段球不到位等问题。基于冲蚀磨损理论,选择出分段管柱中四处冲蚀严重部位,利用Ansys软件进行建模,采用动静态结合方法,计算得到了大规模加砂压裂施工管柱变径处的冲蚀程度定量值,明确了油管短节与滑套球座为冲蚀严重位置,有针对性地对冲蚀最严重位置进行了结构优化及材质优选。油管变扣短节优选Q125钢级管材可兼顾强度及经济性;改进滑套上接头变径处台阶倒角控制在30°以内,滑套球座顶部优化设计为弧形结构,球座采用硬质合金材质,优化改进后的滑套冲蚀程度比原结构降低66.5%,经川东北须家河组YL15、YL171、YL6等多口井成功应用,优化改进的压裂管柱满足了超高压加砂压裂长时间施工需求。

胀环式飞船座椅缓冲器建模方法研究

为了对飞船座椅缓冲器参数进行优化设计,需要建立胀环式座椅缓冲器的仿真模型。基于塑性力学的相关理论,推导了胀环压入过程轴向力的计算公式,建立了胀环扩径变形的力学模型。使用LS-DYNA有限元软件,通过引入虚拟接触面的方法,采用壳单元建立了胀环式缓冲器的有限元模型。通过静态压缩试验和动态冲击试验结果,验证了两种仿真模型的有效性。该模型可以进一步应用于缓冲器参数优化设计研究,建模方法对于同类研究具有重要参考价值。

大跨度钢管混凝土拱桥拱座局部应力研究

拱座是将上部结构荷载传递到基础的重要传力构件,大跨度钢管混凝土拱桥的拱肋由钢管构成,荷载较普通钢筋混凝土拱桥集中,结构设计中对此一般从构造上考虑得比较多,理论计算上考虑得相对较少,有关文献也不多。结合某大跨度钢管混凝土拱桥,用ANSYS建立了其拱座空间计算模型,分析了各种荷载工况下的拱座应力,探讨了其应力分布情况。

采油用封隔器密封问题的探讨

本文对封隔器密封问题进行初步分析 。

塔河油田套管液压封隔器坐封影响因素研究

封隔器是保障塔河油田高压油气井井筒完整性的重要完井工具。但部分井在坐封封隔器后出现验封异常现象。文章对套管液压封隔器坐封的影响因素进行理论研究,坐封期间鼓胀效应和活塞效应起主导作用。研究表明,坐封球座的剪切销钉值设定越高,击落球座瞬间封隔器失封的概率越大;封隔器至坐封球座间的油管长度具有减震作用,适当增加油管长度可以抵消击落球座瞬间回弹力,降低失封风险。

超高铬铸铁气门座离心铸造工艺研究

根据离心铸造特点和超高铬铸铁的性能特点,利用自行设计的离心铸造机,实验得到材料为铬含量超过32wt%的超高铬铸铁材料气门座的离心铸造工艺:涂挂涂料温度、浇注前铸型预热温度、铁水出水温度和浇注温度分别为120～150℃、270～320℃、1500～1520℃和1460～1480℃,炉前用0.3wt%的75硅铁进行孕育处理;铸型转速1750r/min,浇注速率1kg/s,浇注完成后30s打开冷却水,冷却150～180s后停机、出型。检测结果表明:铸件硬度和金相组织等性能符合气门座的工况要求。

锅炉集箱成排小管座自动焊焊接试验及工艺改进

针对锅炉集箱小管座焊接结构特点及生产质量要求,开展了集箱小管座典型焊接接头自动焊焊接工艺研究。采用药芯焊丝气体保护焊方法及外夹管壁定位方式,选择匹配的焊接装备及预置的焊接工艺参数,进行了集箱成排小管座自动焊焊接试验,并对焊件进行了质量检测。对检测中发现的焊缝气孔、夹渣、未熔合等缺陷的形成因素进行了分析,并对焊接工艺进行了优化。采用优化后的焊接工艺,可获得质量稳定、成型美观的焊缝,焊后基本不需要修磨,一次合格率提升至98%~99%,焊接效率较焊条电弧焊提高一倍。

