复式波纹管膨胀节位移附加值计算的探讨

《美国膨胀节制造商协会标准》EJMA—2003对复式膨胀节中间管引起的膨胀节位移附加值计算作出了规定,要求在计算最大单波组合位移时加以考虑,而国内标准中并没有对此部分内容提出要求。由于波纹管的应力主要由内外压和位移引起,位移产生的应力通常大于内外压引起的应力。当复式膨胀节中间管较长,口径较大,结构较重时,对波纹管会引起较大的附加位移,最大组合位移超出设计值。因此在设计复式波纹管膨胀节时要充分考虑膨胀节上各种构件自身结构重量引起波纹管附加位移的情况,再按照国标规定进行波纹管的强度、稳定性及疲劳寿命的计算,做好膨胀节设计,确保其在装置中正常运行。     

三铰链膨胀节角位移的计算

该文采用数学解析的方法,解决两维和三维管系中波纹管膨胀节的设计计算问题,美国膨胀节制造商协会标准(EJMA)采用的是平面几何法。二者相比,前者通用性强,尤其适合于计算机编程。     

膨胀节疲劳寿命影响因素的统计分析研究

从统计学出发,采用秩和检验方法,对影响波纹管膨胀节疲劳寿命的诸多因素进行了统计分析,验证了美国膨胀节制造商协会标准(EJMA)方法的正确性。检验结果认为,单波膨胀节与多波膨胀节使用同一寿命预测公式不合适。热处理对膨胀节疲劳寿命无显著影响,国内膨胀节的寿命试验数据比国外的低。     

烟机入口膨胀节变形过热应力评定及分析

介绍了波形膨胀节应力分布的一般特点,对烟机入口膨胀节变形及过热问题进行了简要分析,并按美国膨胀节制造商协会标准进行了应力评定。     

Ω形膨胀节波形数的求解

探讨了ＥＪＭＡ标准中Ω形波纹管膨胀节设计中的波形系数，并将Ｂｒｏｙｉｅｓ余应力能解与钱伟长教授的细环壳解进行了刚度及应力比较。结果表明，两种解完合吻合。还推导出便于工程设计计算的Ω形膨胀节波形系数的计算公式，方便了计算机辅助设计。     

Ω形膨胀节波形系数的求解

探讨了ＥＪＭＡ标准中Ω形波纹管膨胀节设计中的波形系数，并将Ｂｒｏｙｉｅｓ余应变能解与钱伟长教授的细环壳解进行了刚度及应力比较。结果表明，两种解完全吻合。还推导出便于工程设计计算的Ω形膨胀节波形系数的计算公式，方便了计算机辅助设计     

催化裂化装置烟气轮机入口膨胀节变形分析

文章介绍了波形膨胀节应力分布的一般特点。针对三旋改造后烟气轮机入口膨胀节变形及过热的问题进行了简要分析，指出三旋改造过程中膨胀节未预紧及恒力弹簧未复位是导致膨胀节产生转角变大及局部超温的主要原因，并按EJMA（美国膨胀节制造商协会）标准进行了应力评定。     

国标厚壁膨胀节应力分析问题浅谈

对膨胀节进行分析计算时,国内没有膨胀节各位置应力分类及判定的依据标准,通常会参照国外设计标准进行应力分类及评定。GB/T 16749—2018 《压力容器波形膨胀节》中对不锈钢和镍基材料厚壁膨胀节的计算判定与TEMA 10th—2019 “Standards of the Tubular Exchanger Manufacturers Association”、 ASME BPVC.Ⅷ-1—2021 “Rules for Construction of Pressure Vessel”或ASME BPVC.Ⅷ-2—2021 “Rules for Construction of Pressure Vessel—Alternative Rules”完全不同,在设计不锈钢和镍基材料厚壁膨胀节时完全参照国外标准进行评定非常不合适。介绍了国外相关标准中膨胀节应力分类,对比了GB/T 16749—2018与国外相关标准中关于不同材料厚壁膨胀节计算方法的区别,膨胀节实例的疲劳计算结果表明,厚壁膨胀节分析计算仅满足GB/T 16749—2018是完全可行的。     

烟机入口管膨胀节失效分析

中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司1.4 Mt/a重油催化裂化装置烟机入口管线共有四波铰链板膨胀节6台.编号为波2和波4的膨胀节分别在2011年和2012年出现波峰开裂失效,严重影响装置的正常运行.详细介绍了膨胀节运行情况及失效形式,并从应力因素、温度影响和金相组织变化等方面对膨胀节的失效原因进行分析,由此得出由于波峰处所承受过大的拉应力造成波峰开裂,铰链板垫板焊缝组织脆化导致焊缝开焊则是导致膨胀节开裂失效的根本原因.此外,波纹管材质内部的晶间腐蚀是其开裂失效的内在原因,而膨胀节波纹管因长期在高温环境下工作发生高温腐蚀疲劳、材料韧性降低也是最终导致开裂的重要原因.     

烟气轮机管道膨胀节的失效原因与选材

根据催化裂化装置烟气轮机管道波纹管膨胀节破坏失效的现状和工作环境特点,从金属学理论出发,探讨了破坏失效的原因,认为主要是由应力腐蚀开裂所致.有氯离子和硫化物引起的穿晶型应力腐蚀开裂,也有连多硫酸引起的沿晶型应力腐蚀开裂.催化剂沉积区和腐蚀产物沉积区产生的点蚀和缝隙腐蚀会诱发应力腐蚀开裂的产生.氯离子是引起腐蚀的主要活化剂.膨胀节波纹管部分采用FN-2和Incoloy钢材最好,实践证明,采用上述两种钢材代替18-8型不锈钢作为制造波纹管膨胀节的材料,可延长膨胀节寿命2倍以上,有很好的经济效益.     

