内外压热应力影响下西气东输二线长输管道变形的有限元分析

管道在输气过程中由于热胀冷缩效应会产生热应力,造成管道伸缩挤压而产生弯曲变形。为此,根据西气东输二线的现场实际资料,建立了进出压气站管道热应力有限元模型,应用Ansys有限元分析软件,计算分析了管道在内外压及输气温度作用下的管道应力及应变的分布规律：①温度变化对管道应力影响较大,管道应力随输气压力的增加而增加,管道外壁压力对管道应力及变形影响较小;②管道内外壁温差对管道应力影响较大,管道两端有固定墩约束时,应力随温度的增加而增大,管道一端有固定墩约束时,应力随温差的增加而逐渐减小;③管道内外壁温差较小、管道两端有固定墩约束时,应力随输气温度的增加而明显增大;④管道内外壁温差较小、管道一端有固定墩约束时,应力随输气温度的增加变化不大。因此,管道进出站场时,应在适当的距离增加弯头,使热应力有效分散到弯管处,并增加固定墩保护,以保证管道及站场设备安全及正常生产。     

法兰螺栓的高温应力松弛

在炼油厂和石油化工厂中,法兰是无所不在的。法兰联接的安全可靠性非常重要,因为法兰联接失效易产生泄漏而引起火灾和其他的危害。法兰联接失效有相当部分是由于法兰联接的螺栓高温应力松弛所引起的。１法兰螺栓的应力松弛金属材料在高温和应力同时作用下,其塑性变形随时间增加而增加的现象称为蠕变。松弛是材料蠕变的另一种表现形式,当总变形量不变的条件下,由于蠕变的作用,材料弹性应力随时间增加而减小的现象叫作松弛。法兰螺栓的应力松弛是典型的松弛现象。法兰装配时需要预紧螺栓,使螺栓产生一个初始预紧力,其相应的初始应力为…     

压力容器高温蠕变的有限单元法

高温高压下工作的压力容器,其高温蠕变及蠕变断裂是失效的主要形式之一。本文采用非线性有限元法对其进行蠕变分析,可以准确得出压力容器任何部位及任意时刻的应力和应变,克服了传统解析设计方法中存在近似、不准确的缺点。     

固定管板换热器壳体与管子的受力分析及其危险工况的考证（二）

固定管板换热器壳体与管子的受力分析及其危险工况的考证（二）桑如苞全国压力容器标准化技术委员会设计分委员会北京１００１０１２温差载荷作用情况分析换热器的壳体和管子在管壳温差载荷作用下所产生的应力的定性分析较为简单。它们纯粹是为了满足两系统的自由变形的协...     

自增强压力容器鲍辛格效应和残余应力松弛的内时分析

本文应用最近发展的内蕴时间塑性理论,导得了压力容器自增强后任意操作压力循环下弹塑性应力应变场的一组封闭解,能统一处理加卸载并自动包含鲍辛格效应。对压力容器自增强后的初始残余应力及操作中开停车压力循环引起的残余应力松弛进行了定量计算,并与Sachs镗孔法实测初始残余应力比较,吻合良好。文中还就各种本构理论对鲍辛格效应的描述进行了讨论,并显示了内时理论的优越性。     

压力容器的高温蠕变(续)

四、评定蠕变强度的指标——蠕变极限和持久极限 在高温下工作的压力容器,它的材质尽管在常温下已经过严格检验,但却常常在工作一段时间后突然产生破裂。而且断裂应力比材料在该温度时的短时强度限σb~t低得多。原因是钢材高温蠕变后,强度随时间增长而下降,一旦降到低于外载荷产生的工作应力时即断裂。而且断裂时的残余变形量很小,呈脆性。由此可见,高温强度指标与常温根本不同,还需包括时间——工作寿命这个因素。     

长期的蠕变过程中304H不锈钢微观结构的演变和硬度变化

对于18Cr-8Ni（304H型）不锈钢在长期的蠕变过程中微观结构的演变和硬度变化的研究已经完成，蠕变和蠕变开裂实验在温度为550～750℃（823～1023K）之间，持续时间180000h条件下进行。研究表明蠕变过程的硬化现象取决于钢的应力水平，以及M23C6碳化物和σ相的沉淀物。在177MPa的高应力下，蠕变期硬化比无应力硬化大得多，表明蠕变硬化主要是由蠕变形变产生的应变硬化引起。在蠕变的后期，由于晶间位错的恢复出现软化现象，因此应力下降和试验时间的延长变得更为重要。随着应力水平的降低和试验时间的延长，应变硬化消失。在61MPa低应力以下，除蠕变的最后阶段外，蠕变硬化可以近似地看作为无应力下的基本硬度。     

压力容器的热应力热疲劳热冲击综述（续1）

6可不考虑效应力的情况在压力容器设计和安全评定中，并不是所有的情况下都要考虑热应力，当热应力很小或者相对于其它应力所占比重不大时，可以不计热应力，主要有以下三种情况。（1）对于承受内压，不是内加热的单层圆筒形容器，当内外壁温差满足下述经验不等式时，可以不考虑热应力，即△T≤1．IP（18）式中△T一内外壁温度差，℃凸T＝＊内一T外Th、T，一内、外壁温度，℃P一设计压力，N／mm‘压力容器壁中的热应力大小，主要是由内外壁的温差决定的。按GB15O－89（钢制压力容器）标准规定，容器内压力适用范围不大于35N／mm‘，按…     

气体滑脱及有效应力对煤岩气相渗透率的控制作用

动态的煤储层渗透率影响煤层气的开采,已引起广泛关注。针对6块采自沁水盆地南部煤矿的无烟煤样品,测试了4.3MPa围压条件下煤岩气相(氦气)渗透率变化特征,基于气体滑脱及有效应力效应分析进一步探讨了渗透率变化的控制机理。结果表明,气体压力降低过程中:①渗透率呈现“先降低后升高”的变化趋势,转折点进口气体压力约为1.9MPa(对应于平均气体压力1.0MPa);②平均气体压力小于1.0MPa时,氦气产生滑脱现象;③渗透率—有效应力之间呈近似负相关关系;④进口气体压力大于1.9MPa时,为有效应力负效应作用阶段,导致渗透率降低;进口气体压力降至1.9MPa以下时,有效应力与气体滑脱效应同时作用,此阶段气体滑脱正效应强于有效应力负效应,引起渗透率升高。      

平盖上开多个孔计算讨论

在压力和螺栓弯矩作用下平盖产生的应力为一次弯曲应力,建议将GB 150.3—2011《压力容器第3部分设计》中关于平盖公式适用控制条件为1倍许用应力的条款修改为按1.5倍许用应力控制。提出了超出GB 150.3中平盖上开多个孔适用范围的计算方法和计算公式。对压力容器上平盖及平盖开多个孔的结构进行了应力分析,并对计算方法进行了有限元分析验证。此计算方法使用方便、安全,且可减少材料浪费。