管端推力（矩）引起的焦炭塔堵焦阀接管焊缝的变幅值热疲劳研究

根据非均匀应力场中带角焊缝钢结构应力强度因子的计算方法和Ｗｈｅｅｌｅｒ超载模型，编写出疲劳寿命计算程序。用它计算了在１７级温度谱载下管端推力（矩）引起的焦炭塔堵焦阀接管焊缝的变幅值热疲劳裂纹扩展寿命，对不同的初始裂纹作了疲劳寿命预测，并与仅受轴向、径向温差及接管温差载荷作用下的等幅值疲劳寿命相比较，证明前者是导致裂纹扩展的主要原因     

焦炭塔内焦床影响塔壁变形的作用机理研究

通过对冷焦操作中水面温差弯曲应力、焦床与塔壁之间的周向应力、轴向应力的计算分析，讨论了焦床对塔体收缩的阻碍作用在周向与轴向的差异。发现水面引起的轴向弯曲应力和硬焦引起的轴向收缩受阻热应力是使塔体变形的两个主要因素，变形使得该处硬焦床直径进一步增大，产生更大的收缩应力和应变，形成“筒套锥效应”的恶性循环现象。对下锥体本体很少变形的原因也进行了分析。     

焦炭塔鼓凸变形应力测试与分析

焦炭塔长期在高温及充焦、除焦的冷热疲劳作用下运行,常出现塔体局部严重变形和母材焊缝开裂问题。针对这一现象,对某厂焦化车间三号焦炭塔采用塔体表面贴应变片的方法,通过对其一个工作循环周期(48 h)进行塔体表面应变和温度测量并计算塔体应力,对整个焦炭塔的应力状况进行考察。结果表明,冷焦过程中液面逐渐上升,液面与塔壁相交圆周处的应力发生迅速的升高与回落,由此产生的温差应力是导致塔体残余应力和鼓凸变形的主要原因。同时,焊缝处较高的强度造成焊缝处变形较小而筒节中央变形较大,使焊缝热影响区应力较高也是塔体发生鼓凸变形的原因。此结论可为焦炭塔的设计、加工以及寻求解决鼓凸变形问题的方法与对策提供可靠的理论依据,对焦炭塔的操作也有一定的指导意义。     

焦炭塔水冷倾斜过程的有限元模拟、安全评价与应对措施

针对焦炭塔发生的水冷倾斜现象,基于ANSYS软件,建立含分枝孔道焦炭的焦炭塔有限元模型,模拟了焦炭塔在水冷阶段的瞬态温度场,进一步求得了热应力、应变场及焦炭塔发生倾斜变形的过程。结果表明:水冷阶段形成冷点,其轴向、周向温度场分布不均产生的温差应力和冷热收缩不均产生的弯曲应力共同作用使塔体在该处发生弯曲变形,进而诱发塔体的整体倾斜。塔体倾斜使得裙座部分区域所受薄膜应力远高于屈服强度。针对裙座强度不足问题,实施了加筋弧板补强方案,验算表明该方案能有效降低裙座薄膜应力。含分枝孔道焦炭模型和对裙座的加筋弧板补强方案对焦炭塔的倾斜分析及其应对措施具有参考价值。     

基于三维数值模拟的焦炭塔塔体失效研究

建立了结构上完整的焦炭塔三维有限元分析模型,考虑了塔内焦炭对塔体受力的影响以及内压边界随时间变化等因素,对焦炭塔整个工作过程进行瞬态温度-结构耦合分析,模拟应力、应变场,并与塔体失效的实际检测结果进行对比分析。采用间接耦合方法进行焦炭塔结构分析,选用Solid 45单元。分析结果表明,周期变化的温差应力是焦炭塔产生高应力的根本原因,尤其是水冷阶段焦炭塔温度迅速降低,产生了较高的热应力;焦炭塔1个工作周期内,下部筒体环焊缝和裙座搭接焊缝等开裂部位承受着大幅值的循环热应力作用。     

2018年第1期导读

<正>本期论文广场栏目中,焦炭塔水冷倾斜过程的有限元模拟、安全评价与应对措施一文,模拟了焦炭塔在水冷阶段的瞬态温度场,结果表明:水冷阶段形成冷点,其轴向、周向温度场分布不均产生的温差应力和冷热收缩不均产生的弯曲应力共同作用使塔体在该处发生弯曲变形,进而诱发塔体的整体倾斜。针对裙座强度不足问题,实施了加筋弧板补强方案,验算表明该方案能有效降低裙座薄膜应     