某型轿车座椅扭力管冷挤压模具设计

圆管挤凸冷挤压加工技术在轿车座椅中被广泛应用,而此类模具的综合技术实施难度大。为此,论文首先进行了毛坯制备并选择了合适的表面处理方法;然后应用UG软件,设计了一种轿车座椅扭力管冷挤压模具,并通过所设计的模具结构分析了模具的工作原理。在保证扭力管上凸包的尺寸公差与形位公差精度以及整个管件两端一定区域内的位置公差要求前提下,所设计的模具具有足够的强度和刚度,而且能够在冷热交变的应力下正常工作,从而能够很好地适应制件的批量化生产需求。

某型国产弹射救生装备安全救生性能改进设计

航空弹射救生装备是飞行员应急救生的唯一的方法和手段。针对国产某型弹射救生装备不能实现无延迟弹射和“0～0”弹射救生问题，进行了一系列设计和改进，旨在使该型号设备能够实现低空不利姿态下安全救生，保证飞行员安全离机。

T型接头管座角焊缝超声检测方法研究

本文提出了T型接头管座角焊缝的超声检测方法,通过设计专用超声波检测探头,研制了对比试块和模拟试块,并在超声检测中国内首次应用超声仿真技术,该方法可有效解决T型接头管座角焊缝的超声检测问题。工程应用表明,该方法有很好适用性。

爆炸冲击下座椅吸能元件设计及优化研究

针对爆炸环境下座椅对乘员的防护要求,建立整车爆炸环境,利用仿真计算与试验所得乘员响应对比进行有限元模型验证。通过翻卷管的结构尺寸、启动载荷的设计及动态吸能仿真完成了吸能元件的设计。利用AEP-55乘员伤害准则,对乘员约束系统中翻卷管外径、翻卷半径与翻卷管壁厚运用试验设计、代理模型建立进行多目标优化。结果表明.翻卷管吸能元件工作过程中具有较高稳定性,能够有效提升乘员约束系统的防护性能。多目标优化获得了乘员约束系统防护性能的提升。

承压设备中、小径管管座角焊缝的超声检测

承压设备上的中、小径管管座易发生损坏,但由于其结构复杂而多对其进行表面检测,这难以满足其运行的安全性要求。通过总结承压设备上管座的结构形式,分析了不同类型管座的超声波检测的可行性。针对能实施检测的管座形式,讨论了其超声波的覆盖性及可能漏检的缺陷,提出补加多种检测方法可实现管座的可靠检测;提出了探头在主管面上检测角焊缝时缺陷回波的精确简便的定位计算方法,使主管道检测易于实施。通过大量的管座检测试验及管座解剖,证实检测效果能满足管座角焊缝的安全运行要求。

致密气井连续管完井一体化技术

长庆油田致密气为低渗高含水气藏,此前采用Φ60.3 mm常规油管接单根带压完井,施工复杂、效率低,加之油管管径较大,携液能力有限,只能满足投产初期生产的需求,在中后期生产时,当井内气体速度低于油管临界携液流速时井底开始积液,虽然可以采用较为成熟的泡沫排水、速度管柱、柱塞气举等排水采气工艺,但存在作用时间有限、需要分段实施等问题,效果差、成本高。选用Φ50.8 mm连续管作为致密气井生产管柱,创新研发了一体化节流堵塞器,具有封堵、节流、承接柱塞等多种功能,同时,设计了井口直座式悬挂器和双卡瓦重载连接器、转换接头,实现了Φ50.8 mm连续管直接连接和悬挂密封,在国内率先形成Φ50.8 mm连续管完井一体化技术,实现了气井高压期节流降压、低压期连续排液生产和间歇期柱塞气举的全生命周期生产。大量气井应用表明,与Φ60.3 mm油管带压完井作业相比较,Φ50.8 mm连续管完井一体化作业周期缩短50%以上,气井自然连续生产期延长1.5年。

