聚乙烯自增强超高压反应器在交变载荷条件下外壁应力与内部残余应力衰减规律的研究

以聚乙烯超高压反应器在工作中自增强残余应力衰减为研究对象,通过对残余应力衰减原因的系统分析,选择了交变载荷使自增强残余应力快速衰减的方式,建立了实验装置,测量记录了自增强残余应力衰减过程中反应器沿着壁厚各层应力的变化数据,通过回归分析,找出了自增强残余应力衰减时超高压反应器外壁应力与筒壁内部各层应力的变化规律。     

聚乙烯自增强超高压反应器交变载荷条件下残余应力衰减规律的研究

以聚乙烯超高压反应器在交变载荷条件下自增强残余应力衰减为研究对象,通过对残余应力衰减原因的系统分析,选择了交变载荷使自增强残余应力快速衰减的方式,建立了实验装置,测量记录了自增强残余应力衰减过程中反应器外壁应力的变化数据,通过回归分析,找出了自增强残余应力衰减时外壁应力的变化规律。     

自增强管残余应力在交变内压作用下松弛规律的实验研究

通过实验研究得出自增强管残余应力在交管内压作用下松弛规律的经验公式。在日本引进的疲劳试验机上模拟大庆石化总厂超高压聚乙烯反应器压力波动的实际工况，并采用沿内圆周逐层镗削法来测定自增强管残余应力值。根据实验测得数据，通过曲线拟得出的经验公式为σ=523.533-160.4771/e^N/1000，此公式最大误差为3．1％，衰减率为26．11％。由经验公式可知，残余应力在最初的循环次数下衰减很快，以后逐渐趋于稳定，并且残余应力不可能完全松弛掉。因此通过该公式可以预测自增强管残余应力在使用寿命期间的衰减情况，并为大庆石化总厂超高压聚乙烯反应器的安全评定提供依据。     

表面感应加热淬火抽油杆残余应力衰减的研究

为提高抽油杆的疲劳极限，研究了经表面感应加热淬火的抽油杆在疲劳极限应力作用下残余应力的衰减规律。结果表明，残余应力的衰减主要取决于心部组织的静屈服强度和循环屈服特性。心部组织静屈服强度高，又具有循环硬化特性的，残余应力衰减量小。反之，衰减量大。但是，残余应力的衰减主要发生在前几百个循环周次内，当循环周次超过１００次，不管心部材料是循环硬化的还是循环软化的，残余应力的衰减量都很小。由此，结合采用喷丸工艺，研制出疲劳极限达到６７０ＭＰａ的超高强度抽油杆，大大超过美国ＥＬ级抽油杆（５５４ＭＰａ）的水平。     

恢复超高压聚乙烯反应管自增强残余应力的试验研究

本文根据残余应力衰减的一般规律以及对恢复超高压聚乙烯自增强反应管残余应力而进行的研究,推导出了一套恢复自增强残余应力的理论公式,并通过对八个容器进行试验的验证,说明该课题研究是成功的,用于自增强残余应力的恢复是可行的。     

超高压容器自增强残余应力计算

在对超高压聚乙烯反应器用钢AISI 4 340H进行详细力学行为试验研究的基础上 ,提出了新的双向幂函数残余应力计算模型。经与实际残余应力试验结果相比较 ,较其他计算模型有更高的准确性 ,适用于实际工程中自增强残余应力的计算。     

LDPE超高压管式反应器自增强弹塑性界面半径分析

为确定LDPE超高压管式反应器自增强处理的弹塑性界面半径，用几种理论方法计算了最佳弹塑性界面半径，并利用残余应力试验方法进行了证明。试验结果表明，残余应力曲线在弹塑性半径附近出现拐点，与理论结果相符合，为该类型反应器的研究奠定了良好的基础。     

列管式反应器管板与反应管焊接残余应力场有限元模拟

运用大型有限元软件ANSYS对反应器管板与反应管焊接接头残余应力进行了模拟.有限元模型中选用了三维实体单元,考虑了材料的热物理性能随温度而变化的情况.运用内生热的加载方法模拟焊接热源,运用生死单元技术模拟两道焊焊接过程.获得了反应器管板与反应管焊接接头温度场和残余应力-应变场,并对计算结果进行了分析.     