2018年第1期导读

正本期论文广场栏目中,焦炭塔水冷倾斜过程的有限元模拟、安全评价与应对措施一文,模拟了焦炭塔在水冷阶段的瞬态温度场,结果表明:水冷阶段形成冷点,其轴向、周向温度场分布不均产生的温差应力和冷热收缩不均产生的弯曲应力共同作用使塔体在该处发生弯曲变形,进而诱发塔体的整体倾斜。针对裙座强度不足问题,实施了加筋弧板补强方案,验算表明该方案能有效降低裙座薄膜应     

延迟焦化装置焦炭塔安全评估与剩余寿命预测方法

延迟焦化装置中的焦炭塔长期受到温差和机械载荷的共同作用,在这些交变载荷的作用下,焦炭塔体中部易产生鼓胀变形,裙座角焊缝也容易萌生裂纹。因此,如何评估焦炭塔的安全性,并对其疲劳寿命进行预测一直是工程界和学术界的研究难点。运用有限元技术,针对焦炭塔容易产生失效的两个部位,分别位于塔体中部鼓胀位置和塔体下部裙座焊接接头位置进行风险评估,得到整个周期内焦炭塔出现最大应力的危险时间点,再运用ASME VIII-2中相关技术校核危险部位的安定性,最后运用Manson-Coffin公式和S-N曲线方法分别预测焦炭塔的剩余寿命。方法的建立为炼油装置中类似设备的风险评估和寿命预测工作提供了技术支撑。     

焦炭塔裙座焊缝裂纹分析及修复

焦炭塔长期运行在高温及充焦、除焦的冷热疲劳操作条件下,出现了塔体与裙座焊缝裂纹或穿透,尤以T101C塔的裂纹最为严重,其穿透的裂纹内侧长度达30 mm,外表面裂纹长度已近3 m,其余三塔外表面裂纹长度也有1～2 m,均集中表现在除焦阀下方焊缝位置。文章通过对焦炭塔的使用状况及应力分析,指出了裙座焊缝裂纹产生的原因。同时对焦炭塔返修和操作中应注意的问题进行了总结。     

10×10~4m~3储罐进油管外载荷作用下的应力分析

为保障大型储罐的安全运行,采用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对10×10~4m~3储罐进油管在外载荷作用下的受力情况进行分析,并把按实际结构建模的分析结果与将补强圈和罐壁简化为一体结构的分析结果进行了比较。经分析,按实际结构建模且外部载荷全部作用在接管上时接管部位的应力强度值最大,当外部载荷由阀门吊架全部承担时,接管部位的应力强度值有所降低;将补强圈和罐壁简化为一体结构且外部载荷全部作用在接管上时接管部位的应力强度值最小,简化后的结构分析结果偏于冒进。     

压力容器接管开孔补强的有限元计算模型探讨

在压力容器开孔的有限元计算模型中,传统有限元计算模型忽略了法兰的作用,其结果是相当保守的。带法兰的接管开孔有限元计算模型,由于法兰的作用使得接管整体刚性提高,从而使接管与筒体交接处的应力大大减小。将不同接管伸出长度的带法兰计算模型的结果进行了比较,归纳出了不同接管伸出长度法兰力矩对于接管开孔边缘处应力的影响。     

降低催化裂化装置分馏塔进料嘴子受力的方法

分析了催化裂化装置反应油气管道与分馏塔相接的三种管道布置方式存在的问题 ,提出了一种新的布置方式 :分馏塔在裙座内设一缩径段 ,进料嘴子穿过裙座在缩径段与塔体相连 ,利用分馏塔吸收反应油气管道立管的位移 ,应力分析表明 :这种新的管道布置方式从根本上解决了反应油气进料嘴子的受力问题。同时还缩短了反应油气管道的长度 ,节省了钢材 ,减少了占地 ,减少了油气在管道内的停留时间 ,有利于减少结焦     

