三乙基铝管道法兰联接螺栓断裂失效分析

针对三乙基铝管道法兰不锈钢(1Cr18Ni9)联接螺栓的断裂失效,对螺栓进行了化学成分、宏观和微观断口、显微组织等分析.结果表明:螺栓的开裂内因是材质不合格,发生了应力腐蚀,产生应力腐蚀的介质是氯离子.     

高温随机动载荷法兰密封失效风险研究

近些年来,由于法兰连接处工作温度逐步接近设计温度及介质的内压载荷常常波动,在法兰连接处经常发生因密封失效引起着火事故,对石化企业安全生产造成威胁。法兰连接系统在高温内压载荷波动下存在一定的密封失效概率,应提前采用可行的预防办法。     

井口法兰连接强度分析及研究

根据井口法兰连接结构,结合实际法兰断裂情况,建立法兰、四通和八角钢圈的有限元模型,并对法兰、四通和八角钢圈应力变化进行了分析,研究了不同载荷对此三种零部件的力学强度和密封性能的影响。分析结果表明,随着外部载荷增大,法兰和四通各个部位受到的应力和位移也不断增大,从整体上看,法兰的最大应力比四通及八角钢圈的应力要大;当外载荷达到30 t压力时,最大Von Mises应力1 070 MPa,超过了法兰的屈服极限,此处最终会发生断裂;外载荷增大必然影响钢圈、法兰及四通的应力和位移,因此需要对各部位进行强度校核,采用合适的安装方法,以期减少井口法兰的失效事故。     

机械密封腐蚀失效分析与防护

在化工生产中机泵密封腐蚀失效问题很严重。某化工车间共用23套机械密封,腐蚀失效占总失效次数的1/3左右,见表1。从表1可以看出:从腐蚀的角度研究机械密封的失效,寻求提高密封寿命的途径是有实际意义的。机械密封腐蚀失效主要表现在密封端面、弹簧、金属与辅助密封圈接触处和辅助密封圈等地方。     

某石化电厂脱硫装置导流罩失效分析

分析了某石化电厂高效脱硫装置导流罩破坏的原因。结果表明：由于混用了不合适的材料,该材料在硫酸环境中的交变应力下发生了开裂,其主要失效表现为点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳,失效的主要原因是腐蚀疲劳断裂和延迟断裂;晶间腐蚀和点蚀及其在应力作用下的发展是产生裂纹的重要原因。     

罐车液相法兰密封性能影响因素研究

以某液氨运输罐车为研究对象,分析罐车液相法兰密封性能的影响因素,指出垫片失效变形、介质内压载荷变化和环境温度变化是影响法兰密封系统的主要因素。建立液相法兰的有限元模型,分析预紧工况下垫片的失效变形、内压载荷和环境温度对螺栓法兰接头密封性能的影响。模拟结果表明：液相法兰紧急切断阀阀根的内芯平面与法兰盘密封垫片之间存在凹陷区域,造成垫片的密封面积减少20.9%,降低法兰接头的密封性能;介质内压载荷的波动对系统密封性能影响很小;温度变化对残余压应力值的影响较大,决定密封条件的最小压力值随温度降低而降低,从而影响法兰的密封性能。     

机械装备的失效分析 第三讲:断口分析(上)

机械构件在运行过程中常常发生断裂失效现象,从而造成不同程度的损失,尤其是低应力脆性断裂失效、应力腐蚀断裂失效等,突然断裂失效所造成的损失就更大,因此,断裂是最危险的失效类型。断口分析是断裂失效分析的基础。在断裂失效过程中,机械构件一般都要断裂成两块或两块以上,即形成断口,即使是不完全断裂的机械构件也要用人工     

电动压裂泵排出法兰断裂原因分析与预防措施北大核心CSCD

针对电动压裂泵排出法兰多次断裂,为了找到断裂原因并采取有效预防措施避免类似故障再次发生,对断裂的排出法兰进行化学成分、拉伸、冲击和金相分析检测,计算了排出法兰密封圈限位槽最小截面上顶点处等效应力,为101.12 MPa,并与其许用应力进行对比,计算得到许用工作静套压为323 MPa;使用SolidWorks Simulation计算了排出法兰的位移、应力分布以及疲劳寿命(大于13888 h)。结果表明,排出法兰最大应力位于密封圈限位槽最小截面上顶点处,其等效应力满足现场压裂施工一般工况下使用要求,排出法兰材料冲击功20 J,低于技术要求的27 J,水击现象使压强增加21.6 MPa;设计不合理和高压件安装不合理等多种因素共同作用导致疲劳裂纹扩展引起断裂失效。通过理论计算和排出法兰材料性能检测,找到了断裂失效原因并提出了预防措施。研究结论可为同类典型的可拆卸螺母锤接头总成结构的设计、强度分析和现场使用提供参考。     

爆破片失效影响因素分析及失效案例

频繁发生的爆破片失效事故,为具有超压风险的容器及设备的安全运行带来了隐患。分析了可能引起爆破片失效的8个因素,分别为设计爆破压力或操作压力不当、设计爆破温度或操作温度不当、内部介质腐蚀、外部环境腐蚀、夹持力不足或不均匀、爆破片磕碰或损伤、爆破片进出口法兰配合不当、爆破片泄压侧防护不当等因素,详细探讨了各因素对爆破片爆破性能的影响规律,并给出了事故案例,可为防止爆破片发生类似失效事故提供参考。     

