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,对管子一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;并将开槽胀接与光孔胀接接头密封环上的残余接触压力进行了对比分析。     

胀紧度对管子与管板胀接强度影响的试验研究

采用按三角形排列的7管孔试件，进行了胀紧程度对换热器液压胀接和机械胀接接头连接强度影响的试验研究。分别以胀接压力，管子内径增大率表征液压胀接和机械胀接的胀接程度，考虑了管板开槽数目的影响，给出了胀接程度和开槽尺寸及数目选取的参考数据。     

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,以及它们随胀接压力大小而变化的规律。     

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。     

换热器的液压胀管研究（四）———胀接接头的拉脱力和压脱力

本文应用弹塑性理论,研究了轴向载荷对液压胀接接头残余接触压力分布的影响,提出了液压胀接管板的最佳开槽位置应根据轴向载荷的性质来确定的建议,导出了接头最大理论拉脱或压脱强度的表达式。分析表明,当管板厚度较大时,工程拉脱力的计算公式与理论值存在较大的误差,在胀接接头的管子受拉时,工程计算公式偏于冒验。     

换热管与管板胀接顺序对换热器胀接质量的影响

为研究换热管与管板胀接顺序对换热器胀接质量的影响.采用胀接参数化模拟研究方法对液压胀接进行可靠性研究,建立换热管-管板胀接的弹塑性参数化几何模型,对换热管-管板不同的胀接顺序进行研究,得到换热管残余等效应力、残余接触面应力大小及分布规律.研究表明保压阶段胀接顺序为外-中-内的等效应力最小;完全卸载后,胀接顺序为外-中-内的残余等效应力最小,残余接触面应力最大;胀接顺序为外-中-内时的胀接质量最好;胀接顺序不同时,同一结点处胀接压力卸载以后,对相邻换热管的紧密性和拉脱强度影响较大,距离管板越近,残余等效应力越大.研究结果为换热器最佳胀接性能优化及胀接质量的提高提供依据.     

双管板换热器内管板液压胀接压力的探讨

由于双管板换热器结构的特殊性,内管板的胀接是一个难点,胀接压力的大小直接关系到双管板换热器的可靠性,因此选取合适的胀接压力是关键。运用ANSYS软件对双管板换热器的内管板进行液压胀接模拟,并采用优化设计方法,对胀接压力进行了优化,获得了最佳的液压胀接压力,并通过试验验证了模拟的合理性,为双管板换热器内管板胀接工艺提供参考。     

S32205双相钢管与管板胀接工艺参数确定

主要研究了S32205双相不锈钢管与管板胀接工艺,选取液袋液压胀接的方式进行胀接试验,并对胀管率、拉脱力等进行试验计算来验证胀接工艺的可行性,从而确定了最佳胀管压力.     

工作温度对换热管与管板胀接接头性能的影响

为验证胀接接头在经历实际运行的反复受热和冷却后的性能变化，对10^#+Q345R同类材质、S30403+Q345R异种材质的换热管与管板接头分别进行机械胀和液压胀，每组试件采用相同胀力或相近胀度，对比热振前后的密封性及拉脱应力。为验证10^#+Q345R同类材质换热管与管板液压贴胀接头在实际运行的高温下性能是否会下降，试件采用相同胀力胀接，对比室温、100,200,300℃下的拉脱应力。结果表明，工作温度确实会对胀接接头的性能产生不同程度的影响，换热管与管板接头的胀接应依据设备特性及两种胀接方法的优缺点，选择最优的胀接工艺。     

薄壁管子与管板液压胀接工艺的研究

研究了胀接压力、胀槽数量、胀槽尺寸对管板胀接接头的拉脱力影响。结果表明:双槽结构的管板在胀槽的数量增加1或2个的情况下,能够有效的提高拉脱力;槽宽度适当增加,拉脱力也随之增大;最终确定产品胀接压力为270MPa。     

管板结构残余接触应力的数值模拟研究

利用弹塑性理论确定胀接过程所需的最大和最小胀接压力,分别建立单管胀接和多管胀接的三维非线性有限元分析模型,通过对模拟计算结果的分析得知,胀接后模型的等效应力、残余接触应力沿管子轴向分布不均匀,在管板开槽处会形成一道残余接触应力集中圈;多管胀接相互之间产生一定的影响,使已胀管的残余接触应力分布更加趋向不均匀,其最大值处会变得更大,而在最小值处其值会下降.研究结果能够为胀接接头的结构设计和工艺参数的选择提供指导.     