在用加氢反应器现场焊接修理后的消除应力热处理

在用加氢反应器现场焊接修理过程中,采用环焊缝局部电加热处理来消除焊接残余应力,对其工艺方法和过程进行了介绍,并指出了需要注意的事项,可为在用加氢反应器现场焊接修理后的局部热处理提供借鉴。     

频繁碱洗对不锈钢及钛材设备的影响

Pd/C催化剂对PTA生产中加氢精制起了至关重要的作用。介绍了加氢反应器选材、催化剂失活及其再生碱洗的生产情况。并分析了高温碱洗对加氢反应器碱脆与后续不锈钢设备氯脆的影响。提出了防止应力腐蚀破裂的措施,包括提高催化剂质量、减少碱洗频次、改进碱洗工艺、同时优化加氢工艺、控制进料浆料质量分数,以提高催化剂使用寿命。采用优等品NaOH,消除设备残余应力,加强设备定期检测等也是有效的。对钛设备高温碱洗会发生氢脆也作了分析。     

连续油管对接焊残余应力场分析

基于ABAQUS有限元模拟软件对CT90钢级Φ38.1 mm×2.7 mm连续油管焊接接头的残余应力进行模拟,建立了连续油管对接焊有限元模型,得到了连续油管对接焊时焊缝处残余应力分布规律。结果显示,随着热源的移动,温度降低,残余应力增加,期间周向出现了最大残余拉应力405.7 MPa,轴向出现了最大残余压应力195.7 MPa;冷却后,最大残余应力主要集中在焊缝处,并沿着垂直于焊缝方向逐步递减。试验结果对连续油管后续消除对接焊残余应力提供了理论依据。     

焊接残余应力和管道完整性分析

简要介绍了残余应力的分类及其产生原因。分析了焊接残余应力对管道疲劳寿命和断裂能力的不利影响。焊后塑性变形也可能与焊接残余应力交互影响整个壁厚层和管子周向最终残余应力的大小和分布状态。借助计算焊接力学(CWM)能够更准确地估算由焊接产生的残余应力和变形,其结果可用于优化和确定管道的结构寿命,分析结果还能有效评估塑性变形对焊接残余应力的影响。通过两个焊接实例验证了焊接残余应力及焊后塑性变形对焊管最终残余应力大小和分布的影响。     

乙二醇反应器泄漏原因分析

某乙二醇装置板材材质为SA543的列管式反应器运行20个月后,其下部环焊缝出现了裂纹,导致蒸汽泄漏。后对出现裂纹的焊缝部位取试样进行了化学成分、金相分析、硬度检测、应力腐蚀开裂敏感性分析等相关试验。试验结果表明,化学成分满足要求;硬度值偏高;金相分析发现试件A有3处裂纹和1处焊接缺陷,其中一条裂纹长约6.5 mm(裂纹1)、另一条长约10.5 mm(裂纹2),能谱分析微区成分主要为氧和铁元素,局部有磷元素存在。同时分析了反应器焊缝出现裂纹的原因,认为反应器焊缝裂纹是由于应力腐蚀引起的,除了磷酸三钠除垢剂、焊接残余应力等因素外,焊接缺陷和焊接接头的高硬度对应力腐蚀开裂也有一定的影响。用SA345制造水冷却器时,应进行焊后热处理并停止使用磷酸三钠除垢剂。     

双相不锈钢厚板对接焊数值模拟

应用大型有限元分析软件ABAQUS,对双相不锈钢厚板焊接接头的残余应力进行数值模拟,获得了该厚板焊接接头残余应力的分布规律。结果表明,双相不锈钢厚板焊接接头的横向与纵向焊接残余应力水平较高,沿板厚方向的残余应力分布较为均匀,而且应力水平低。在厚板焊接中,纵向残余拉应力高于横向残余拉应力,而且最大的焊接残余应力均出现在焊缝与热影响区处。研究结果为双相不锈钢厚板焊接工艺优化和提高焊接接头的可靠性提供了理论基础。     

