压裂泵液力端阀箱内腔结构优化研究

压裂泵液力端阀箱内腔在加工完成后会自然形成相贯线,该相贯线位置存在严重的应力集中问题。这些位置也是液力端阀箱常见的开裂位置,虽然通过相贯线倒圆角的方式可以减小应力集中程度,但是应力减小的幅度不是十分明显。针对此问题,通过有限元仿真对比的方式进行了阀箱内腔优化研究,提出了减小阀箱内腔应力集中程度的技术方案,同时提出了应用该方案时应注意的一些问题。研究结果对于提高压裂泵液力端使用寿命及优化压裂泵液力端设计具有一定的指导意义。     

高钢级天然气管道站场三通孔锥形坡口优化分析

坡口形式是变壁厚焊接焊缝质量的重要影响因素。针对天然气站场大口径、高压力工艺管道和三通的焊接,提出一种新型孔锥形坡口连接形式,基于直径1 422 mm×1 219 mm的X80孔锥形坡口三通组合件结构,采用基于响应曲面的参数优化方法,分析坡口深度、坡口角度及主管短节厚度对焊接坡口区域应力集中的影响。应用弹塑性有限元分析方法,论证孔锥形坡口对三通承压能力的影响。研究结果表明,增加短节厚度可降低连接坡口位置的应力集中,增加坡口深度可降低坡口内表面的应力集中,减小坡口角度可减小焊缝根部的应力集中,孔锥形坡口降低了三通承压能力,支管孔锥形坡口对三通承压能力的影响比主管孔锥形坡口的大。     

油气管道用大口径三通结构分析及优化

油气管道用大口径三通通常采用拔制方式制作。在内压及管道应力的作用下,三通相贯线部位容易产生应力集中,其内、外圆弧角对改善三通的受力状况起着重要的作用。采用ANSYS软件中的线弹性分析方法,对三通内圆弧角半径、外圆弧角半径与最大等效应力及最大变形的关系做了详细的分析计算,并对三通的外圆弧角半径进行了优化,有效地提高了三通的承载能力。     

钢制冷挤压斜三通的失效压力分析

冷挤压斜三通在工厂内一次成型,无需现场预制,应力集中效应相对较小.作为非标准件的斜三通,没有现成的设计计算公式.为了确定冷挤压斜三通的设计压力,首先对冷挤压斜三通进行水压爆破试验,绘制压力-升压时间曲线,从而得到一次、二次局部屈服压力范围;其次结合有限元法,采用三维实体建模,模拟水压爆破试验工况边界条件,选取最大Von...     

油田乙二醇加注管道三通开裂失效分析

某油田处理站乙二醇加注管道三通出现刺漏现象,针对这一问题,采用了化学成分分析、金相组织分析、扫描电镜等手段,对失效原因进行了分析,测试结果表明：三通材料中碳和硫元素超过标准要求,尤其是外壁A类（硫化物）非金属夹杂物较多,同时伴有D类氧化物存在;裂纹附近硬度较高;裂纹附近显微组织为粒状贝氏体和魏氏组织;裂纹源位于三通外表面,符合脆性断口特征。三通失效主要原因为三通材料杂质元素含量高,破坏了金属的连续性,同时存在魏氏组织,随着使用时间延长,三通位置应力集中,产生裂纹源,最终导致开裂,出现刺漏。     

基于ABAQUS的管节点应力集中系数研究

该文基于Abaqus/Standard程序,计算得出了有限元热点应力修正系数。在此基础之上分析了K型管节点热点应力沿相贯线区域变化趋势,讨论了单元类型对于热点应力计算结果的影响以及有限元方法与SACS程序EFT经典理论的区别,分析了空间管节点不同平面杆件之间对于应力集中系数计算结果的影响。     

基于AnsysWorkbench的Y型三通局部应力分析

文中以大港减压转油线改造项目特殊制作的Y型三通为例,分析了压力管道和压力容器应力分类及校核准则的不同之处,介绍用Ansys WORKBENCH有限元分析软件模拟计算Y型三通局部应力的方法,讨论了Y型的三通局部应力以及改进方法。     

俄罗斯干线输气管道用三通连接管的制造与分析

俄罗斯在干线输气管道建设中,倾向于采用高强度等级管线钢(如K65和K55等)制造管道及管道连接件.简要介绍了俄罗斯干线输气管道用10Γ2ФБЮ钢(属于K55)三通连接管的制造工艺.研究了用10Γ2ФБЮ钢制作的三通连接管的金相组织、力学性能和抗脆性破坏能力等,结果表明,在连接管的制造过程中采用淬火+高温回火的最终热处理...     