换热器制造中满足胀管率的机械胀接试验研究

1　引言管子管板的连接尤其是以胀接连接的失效泄漏为管壳式换热器的主要失效形式之一。到目前为止 ,国内外对换热器的胀接质量研究仍较少 ,尚未能有效地对其精确控制。胀接质量主要用密封强度和拉脱强度衡量 ,影响两者的因素基本一致。胀接质量影响因素主要有管子管板的材料、尺寸及其尺寸精度和形位精度、径向间隙和表面清洁程度、管子管板的硬度差 (一般以管板的硬度大于管子ＨＢ2 0～ 30以上为宜 )、管孔的开槽情况、表面粗糙度、胀接方法及其设备、操作顺序、胀管率等。在设计因素等确定时 ,尤以胀管率为主。为提高胀接质量 ,国内外研…     

双相不锈钢管子与管板胀接工艺研究

主要研究双相不锈钢管子与管板胀接工艺,选取液压胀管的方法进行胀接试验,并对胀前和胀后的管子分别进行尺寸检验、点腐蚀试验、金相观察、硬度测量等试验来验证胀接工艺的可行性,从而确定了最佳的胀管压力。     

摩擦对橡胶胀管的影响及减摩研究

1　前言橡胶胀管机是一种新型的胀管机械 ,它以液压为动力 ,以橡胶为胀管介质 ,通过挤压置于换热管内橡胶弹性体 ,完成换热器、锅炉等的胀管作业 ,其胀头结构如图 1所示[1] 。图 1　胀头结构图胀头的芯轴上套装一个橡胶弹性体 ,两端依次为密封圈和挡圈 ,工作时将胀头伸入欲胀接的管端内 ,胀接时液压活塞抽动芯轴 ,使得橡胶弹性体轴向受压 ,径向发生膨胀 ,迫使管子端部与管板发生弹塑性变形而胀合 ,液压活塞动力撤除后 ,橡胶弹性体立即恢复原状 ,管子与管板仍留有残余接触压力 ,管端与管板结合在一起 ,完成胀接。胀接过程中 ,橡胶弹性体在轴…     

液压胀管工艺残余接触压力分析

通过对AP1000型管子-管板的液压胀接过程进行分析,充分利用ANSYS软件的面-面接触单元,研究管子-管板材料、管子-管板尺寸、管孔排列方式、胀管压力、保压时间等因素与残余接触压力之间的关系,从而为管子-管板胀接工艺参数的确定提供理论依据。最后应用AP1000型管子进行胀管实验,证明了理论计算的准确性。     

热交换器管板的胀接方法

热交换器制造中管子与管板间的联接，胀接是主要方法之一。随着技术的不断发展，现已相继开发出机械、橡胶、液压，以及爆炸等胀管新工艺。这里以图1～图4和表1简要展示其方法的要点及其性能的比较结果。 表1　不同胀管方式与其性能比较差异 胀管性能比较 机械胀管 橡胶胀管 液压胀管 爆炸胀管 胀紧控制 精确 精确 精确 一般 胀接长度 有限制 较长 很长 较长 适用材料 较窄 极广 极广 较广 管子内壁冷作硬化 较大 极小 极小 较小 小口径胀管 困难 较容易 容易 容易 钛管的胀接 不适用 适用 适用 不适用 胀口残余应力 最大 较小 最小 较大 生产效率 一般 较高 较高 最高     

热交换器制造中管子管板的胀接方法

采用管子、管板来隔离介质的任何热交换设备,其管子、管板连接的好坏将直接影响热交换器的质量和使用寿命。 　　胀接是管子、管板联接的主要方法之一,传统管子、管板的胀接一般采用机械胀管的方式。随着技术的不断发展,相继出现了橡胶胀管、液压胀管和爆炸胀管等新工艺,使热交换器的制造技术前进了一大步。不论采用何种方法对管子管板进行胀接,其原理都是通过在管子内壁施加作用力来增大管子内径,使管子变形压向管孔并产生塑性变形,同时,管孔产生弹性变形 (或微量的塑性变形 )。在胀管结束卸去管内作用力后,由于管板的回弹,在管…     

换热管与管板液压胀接技术进展

换热管与管板接头是换热器中最容易发生失效的地方。换热管与管板连接接头的可靠性一直是管壳式换热器设计中受到重点关注的问题。目前常用的液压胀接技术是管壳式换热器换热管与管板连接技术的发展方向之一。换热管与管板接头胀接的研究主要从理论分析、有限元分析和试验研究三个方面进行。其理论分析的模型主要有换热管是单管,管板是无限平板模型和单管套筒模型。有限元分析模型主要有平面应力模型或平面应变模型、2D轴对称模型和3D模型。实验研究包括拉脱实验(压脱试验)、密封实验、应力腐蚀试验、X光衍射试验和应变测量等。通过这些试验来分析不同结构参数下胀接接头的连接强度和密封性能和胀后残余应力,并与理论分析的结果进行比较研究。     

先胀后焊过程中接头残余接触压力的变化

建立了胀焊结合的管子与管板连接接头的三维有限元模型，研究了液压胀接接头在焊接热影响过程中管子与管板接触面上的残余接触压力的分布和变化。结果发现，受焊接热影响后，胀接残余接触压力经过了消失和逐渐恢复的过程，其数值最终几乎不变。     

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。