13Cr油管残余应力研究

为了探究残余应力对13Cr油管性能的影响，采用环切法和盲孔法对13Cr油管的残余应力进行了研究。结果显示，Φ88.9 mm×6.45 mm 13Cr油管周向平均残余应力超过200 MPa，轴向平均残余应力超过140 MPa，随着时间的推移，油管残余应力降低，端部残余应力释放更快。结果表明，盲孔法测得的残余应力具有较高的可靠性，环切法可以宏观反映油管环向残余应力，影响因素少，数据准确，但却无法反映轴向残余应力大小，盲孔法弥补了环切法这一缺点，但因盲孔法影响因素多，实际操作复杂，建议作为残余应力辅助测试手段。     

油气输送用大直径厚壁埋弧焊管残余应力及控制研究

针对油气输送用大直径厚壁埋弧焊管的残余应力问题,采用盲孔法测试了螺旋焊管和直缝焊管的残余应力,归纳了焊管制造过程中残余应力的演变规律,探讨了钢管制造过程中不同工序下残余应力的分布及其影响因素和控制方法。研究结果显示,板材矫直和钢管成型后的残余应力保持在150～200 MPa,且螺旋成型略大于直缝成型,成型过程的压下量对残余应力的影响有限;钢管焊接是在成型应力的拘束环境下进行的,直接影响焊缝的横向变形与残余应力,使得残余应力峰值不在焊缝中心,而是靠近焊缝区,螺旋焊管和直缝焊管的该区域残余应力均最高;制管过程中后续的水压试验、喷砂和防锈涂敷等工序,使残余应力得到大幅度降低,且分布更加均匀,螺旋焊管和直缝焊管残余应力峰值均保持在200 MPa左右,直缝管更低一些。研究表明,可以通过适当提高水压试验压力和涂敷温度的方法调节焊管残余应力。     

ERW直缝套管残余应力分布规律的研究

采用盲孔法配合计算机数据采集技术对 7种不同规格或状态的ERW直缝套管残余应力分布状态进行了测定。结果表明 ,ERW直缝套管上存在着较大的残余应力 ,个别区域的残余应力值达到材料的屈服极限 ,但焊缝及其附近区域的残余应力值较低 ;自然时效处理可以显著降低残余应力水平 ,特别是显著降低焊缝及其附近区域的残余应力水平 ,但其降低的程度与套管的直径大小有关 ,在相同条件下 ,小直径套管残余应力降低的幅度较大 ;在线热处理对其残余应力大小和分布的影响不明显 ,甚至有可能使焊缝及其附近区域应力水平升高 ;国产ERW直缝套管的残余应力水平与日本同类套管相当 ,可以替代同类进口产品。     

膨胀套管中的残余应力问题

为探求套管径向扩张膨胀后的残余应力大小、产生原因及对套管性能的影响,进行了套管的实物膨胀试验,用切环法对膨胀后套管的横向残余应力进行了测量分析,发现套管膨胀后具有高的环向收缩残余应力,这种残余应力削弱了套管的抗挤强度。分析了套管膨胀后残余应力较高的原因,认为套管膨胀过程中的不均匀变形是套管膨胀后残余应力大的主要原因。介绍了衡量套管不均匀变形程度的指标-截面形状变化指数,并用试验数据对该指标的应用进行了检验。最后从制管工艺及膨胀工艺2方面提出了减弱套管膨胀后残余应力的措施。     

国产高抗挤套管残余应力初探

残余应力是影响套管挤毁抗力的主要因素之一 ,选择适当的热矫直工艺 ,将降低残余应力 ,提高套管的抗挤性能。本文通过对国产 2 4 4 .5× 11.99TP— 110 T高抗挤套管残余应力的分析测试 ,研究了残余应力的产生过程、测量和控制方法 ,探讨了残余应力对挤毁压力的影响。     

油田钻探用金刚石复合片热残余应力分析

目前国内外PDC钻头所使用的金刚石复合片有80%的非正常失效断裂是由其残余应力和界面结构问题引起的,热残余应力是造成金刚石复合片非正常失效的主要因素。根据金刚石复合片制造过程中的热力学工艺条件,对其平面界面热残余应力进行了详尽的数值计算和分析,对其热残余应力的分布规律和温度变化引起的变形规律进行了深入研究。研究结果表明,界面残余应力形态及其与金刚石复合片断裂失效存在内在关联,聚晶金刚石层厚度与残余应力及变形之间也密切相关。据此,提出了有效降低界面残余应力的措施。