热力管道膨胀节的失稳计算

膨胀节用来吸收设备或管道的热位移 ,正确的选择、设计膨胀节十分关键。膨胀节在使用中因内压而引起的强度上的破坏不常见 ,而因失稳或失稳与疲劳交互作用发生破坏的现象却较普遍。膨胀节的失稳现象可分为平面失稳和柱屈失稳。平面失稳的极限压力是内压产生的应力综合作用的结果。柱屈失稳的极限压力和波段长度与直径比值有关。当该比值较小时 ,波纹管失稳的极限压力与波纹管的屈服限有关 ,属非弹性区。随着波数的增多 ,逐渐过度到弹性区。在弹性区 ,失稳极限压力与轴向弹性刚度成正比。对于直径较大和内压较高的膨胀节 ,平面失稳极限压力是波纹管参数选择的控制因素。对于内压较低而热位移量较大的管系 ,柱屈失稳和疲劳设计可能会成为影响波纹管计算的关键因素     

膨胀节(续)

(二)对设计计算方法中一些问题的讨论 1.膨胀节的疲劳寿命 膨胀节的破坏,不少是由于疲劳所引起,现在许多膨胀节的设计计算方法计及了疲劳破坏前的循环次数。循环次数的计算公式或算图是基于实验结果。实验指出,膨胀节应力幅度的大小,对于操作循环次数起重要作用,应力振幅愈大,破坏所需循     

管路膨胀节的设计及其推力计算

我院多年来承接了大量的膨胀节设计工作。本文根据设计中的体会,介绍了几种常用膨胀节的主要性能及其推力计算公式。同时,还举例对两种角位移膨胀节在几种典型管路中的推力计算和配置原则作了说明。     

奥氏体不锈钢波纹管膨胀节的腐蚀与防护

对炼油厂催化裂化、重油催化裂化能量回收系统管道中使用的１８８型奥氏体不锈钢波纹管膨胀节的腐蚀失效类型及产生原因进行了分析，并从工艺操作、不锈钢的表面改性、选材、消除残余应力等方面对如何防止波纹管膨胀节的穿孔和开裂进行了阐述。     

炼油厂奥氏体不锈钢波纹管膨胀节的腐蚀与防护

本文对炼油厂催化裂化，重油催化裂化能量回收系统管中使用的１８－８型不锈钢波纹管膨胀节的腐蚀失效类型及产生原因进行了分析，并从工艺操作，不锈钢的表面改性，选材，消除残余应力等方面对如何防止波纹管膨胀节的穿孔和开裂进行了阐述。     

大温差中压换热器波形膨胀节设计探究

讨论了大温差、压力高等苛刻条件下固定管板换热器膨胀节的设计。对此种苛刻工况下的膨胀节选材、受力及具体结构设计做了详尽的分析,总结了该工况下的膨胀节优化设计方法和步骤。以具体案例设计为例,采用调整波高、曲率半径、波数、波纹管厚度4种参数和优选波纹管材料等手段试算。其模拟结果表明,应用镍基合金等高强度合金作为波纹管材料,其优化后的结构既合理且又相对经济,可为类似工况下的波形膨胀节的设计提供参考。     

日本波纹管膨胀节规范的修改

这次修改正值国际单位制(SI)在日本工业规范中使用的时候,73年9月1日制定的波纹管膨胀节规范JIS B 2352,经过了三年的重新认识后,于去年即76年由工业技术院机械规范科委托配管技术研究协会将国际单位制(SI)编入本规范中。 因此在今后,波纹管膨胀节规范请使用此修改后的JIS B 2352—1977。     

波形膨胀节的设计

波形膨胀节作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件,在石油石化行业得到广泛应用。膨胀节的性能指标要求较多,而每个波形参数对其性能都有不同程度的影响,如何在众多参数中选择合理的数值?文章依据GB16749-1997标准,分析了波壳壁厚、波高、波纹管层数、波数、波距等波形参数对膨胀节性能的影响,总结出较好的设计方法,并以实例说明膨胀节设计要点及方法的可靠性,在多次应用中收到了良好的效果。     

410t/h锅炉点火风道膨胀节故障原因分析

从设备制造、安装及工艺操作三方面介绍了某厂410t/h锅炉点火风道膨胀节故障及处理措施。分析认为膨胀节制作过程中没按技术协议规定,即与烟气直接接触部位的金属材质性能不应低于0Cr25Ni20Si2,而是采用了普通不锈钢;在安装过程中,没有按设计要求预留80 mm的安装错位量,运行过程中膨胀节波纹管变形严重,内部浇筑料破损、脱落;在点火期间,由于燃烧器油枪额定出力过大,雾化空气的压力过低,轻柴油燃烧不充分,而且膨胀节相连的燃烧室温度超过膨胀节的设计温度,高温烟气进入膨胀节波纹管部位,最终导致膨胀节破损。故障发生后对膨胀节进行矫正和补焊,修复破损的锚固钉及浇筑料,点炉后满足锅炉运行的需要。建议根据锅炉的实际安装情况及工艺运行参数对膨胀节重新设计制造,并采用新型的密封形式,以避免高温烟气进入波纹管部位。     

膨胀节波纹管失效分析

随着炼油厂原油日益变稠,其中的腐蚀介质含量增加,致使RFCC装置中服役的膨胀节波纹管频繁失效,分析了其腐蚀失效机理,并介绍耐高温耐腐蚀的FN-2合金材料有关性能及其在膨胀节波纹管上的应用。