核电站反应堆压力容器法兰密封面腐蚀机理的分析

介绍核电站反应堆压力容器法兰密封面的密封结构 ,对上封头和筒体法兰密封面上的点状腐蚀作了测量 ,并对腐蚀的原因从设计、制造、安装和试验各个环节进行了分析。认为法兰密封面上的点状腐蚀是局部区域的电化学腐蚀 ,并对腐蚀点进行了处理 ,取得很好的效果。在历次换料大修检查中 ,均未在反应堆压力容器法兰密封面上发现任何形式的腐蚀现象 ,为核电站的安全运行奠定了基础。     

高压设备法兰预紧不均对其密封性的影响

高压设备由于压力波动及温度变化的影响,最常见的失效形式为法兰连接处的金属密封失效。这些设备法兰连接处的预紧力不均匀是导致其泄露的最初原因。利用Ansys软件模拟螺栓预紧力不均匀时金属垫环接触应力的分布。通过观察金属垫环的von-Mises应力分布情况反映法兰的金属密封状态。通过对模拟结果的分析得出,不同的螺栓预紧力不均匀方式,对法兰金属密封的影响程度不同。对于预防和解决实际生产中采气树等高压设备法兰的密封泄露问题具有指导意义。     

抽油杆断裂的原因分析

抽油杆在井下服役过程中发生早起断裂。进行了宏观分析、化学成分分析、硬度检测和显微组织分析、扫描分析及能谱分析,结果表明。抽油杆断裂失效是由油田腐蚀介质、服役过程中周期循环的工作应力和锻造局部加热残留的残余应力共同作用而产生的腐蚀疲劳断裂。     

自锁螺母断裂分析

针对某型机发生的材料为30CrMnSiA的自锁螺母断裂情况,为了解失效过程,找出失效原因,采用外观观察、体式检查、断口微观观察、能谱分析、金相组织分析、硬度检测的方法,分析自锁螺母断裂的原因。结果表明:自锁螺母为应力腐蚀断裂,其满足应力腐蚀各项要素的存在条件;镀锌钝化层较差的耐蚀性会降低自锁螺母的耐应力腐蚀能力;由于材料的耐蚀性与组织以及表面状态有关,建议严格控制该自锁螺母的制造过程中的热处理工序及表面处理工序。     

A105材质法兰断裂原因分析

某化工厂甲醇合成项目的法兰在试开车过程中失效断裂,经过理化性能检测、金相分析、有限元分析,得出该A105材质法兰失效的原因。结果表明,法兰的裂纹为氢脆开裂,氢含量偏高是法兰发生氢脆开裂的主要原因。     

原料气预热器法兰断裂原因分析

通过对某原料气预热器在水压试验时发生法兰断裂的断口进行现场观察、母材化学成分分析、力学性能分析、金相分析以及扫描电镜断口分析,得出结论:法兰断裂属于低应力脆性断裂.发生低应力脆性断裂的主要原因是法兰锻造后存在白点缺陷,法兰母材冲击功较低也是法兰断裂的重要原因.     

弯矩作用下双楔角环垫法兰接头的密封性能

螺栓法兰接头除受管道内压外,还承受外弯矩的作用,且外弯矩导致的变形及转角通常是直接导致法兰接头密封失效的主要原因。为研究外弯矩作用下双楔角环垫法兰接头的密封性能,以某轻量化双楔角环垫法兰接头为研究对象,利用ABAQUS有限元软件建立其有限元模型,分析在外弯矩作用下该轻量化双楔角环垫法兰接头的密封性能。结果表明:弯矩的作用使垫片应力在周向分布不均匀;随着弯矩增加,主、从密封面的最大接触应力也随之增大,环垫主面有效密封宽度明显增加,从面有效密封宽度先小幅下降后增大;随着弯矩的增大,法兰转角也有所增大,轻量化法兰最大偏转角度约为0.005°,远低于ASME规范中要求的0.3°。根据JB 4732对该轻量化双楔角环垫法兰进行应力强度评定,证明其满足使用条件。     

蒸压釜的工作特点及失效模式

蒸压釜使用过程中承受交变应力,循环载荷。主要应力有:薄膜应力、弯曲应力、不连续应力、峰值应力、局部应力、温差应力等。常见失效模式主要有:釜体法兰与釜体、釜盖法兰与釜盖的连接焊缝裂纹,蒸压釜固定支座与釜体连接处裂纹,活动支座与釜体的连接部位裂纹,蒸压釜现场组焊环焊缝裂纹,釜体底部腐蚀、釜体法兰失圆、安全联锁装置失效、内表面损伤等。     

金属垫片接触应力分布解析算法

金属垫片密封是压力容器和管道中常见的密封形式,其失效极少是因强度不足引起的,泄漏是连接系统失效的主要原因.在真实螺栓法兰金属垫片连接结构中,垫片的局部接触应力对螺栓法兰连接结构密封性能的影响较垫片的平均压紧应力更大.笔者在Warters法的基础上,考虑了操作压力的影响,对法兰变形进行理论分析,推导了法兰偏转角的计算公式.根据法兰偏转角和金属垫片力学性能,提出了金属垫片接触应力分布的解析算法.解析计算得到的平均应力与数值模拟结果较为接近,但垫片外缘的最大应力小于数值模拟值,金属垫片接触应力的解析计算方法可作为一种保守的工程算法,可用于真实螺栓法兰金属垫片连接结构的设计.     

压力容器上水平接管的应力分析

本文探讨了不同直径接管法兰在容器上,危险点出现的位置和应力大小,有利于设计者把握支撑的位置和数量,避免出现应力集中断裂事故的发生.     

铝法兰断裂原因分析

某公司管道用波纹膨胀节连接的铝法兰在装配时发生断裂,为明确其失效原因,对其进行了断口宏观、微观分析及力学性能和化学成分检测。结果表明,铝法兰的力学性能不符合标准要求以及法兰内部存在补焊层,而且补焊层内部存在较多、较大针孔,才最终导致法兰在外力作用下发生断裂。