总溪河大桥主桥结构设计

总溪河大桥主桥为上承式钢管混凝土桁架拱桥,计算跨径360m。主拱圈采用钢管混凝土与钢管组成的桁架式截面,弦管与腹杆、斜撑均采用新型的"栓焊结合"节点。拱上立柱采用排架式空心矩形截面钢箱结构,柱间采用横撑连接;立柱盖梁采用空心矩形变截面钢箱结构。桥面系采用多主梁形式钢-混结合梁,钢纵梁、钢横梁均为焊接工字形截面;桥面板为普通钢筋混凝土预制板。毕节岸拱座采用扩大基础结合桩基础的形式,都格岸拱座采用常规的扩大基础形式。对该桥进行全桥静力分析,并对毕节岸拱座、钢管混凝土新型栓焊节点、主弦管节点内栓钉进行局部受力和试验研究,结果表明桥梁结构受力均满足规范要求。该桥整体采用无支架斜拉扣挂缆索吊装系统施工。

声发射技术在电站锅炉检测中的应用

采用声发射技术在锅炉水压试验过程中对联箱管座焊缝损伤的变化进行动态监测,在复杂的干扰噪声中找到损伤活动信号,通过分析损伤产生声发射的机理,得到表征焊缝裂纹活动过程的信号特征。采用声发射实时监测方法与超声波离线检测方法的结合,对联箱管座内部损伤所在位置以及损伤在水压试验过程中动态发展的情况进行综合判断分析,两种方法的组合以及相互验证提高了结果判断的可靠性,对现场检测起到重要的指导作用。

灯泡贯流式机组管型座混凝土结构计算

管型座是灯泡贯流式机组的主要支撑结构,其受力十分复杂。通过三维有限元及结构力学法两种计算方法,对桑河二级水电站厂房管型座混凝土结构进行分析。计算结果表明,管型座混凝土结构尺寸设置合理,配筋可靠,较好的解决了灯泡贯流式机组管型座结构复杂的配筋问题。

锅炉集箱接管座裂纹产生原因分析及处理措施

国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂2×660 MW超超临界机组锅炉左右侧水冷壁上集箱接管座炉前端部位出现多处裂纹,经分析认为是在锅炉正常启停及非计划停炉时,集箱和接管座存在明显的温度差,使接管座承受一定的附加应力,膨胀受阻所致;另外锅炉设计也存在问题。现场将集箱前端部位第1—2根接管座更换为弯管,切割左右侧水冷壁管密封鳍片并打止裂孔,将接管座由插入式焊接结构改为全焊透式结构。针对本次缺陷原因及处理措施,建议将集箱分割为多个独立的小集箱或在设计时提高集箱标高,并在每次检修期间检查水冷壁集箱接管座是否存在裂纹缺陷。

大型立式胀管机扩口座结构优化

针对胀管机在产品生产过程中扩口不到位和共振的问题,采用ANSYS Workbench对其扩口座进行有限元分析,利用Response Surface Optimization模块以最大变形为目标进行多变量响应面优化。扩口座最大变形为0.28926 mm,最大应力为30.056 MPa;灵敏度分析显示扩口座横边厚P_(2)、高度P_(3)、底板厚P_(5)对最大变形影响较大,P_(2)、P_(3)、P_(5)与其呈线性关系,随着P_(2)、P_(3)、P_(5)增大,最大变形量逐渐减小;优化后最大变形为0.19208 mm,同比减小33.60%;最大应力为20.727 MPa,同比减小31.04%;对优化后的模型进行模态分析,其最小频率为95.207 Hz,而胀管机电机频率在68.33 Hz以下,避免了共振现象的发生。

室内不通行采暖管沟敷设优化

对某油气田用防爆建筑物采暖过门管沟、非防爆建筑物室内不通行采暖管沟敷设方式、集气站壁挂炉采暖管沟等进行了设计优化,并对相关问题,如:防爆建筑物设计注意事项,非防爆建筑物集水坑、检漏管、检修条的设置,集气站壁挂炉采暖管槽的设计等进行了论述。