基于CAESARⅡ的主蒸汽管道应力超标分析与治理

火力发电站在用的主蒸汽管道的规格、材料与设计不符,实际使用管道的重量较原设计大幅降低,导致按原设计要求选用的支吊架载荷与实际使用管道不相匹配,造成管道一次应力超过材料基本许用应力,具有极大的安全风险。根据相关国家标准,采用整体应力分析软件CAESARⅡ对该管道进行了静载荷分析,重新设计并选取了适宜的支吊装置,管系最大一次应力下降到基本许用应力的64.6%,提高了管道的安全裕度。     

ASME B31.3标准中关于高压管道设计变化的探讨

ASME B31.3第9章高压管道章节中规定了其适用范围、许用应力的确定原则以及压力设计计算等。通过对比2016～2020版的一些变化，分析这些改变对高压管道设计产生的影响。2020版许用应力比2018版许用应力提高1.1～1.2倍，直管壁厚将相应降低；对碳钢、低合金钢等材料，高压直管的压力设计计算公式中考虑更小的安全系数，因而直管所需壁厚也将相应减薄。     

ASME B31.3与空分装置冷箱内管道应力分析

通过对ASME B31.3-2012版本与早期版本的对比,解释说明了标准中管道一次应力计算方法的变化、一次应力计算过程中应力增大系数的确定、应力计算过程中对管道厚度负偏差的考虑和标准对材料的许用位移应力的特殊规定,从而对采用CAESARⅡ软件利用B31.3标准进行管道应力分析评定的过程提出需要注意的地方,使空分冷箱内管道设计更加安全合理。     

蒸汽管道柔性设计方法

管道的柔性反映管道变形的难易程度。管道在设计条件下工作时,若柔性考虑不合理,会产生局部应力过大、泄漏或破坏等影响正常运行的情况。管道的柔性就是管道通过自身变形吸收因温度变化产生位移或其他原因所产生位移能力,保证管道应力在材料许用应力范围内。管道的应力主要由于管道承受内压力和外部荷载以及热膨胀而引起的,管道在这些荷载的作用下具有相当复杂的应力状态。目前工业管道系统静应力分析基本方法有近似计算法、图表法、计算机辅助分析法。从生产实际入手,针对某蒸汽管道改造项目过程中遇到的实际问题及解决方法,提出了对蒸汽管道设计的一般方法。     

压力管道焊接热影响区裂纹扩展研究

如今压力管道几乎都是焊接结构。由于焊接工艺不当或材料选择的问题,在管道投用的过程中,管道被焊接的部分常常会产生各种不同的焊接裂纹缺陷。再加上内部压力的影响,可能会使得这些裂纹的扩散速率加快,最终可能会导致管道破裂。管道焊接时会存在一种焊接残余应力,焊接应力是焊接过程中焊件体积变化受阻而产生的,当已凝固的填充金属在冷却过程中,因垂直焊缝方向上各处温度差较大,高温区金属收缩会受到低温区金属的拘束,致使两部分金属中均引起内应力,这种力会随着裂纹的走势和形状产生不同的影响,并且与裂纹所处的位置也有着很大的关系,通常在焊缝两侧200～300mm以外就基本不会存在残余应力。总之,这种局部效应对钢材会带来很大的危害,且可能会使裂纹迅速的扩散。因此,必须对管道的焊接残余应力进行分析,尽可能降低焊接残余应力,从而采取合适的措施控制裂纹扩展的速率,确保管道的正常运行。本文主要探讨压力管道焊接热影响区裂纹扩展,希望给相关人士带来一定的帮助。     

循环氨水管道泄漏原因分析及防漏措施

循环氨水中的H2S等多种腐蚀性介质不是造成氨水管道泄漏的主要原因,循环氨水管道的各种残余应力和介质腐蚀的联合作用诱发了管道的应力开裂,H2S等应力腐蚀和氢损伤是造成氨水管道泄漏的主要原因。焊接缺陷或应力腐蚀在管道内壁形成的微小裂纹也会诱发氨水管道的缝隙腐蚀,因此采用A302不锈钢过渡焊条焊接等保证焊接质量和有效地消除管道的各种残余应力,能避免氨水管道的泄漏。     