圆筒壳体上半管加热管的设计

首先给出了半管加热管及壳体的弯距、剪力及最大应力计算公式。以此为基础,编制出了BASIC计算程序。利用该程序能够快速准确地完成这类问题的计算,且无须进行手工试算。     

螺旋焊管切环试验残余应力评价方法分析

简要介绍了测量螺旋埋弧焊管残余应力的主要方法及其特点。分析了钢管成型焊接后残余应力的分布情况。通过切环试验获得切环弹复量的方式,因其简单、易操作而成为实际评价螺旋埋弧焊管残余应力大小的主要方法。介绍了确定残余应力与切环弹复量的关系时国内常用的3种做法。最后,根据板料的弹塑性弯曲理论,通过残余应变和弹复弯矩分别推导了弹复量与残余应力的关系,并对结果进行了合理性评价。     

轴向斜接管内压容器爆破压力的预测

接管是容器必不可少的结构,在接管部位由于开孔产生应力集中,加之与接管的连接处发生边缘效应,使得该部位的应力分布相当复杂。对3台具有不同结构尺寸的轴向斜接管内压容器进行水压爆破试验,并采用静态非线性有限元法对3种模型的爆破压力及失效位置进行了预测分析,并与试验结果做比较。比较结果表明:(1)开孔结构削弱了结构的强度,降低了容器的承载能力;(2)有限元预测得到的爆破压力与试验及理论计算所得的爆破压力比较接近;(3)带轴向斜接管内压容器的等效应变最大节点都位于筒体和接管相交的锐角侧。     

钢塑复合管管端失效分析及解决办法探讨

分析了钢塑复合管管端应力失效及腐蚀破坏的形成机理,讨论了管道安装施工对钢塑复合管管端的破坏性影响,论述了管端保护环对钢塑管管端进行保护的重要性和必要性。通过分析,认为钢塑管的失效源于管端,管端首先失效的原因有应力作用、腐蚀作用和现场施工的破坏。针对于此开发了适用于钢塑管沟槽连接用管端保护环,并成功应用于国内一些管道施工项目,至今运行平稳良好。     

管柱在水平井眼中的屈曲分析

管柱在水平井眼中的屈曲方程是一个含有小参数的四阶非线性常微分方程。屈曲方程有两个临界点，一个对应于正弦屈曲，另一个对应于螺旋屈曲。本文利用线性化分析方法和小参数摄动分析方法，求得了两个相应的临界屈曲载荷。其结果与他人用能量法导出的结果和用实际数据拟合的结果非常吻合。本文还对管柱屈曲后与井壁之间的法向接触力、弯矩及应力等进行了分析。     

加氢裂化反应转油线应力分析与布置方案比较

加氢裂化装置中加热炉出口至反应器的管道称为反应转油线。该管道具有高温、高压、壁厚大以及相连设备受力要求苛刻的特点。此外管内介质为两相流,容易引起管道振动,管道应力分析较为困难。文章阐述了该管道的应力分析方法,通过不同设备和管道布置方案的分析对比,对设计方案的优化选择提出了建议。     

冷弯成型椭圆管端口反弹问题研究

冷弯成型的椭圆管在生产过程中产生应力集中现象,在后续加工时椭圆管端口产生反弹,造成端口尺寸超过公差要求。通过对反弹原因分析,确定采用冲压模形式,利用现有的3t液压缸制作一套液压冲压胎具,解决了端口反弹问题,有利于椭圆管对接安装。     

焦化装置吸收塔液位计引管断裂分析

某石化公司炼油厂焦化装置吸收塔液位计引管发生断裂后进行了断口宏观检查、硬度测试、断面金相分析、材质分析、断面腐蚀产物能谱分析和断面扫描电镜等分析,断裂原因是硫化物应力腐蚀开裂,开裂源位于接管焊缝内表面熔合线边缘凹坑部位的局部应力集中处。为降低液位计引管应力,对装置吸收稳定区塔器其他类似部位进行风险评估后,对吸收塔、再吸收塔和干气脱硫塔的8只液位计拆除处理;对吸收稳定区液位计引管焊缝及热影响区的硬度进行复查,对硬度大于200HB的部位,则对焊缝进行着色渗透及DR实时成像检查,对检查出的问题及时进行处理,对暂时无法处理的缺陷,制定安全预案并组织员工进行培训．