球形容器“十”字焊缝的残余应力分析及缺陷修复

我国在60、70年代曾设计、制造过具有“十”字焊缝的球形容器，现在这些球罐大都处于超期服役状态，如何评定和处理这些球罐的“十”字焊缝，是人们所关心的问题。本文对球罐的“十”字焊缝残余应力进行分析，结合实践经验，提出了球罐“十”字焊缝安全评定及其缺陷修复的方法。     

高压容器焊缝残余应力数值模拟

利用有限元软件ANSYS中生死单元技术对OWC-4060A水泥石腐蚀测试仪中焊接高压容器的焊接接头进行了数值模拟,分析了焊接过程中接头的温度场及应力场变化规律。结果表明,接头的温度分布不对称,残余应力在焊缝中心线两侧较对称;虽然接头的最大残余应力出现在熔合线附近,但是接头沿焊缝中心开裂的倾向最大。在设计的25 MPa许用压力环境下工作时,该水泥石腐蚀测试仪压力容器焊接接头的安全系数为1.8,符合使用要求。     

焊缝区域残余应力的测试

用小孔法测量焊接残余应力时，在焊缝及附近区域常出现测量值过高的现象，产生这种误差的原因主要是由小孔边缘发生塑性变形，超出弹性范围所致。采用了一种改进方法对焊接残余应力重新测试，使误差大为减小。     

输油管道螺旋焊缝残余应力的测定

通过对东北输油管道Ф７２０ｍｍ输油管两向残余应力的测定，分析了输油管螺旋焊缝残余应力的分布特征，给出小孔法及切割法测定的结果和结论。测试结果表明，输油管的残余应力很大，拉庆力峰值高于材料的屈服点。如此大的残余应力与输油管的运行应力迭加后作用于焊缝缺中位，会导致输油管低应力破坏。本文给出了测定结果可为有关工程技术人员改进输油管的成型工艺及焊接工艺提供参考依据。     

螺旋焊接管的焊缝残余应力特征分析

本文提供了由小孔法和切割法对东北输油管道工程所用直径720mm螺旋焊管焊缝残余应力进行测试所得结果,分析了残余应力沿焊缝纵向及横向的分布特征,并对沿壁厚方向的残余应力变化进行了初探。     

焊缝残余应力磁记忆检测系统的设计及应用

设计了焊缝残余应力磁记忆检测分析软件系统及便携式硬件系统。该系统可以实现焊缝残余应力的现场检测,并可以将数据输出到计算机上作进一步分析评价,根据数据曲线所表征出来的特性趋势来分析评价焊缝残余应力的分布状况。实际检测结果表明,磁记忆检测结果与X射线检测结果一致,验证了磁记忆检测结果的正确性。     

大型储罐环焊缝残余应力测定与分析

采用钻小盲孔残余应力释放法,测量了0.25 dam~3液化石油气储罐组装环焊缝在退火前后的残余应力,分析了局部退火工艺的退火效果。结果表明:高残余应力区出现在外壁面环向上,其退火后残余应力降幅在37%～60%,平均降幅达50%,最大减幅达299 MPa;环焊缝局部退火工艺可消除30%～60%环向残余应力,达到了消除焊接残余应力的要求。     

原油罐底板角焊缝应力分析及防护

针对原油罐区部分油罐底板与罐壁角焊缝产生较严重的腐蚀,局部出现微裂纹问题,从断裂力学方面进行理论分析,提出了有效的解决方法。     

振动时效降低再生器焊缝残余应力的应用

重油催化装置再生器器壁焊缝附近多处出现贯穿性裂纹 ,其成因为应力腐蚀开裂。通过振动时效处理以降低焊缝残余应力 ,可避免应力腐蚀开裂的产生。因容器质大体高 ,采用 4点振动 ,加大主振力 ,减小附振力 ,延长振动时间的处理工艺。测试表明 ,新焊缝无论在垂直方向还是在平行方向的残余应力均降低了 50 %以上。大型工件采用振动时效处理降低焊缝残余应力效果显著 ,并可大大缩短检修工期。一年多以来设备运行正常。     

原油罐底板角焊缝应力分析及有效防护

因为原油罐区部分油罐底板与罐壁角焊缝腐蚀较严重,局部出现微裂纹。本文从断裂力学方面进行理论分析,提出了有效的解决方法。     

基于ANSYS压力容器筒体与平板封头焊缝残余应力有限元分析

焊接常用于压力容器等特种设备制造中。在焊接过程中,高温移动热源及之后的快速冷却,使得在焊缝及其附近区域产生了残留的拉应力,由此产生焊接变形和残余应力。为预测焊接变形,采用有限元软件ANSYS中生死单元技术对压力容器筒体与平板封头单面焊焊接过程进行数值模拟,得出焊缝焊接残余应力、温度场及位移场的分布情况,经过分析可以得出:在焊缝区及熔合区温度极高,远离焊缝温度峰值急剧下降;在熔合区焊接残余应力达最大值,焊根处残余应力较小,在热影响区,沿焊缝方向多为拉应力,垂直焊缝方向多为压应力。     