低温乙烯装卸船系统管道应力分析

采用应力分析软件CAESARII作为管道应力分析的工具,按照先建立管道模型、再进行应力分析、之后根据分析结果修改模型、重新应力分析的步骤,逐步校核管道应力值是否在许用值以内。对低温乙烯装卸船系统管道进行应力分析,以获得合理的管道布置设计,从而为系统管道投入使用后的安全运行提供保障。     

天然气高压管道焊接残余应力与变形的有限元分析

本文综合分析了天然气高压管道焊接过程中残余应力与变形的问题,并深入探讨了有限元分析（FEA）在此领域的应用。首先,文章介绍了天然气高压管道焊接技术的基本情况,包括常用的焊接方法及其对残余应力和变形的影响。随后,详细讨论了残余应力和变形对管道完整性和运营安全性的潜在影响以及通过工程措施减轻这些影响的可能性。通过案例研究,本文展示了FEA在实际工程中的应用效果和得到的教训。最后,文章总结了FEA在焊接分析中的作用,并对未来研究方向和技术进步进行了展望。本文的研究对于提高天然气高压管道焊接质量和安全性具有重要的理论和实践意义。     

天然气长输管道焊接质量的控制

天然气管道焊容易受到诸多因素的影响,导致管道焊接的效果以及质量难以保证,目前行业内对管道焊接并未制定出系统性的质控方法。为了让长输管道焊接达到相关质量要求,要结合现场的情况,总结出合理的质控措施,毕竟管道焊接是整个管道施工中非常关键的一道工序。但受到焊接人员、材料以及设备方面的影响,导致对管道焊接质量展开控制还是有一定的难度。本文对管道焊接的各类影响因素展开分析,并对管道焊接提出质量控制的有效举措,希望对提升管道焊接的整体质量有促进作用。     

管道应力及固定点受力分析

在化工施工图设计中 ,保证管道所受的荷载在管材所允许的安全范围中 ,是化工管道设计中的一个重要环节。作用在管道上的荷载除了外力 ,受固定点和相连设备的制约而产生热应力。当热应力超过许用应力时 ,会造成管道焊缝破裂、设备本体受损、支座破损等一系列事故 ,因此 ,管道的热应力计算显得尤为重要。为保证管道在工作状态下的稳定和安全 ,减少管道受热膨胀时所产生的应力 ,管道上每隔一定距离应设固定点及热膨胀的补偿装置并进行应力分析 ,以确保管道应力 ,对固定点的推力 ,力矩在作用范围内。管道上的应力一般分为一次应力、二次应力和峰…     

新型膨胀节在催化裂化装置中的应用

催化裂化装置大型化后,管道与设备口径随之增大,带来管系热应力和管口载荷过大的问题.文章采用新型波纹管补偿器解决了使用自然补偿方法及传统膨胀节方案带来的局限性.结果表明：管系应力和管口荷载均在设计允许范围之内,新型膨胀节的设计应用是可行的.     

管道应力分析——蒸汽透平压缩机进出口管线设计

提出管道应力分析的目的与要求;介绍管道应力分析的基础条件,材料的特性数据及选用的标准规范;并采用ＣＡＥＳＡＲＩ应力分析软件对蒸汽透平压缩机进出口管线设计进行应力分析,及用ＮＥＭＡ标准校核管端荷载。     

基于ANSYS Workbench的长输管线带压封堵器应力分析及优化设计

对抢修在役长输管线所需的一种带压封堵器建立了三维模型,利用ANSYS Workbench软件,分析了封堵器在实施封堵时的受力分布。在6.4MPa的实际操作工况下,封堵器所承受的最大等效应力出现在支撑架和轴套焊接处,其大小为212MPa,选取钢材材料为Q345及屈服强度大于Q345的材料,安全系数取1.5,许用应力为230MPa,能够满足强度要求,只留有较少的余量。针对封堵器结构受力不均匀的情况,对其进行优化设计。提出的4种优化方案中支撑板开孔可以在最大应力增长不大的情况下明显减少机构质量。     

