镍基合金换热管与镍基合金管板液压胀接试验研究

针对厚壁镍基合金换热管与镍基合金管板,使用250~400MPa不同的压力开展液压胀接试验,获得了不同胀接压力时管子壁厚减薄率和胀接拉脱强度数据,分析了较低胀接压力时胀接接头的间隙密封性能以及较高胀接压力时换热管的耐腐蚀性能,验证了胀接结构的可靠性,为类似结构的设计提供参考。     

不同的热处理温度对换热管与管板贴胀性能的影响

换热管与管板贴胀经过热处理后,胀后内径及管子外径受热膨胀,冷却时回弹系数小于膨胀系数,存在部分塑性变形,热源去除后,存在的残余变形使接头没有完全恢复到原来的形状,导致热处理后管子的胀后内径及外径较热处理前均有所增加;试件经500℃热处理后,换热管与管板贴胀接头的拉脱强度最高,随着热处理温度的升高,拉脱强度呈下降趋势,在600℃时拉脱强度趋于平稳,且经热处理后的管头贴胀拉脱强度均大于未热处理的管头贴胀拉脱强度。说明热处理可使管头胀接的贴合性较热处理前更为紧密,管头贴胀拉脱强度有所增加。     

液压胀接接头密封性能的力学表征

数值模拟了液压胀接过程,研究了换热管与管板接触面上残余接触压力的分布,提出了"防漏残余接触压力"的概念,用以表征接头的紧密性,并以此建立了胀接接头的密封判据。作为初步参数分析,研究了胀接压力、管板厚度、换热管与管板间初始间隙对该防漏残余接触压力的影响,并拟合出防漏残余接触压力计算公式。防漏残余接触压力的提出使得对胀接接头强度和紧密性的要求统一归结为胀接压力大小的确定。     

介质温度对换热器胀接接头的影响分析

在换热器不同的工作介质温度下,选取液压胀接后的管板与接头为研究对象,建立了换热管与管板接头三维有限元模型,模拟分析了在10种介质温度下接头胀接后的密封性能和拉脱强度。计算结果表明,在工作状态下,残余接触压力随管程介质温度的升高先增加后减小,然后趋于稳定;拉脱力随温度升高先增大,然后趋于稳定。同常温相比,管程的介质温度升高使它的密封性能和拉脱强度都得到增强。     

三管板换热器深度强度胀接工艺初探

三管板换热器中间管板与换热管的胀接为关键工序,通过拉脱力试验、剖切检验及水压试验等确认接头尺寸、胀接压力和胀管率的合理值,以保证接头满足设计工况要求。     

余热回收器换热管与管板胀接过程残余接触应力及密封性能研究

某余热回收器短期运行后发生泄漏的原因是其换热管与管板之间存在间隙,即换热管与管板的胀接过程未达到工程要求.理论分析液压胀接过程,采用ANSYS对该失效的胀焊接头进行非线性分析以模拟胀接过程,对不同胀接压力下胀焊接头的密封性能进行分析.对于有间隙腐蚀和介质腐蚀倾向、并在高温高压下工作的余热回收器胀接工艺具有一定的参考意义...     

核电蒸汽发生器换热管与管板胀接有限元分析

核电蒸汽发生器换热管与管板的胀接采用定位胀和全深度液压胀,胀接质量直接影响管接头的拉脱强度和残余应力。通过ANSYS有限元模拟分析,确定了定位胀胀管压力130MPa,保压时间6s;液压胀胀管压力280MPa,保压时间6s。     

换热器管板与换热管胀接密封性能影响因素分析

以换热器管板与换热管胀接区域为研究对象,分别采用实体单元和接触单元对管板与换热管结构以及二者胀接区域的接触状态进行了模拟,并建立了三维数值模型。通过有限元计算方法分别对不同胀接压力、开槽参数和操作温度下的胀接区域的残余接触压力进行了计算,得到了在不同影响因素下胀接区域形成密封环数量的变化情况,并对胀接区域的密封性能进行了研究。最后对室内高温拉脱实验结果与模拟计算结果进行了对比分析,得到二者最大相对误差为10.6%,证明了所建数值计算模型的正确性。     