管道在役焊接修复残余应力分析及应用

目前,对在役焊接的研究多集中在套袖焊接接头变形过程与失效机理方面,对套袖的焊接尺寸和应力分布研究较少。为研究管道在役焊接修复残余应力的分布规律及影响区域,采用ANSYS软件建立套袖焊接有限元模型,分析焊接线能、套袖壁厚、管径及压力对套袖焊接残余应力分布的影响,确定套袖最佳壁厚的计算方法,探究管道壁厚、外径、压力及缺陷尺寸与腐蚀应力分布的关系,建立套袖焊接尺寸计算准则并进行现场应用。研究结果表明：套袖焊缝边缘的轴向应力最大,易出现应力破坏现象,焊缝外侧为压应力,内侧为拉应力,主要与熔池冷却收缩效应有关;在熔池冷却收缩和对流换热共同作用下,焊接残余应力分布随套袖壁厚的增大而增大,焊接线能、管径和压力的影响作用可忽略;应力峰值随套袖壁厚的增大先减小再增加,套袖壁厚选取临界壁厚值时焊接点出现氢致开裂的风险最低。所得结果对管道修复时确定套袖的壁厚和焊接尺寸具有指导意义。     

焊炸处理消除X70管线环焊缝焊接残余应力的研究

研究发现X70钢的焊接残余应力相当高，这对管线在腐蚀环境运行是相当危险的，需要消除，采用爆炸处理技术进行试验，发现其消除焊缝和热影响区的焊接残余应力的效果，无论纵向或横向都很好，几乎达100％，证明爆炸处理技术消除管线环焊缝接残余应力是合适的，显示出巨大的应用前景。     

自增强容器的残余应力计算

自增强容器的设计计算一般都是把材料当作理想弹塑性材料，忽视材料的应变硬化及鲍辛格效应，但自增强容器所用的高强度钢，实际上是存在着应变硬化与鲍辛格效应特性的。这样，理论计算与实际情况往往存在着较大的误差。本文针对高强钢３０ＳｉＭｎＭｏＶＡ所存在应变硬化及鲍辛格效应的情况，应用小变形全量理论，推导出残余应力计算式，并应用这些式子进行超应变度的优化设计，分别按单目标优化与多目标优化建立数学模型，求解最佳     

液氨球罐残余应力的测定及消除

应用电测解析法对试验球罐的角变形及错边量的最大部位进行了残余应力测定，并用液压消除法计算出剩余残余应力值。计算结果表明，球罐经水压试验后再进行热处理，其残余应力可基本得到消除。     

钛复合板容器缺陷原因分析及修复

针对钛复合板容器接管极部泄处的缺陷,进行了全面的宏观和微观检查,认为缺陷是应力腐蚀所致,并成功地修复了缺陷。     

利用振动时效技术处理大型储罐接管焊缝的焊接残余应力

大型储罐 ( 5× 10 4ｍ3 或 10× 10 4ｍ3 )底圈壁板接管经补强焊接后 ,焊接区域往往存在较大的应力集中 ,其对油罐的长期安全使用会产生不利的影响。根据设计要求 ,5×10 4ｍ3 和 10× 10 4ｍ3 储油罐接管焊接后必须进行消除应力处理 ,常规方法是采用热处理 ,但该方法易使金属表面氧化、脱碳 ,尤其是能耗大、成本高 ,整张板需在现场建地下热处理炉进行处理 ,操作复杂 ,难度大。对此 ,针对 5× 10 4ｍ3 罐接管采用振动处理进行了模拟工艺试验 ,摸索出了较为合理的现场振动处理工艺 ,并对振动处理对焊缝性能的影响进行了试验对比。通过现场实…     

超高压容器自增强残余应力计算

在对超高压聚乙烯反应器用钢AISI 4 340H进行详细力学行为试验研究的基础上 ,提出了新的双向幂函数残余应力计算模型。经与实际残余应力试验结果相比较 ,较其他计算模型有更高的准确性 ,适用于实际工程中自增强残余应力的计算。     

钢制球形储罐缺陷的修复

贮存易燃易爆及有毒介质的钢制球形储罐,在建造及运行过程中,由于多种因素的影响,会产生各种缺陷,及时发现和清除各种缺陷,对保证球罐的安全运行尤为重要。文章详细分析了球罐在建造和开罐检查时发现的各种缺陷,并提出了相应的修复方法、修复质量控制措施和修复后的检查方法,这3个环节可消除缺陷对球罐可能造成的破坏,确保在役油罐的安全运行。     

爆炸处理消除X70管线环焊缝焊接残余应力的研究

研究发现 X70钢的焊接残余应力相当高 ,这对管线在腐蚀环境运行是相当危险的 ,需要消除。采用爆炸处理技术进行试验 ,发现其消除焊缝和热影响区的焊接残余应力的效果 ,无论纵向或横向都很好 ,几乎达 1 0 0 % ,证明爆炸处理技术消除管线环焊缝焊接残余应力是合适的 ,显示出巨大的应用前景。