基于盲孔法的ABS热焊板件残余应力测量

采用盲孔法对4种丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)热焊板进行了残余应力的测量,获得了这4种热焊板焊趾区的残余应力数据,结果发现,ABS经过热焊成型后容易在焊趾区形成较高的残余应力,随着测量时间的延长,热焊板焊趾区的残余应力逐渐增大,在测量7 min后释放完全。为了验证盲孔法应用于塑料热焊板残余应力检测的可行性,对ABS热焊板母材区和焊趾区以及热处理前后焊趾区的残余应力进行了测量,同时测试了4种热焊板的焊接强度,发现母材区的残余应力低于焊趾区,80℃热处理后焊趾区的残余应力比热处理前的低,残余应力较低的热焊板具有较高的焊接强度,这些结果均表明盲孔法对塑料热焊板件残余应力测量结果具有一定的参考价值。     

位移应力及其强度条件

管道设计规范中所述的位移应力包括温差、端点位移等荷载产生的应力．而在容器设计规范中将温差引起的应力归为二次应力。本文通过一简单例子对温差荷载和端点位移荷载所产生应力的计算过程、应力性质进行了分析,指出由于位移应力具有自限性特点,因此位移应力就是二次应力。然后,对管道设计规范和容器设计规范中针对位移应力和二次应力的强度条件进行了讨论。     

奥氏体不锈钢输油管道焊缝的应力腐蚀失效分析

某渣油管道的材质为奥氏体不锈钢,在设备检修时发现其接头上共有两处产生焊缝开裂失效.利用检测设备对管道焊缝的化学成分及腐蚀物、金相组织、断口、机械性能测试、无损检测分析、焊接问题等项目进行分析,结果表明:应力腐蚀是管道失效的原因,而较差的焊接质量使接头形成了应力源和腐蚀源.     

Residual stresses in the quasi‐simultaneous laser transmission welding of amorphous thermoplastics

Laser transmission welding is frequently being used increasingly for joining complex, assembly‐oriented components, thanks to its small heat affected zone. As a result of the cooling processes, residual stresses can develop inside the components, potentially leading to stress cracking and premature component failure. One subgoal of process design should therefore be to reduce the level of residual stresses as far as possible when laser welding is employed. This work looks into experimental testing for residual stresses, as a factor for the weld parameters in quasi‐simultaneous laser transmission welding, with the objective of determining the optimum welding parameters. The ARAMIS optical measuring system for deformation analysis was used to this end, in conjunction with a modified hole‐drilling method. POLYM. ENG. SCI., 50:1520–1526, 2010. © 2010 Society of Plastics Engineers     

压力管道典型的破坏失效模式及实例分析

本文从制造、服役角度简述压力管道典型的失效破坏模式,例举了上述两个环节中由于质量控制不严,造成服役后失效破坏事例,重点剖析失效原因并提出了相应的防范措施,对压力管道工程施工和使用维护以及检验有一定的指导意义。     

扬子石化D套空分的空气净化系统配管设计

扬子石化D套空分的空气净化系统,配管空间小,管径大,且不断经历冷热循环变化,管道应力呈周期性变动,不适宜的配管设计易引起管道或设备管口变形甚至损坏。利用CAESARⅡ应力分析软件辅助空气净化系统的配管设计,按照一定的步骤进行调整,得到适宜的配管走向及支架位置的设置。     

管道支吊架的选用及设置

在工艺装置的管道设计中 ,进行支吊架设置的设计时 ,应正确遵循设置方法和选用原则 ,应使支吊架间距不超过管道刚度允许值并满足柔性要求 ,列举了具体选用原则 ,并对可变弹簧支架的选用进行了简述。此外还介绍支吊架对管道产生的一次应力和二次应力 ,并说明在管道设计中正确设置支吊架的重要性。