铝管与钢管板胀接连接的弹塑性分析与试验

通过铝管内衬一薄壁钢套管再与钢管板胀接来解决铝管与钢管板的连接这一难题 ,运用弹塑性理论对这种胀接结构进行理论分析并进行了拉脱强度试验。结果表明 ,这种胀接接头有非常好的拉脱强度 ,能够满足制造业的需要。     

胀接压力与初始间隙对换热器胀接质量的影响

为研究换热管-管板胀接压力与初始间隙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,对不同的换热管-管板胀接压力和初始间隙进行研究,得到换热管残余等效应力、残余接触应力大小及分布规律。研究表明：胀接压力相同、间隙不同时,卸载后残余等效应力和残余接触应力值差别较小;初始间隙相同,胀接压力不同时,卸载后残余应力和残余接触应力值差别较大;换热管的残余等效应力和残余接触应力随着胀接压力的增大而增大,其变化趋势一致;当材料为Ti31钛合金、胀接压力为183 MPa时换热管与管板的初始间隙消除。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了依据。     

压力载荷作用对预应力换热器应力特性的影响

采用有限元数值模拟分析法对固定管板式换热器应力数值计算,考虑温度对材料参数的影响以及压力载荷的作用,探讨预应力换热器的应力特性。在正常操作工况下,讨论管程压力载荷、壳程压力载荷对管板应力的影响,并依据大量的模拟仿真数据总结得到压力载荷对管板的应力变化规律。对比美国ASME规范Ⅷ-2中的管板应力计算公式发现,压力载荷对管板应力的影响结果与管板应力计算公式中压力载荷的影响一致。     

换热管与管板液压胀接接头的疲劳性能

采用实验的方法 ,测得管壳式换热器液压胀接接头疲劳试验前后的密封力和拉脱力 ,获得了液压胀接接头对交变载荷敏感程度的数据 ,并在此基础上研究了液压胀接接头疲劳性能 ,为工程上最佳液压胀接工艺参数的确定提供指导     

分离式双管板列管换热器的设计与制造

论述了双管板换热器材料选择、管板胀管槽等结构的设计、双管板检漏设计、最佳胀管压力计算等 ,以及双管板制造中内侧管子管板液压强度胀接、外侧管子管板强度焊接、双管板间空腔内和管子管板焊接接头气密性试验的要求     

预变形加载方式对预应力换热器性能的影响

通过建立由壳体、管板以及换热管等构成的固定管板换热器有限元分析模型,研究了不同的制造技术对预应力换热器性能的影响,探讨了给定温度场下,两种预变形加载方式对管板强度的影响,得到了管板与管子连接局部应力随预变形变化的规律。研究发现,两种制造技术得到的预应力换热器都能显著降低管子与管板连接局部的应力集中,而分段加载技术具有更强的适应性和经济性。     

液压胀接后管壁的减薄对残余接触压力的影响

运用弹性卸载的方法 ,研究换热器的换热管与管板在液压胀接后管壁的减薄量与接触面处残余接触压力之间的关系 ,从而可推得胀接接头的管壁减薄量与接头拉脱力之间的关系     

焊接对管头与管板间的胀接连接的影响的讨论

为换热器制造开发高质量的换热管与管板的连接技术,利用ANSYS有限元分析软件模拟分析换热管与管板间的连接形式。采用胀焊结合的连接形式时,焊接产生的热应力和胀接产生的残余接触应力之间互有影响。胀接分析过程中根据材料的力学、物理性能,引入材料的几何非线性和接触非线性理论分析[1],采用多线性随动强化准则,计算胀管压力卸除后换热管与管板之间的残余接触应力,得出最高效、最合适的胀接压力。焊接分析过程中利用ANSYS软件进行模拟计算,采用单元生成技术,得出强度焊产生的热应力的影响范围。本方法为换热管与管板接头的结构设计和工艺参数优选提供了理论依据。     

铝管冷凝器强度胀接探讨

按以往经验,在严格控制管板管孔加工精度、换热管质量及胀接过程的基础上,对铝管与不锈钢管板进行强度胀接。在管头渗漏达不到设计要求的情况下,分析了原因,采取了措施,达到了设计要求。