管规设计与运用

叙述了管规的设计原理、设计方案、方案选择以及管规的设计、定位、材质选择和管规的制造精度、组装等内容.改进后的管规有效地减轻了工人在画相贯线时的劳动强度,节省了时间,提高了工作效率.     

加氢装置异径冷油三通裂纹产生原因分析

沧州分公司汽柴油加氢精制装置的进料冷油线异径三通在运行 10个月后出现裂纹 ,三通材质为0Cr18Ni9Ti。分析检测表明 ,其化学成分及力学性能符合国家标准 ,三通开裂除所处环境因素外 ,主要是由于管件内表面加工粗糙造成应力集中 ,同时材料中存在铸造组织和冷加工残余应力 ,从而造成疲劳断裂。建议更换同批管件 ,并应加强物料脱水工艺管理 ,停工期间对管道应进行氮封保护     

基于CFX的水平管等径三通失效分析数值模拟

应用计算流体动力学（CFD）方法及CFX软件,建立水平管等径三通中的流体湍流和冲蚀数学模型。考虑等径三通近壁面处湍流的衰减,设定流动介质的气相为连续相,液相为离散相,边界条件设定为质量入口和压力出口组合,其中进口为气液两相质量流量和体积分数,出口为截面平均静压。采用稳态模拟和有限体积法对充分发展的气液两相流管内流动进行数值模拟,经过计算得到流动介质的速度流线、速度矢量及气液分布。其中,气相速度最大为21．2m／s,液相速度最大为13．4m／s;流速增大时,气液两相流的壁面切应力相应增大,气相最大切应力为36．87Pa,液相最大切应力为68．24Pa。剪切力破坏管壁腐蚀产物膜,加剧腐蚀产物膜的脱落。综合各因素解释等径三通冲蚀磨损的原因,同时结合失效样品壁厚检测结果,论证气液两相流对水平管等径三通冲蚀磨损的失效规律。     

加氢裂化泵入口管线三通失效原因分析

通过对某公司加氢裂化装置液化气泵入口不锈钢管线失效三通进行宏观检验、化学成分分析、金相分析与扫描电镜分析等,认为三通失效的原因为湿环境下氯离子和硫化氢共同作用下的应力腐蚀开裂。该不锈钢三通在制造过程中未严格执行制造工艺,导致金相组织中出现σ相析出,制造后又未经过固溶处理,使材料的耐蚀性降低,在腐蚀性介质中由于氯离子的长期作用,产生点蚀坑,成为诱发裂纹的起源。有害物质硫化氢的质量浓度由过去的低于1 g/L增加到7～10 g/L,有害物质硫化氢的质量浓度出现了激增,氯离子质量浓度最高达124 mg/L。同时介质中氯离子的存在使硫化氢应力腐蚀速率加快,从而导致三通失效。     

气化炉氧-蒸汽混合三通开裂失效探讨

气化炉氧 -蒸汽混合三通开裂是由于温度应力和高温Cl-、高压氧的作用 ,导致了应力腐蚀开裂和疲劳开裂。通过改变蒸汽的入口角度和蒸汽喷头的结构 ,使蒸汽在三通内与氧气快速混合换热 ,从而降低三通壁温使开裂得到抑制。也可通过提高材质 ,如选用 0 0 0Cr30Mo2铁素体不锈钢或 2 5 4SMO超级不锈钢来解决     

大型制氢转化炉辐射段管系结构应力分析与强度评定

以某炼油厂10万m3/h(标准工况)制氢转化炉辐射段管系为研究对象,采用ANSYS建立了转化炉辐射段的空间管系有限元模型,通过对转化炉结构冷态安装工况与热态操作工况的分析,得到了各部件的应力分布与变形情况,并通过局部结构子模型实体单元建模的方法,对入口总管与支管连接处的三通结构进行了详细分析,通过应力分类法对各部件进行了强度评定。     

城市燃气管道内已沉积萘颗粒的运移规律

城市燃气以往长期使用含有较多萘杂质的人工煤气,近年来被天然气置换后,已沉积的萘随着天然气的流动在管道内运移有可能导致管道堵塞或设备损害,甚至影响城市燃气输配系统的安全运行。为了研究燃气管道中已沉积萘的运移问题,以云南省昆明市的燃气管道为例,运用Fluent流体动力学软件,选用离散相模型(RSM)和雷诺应力模型(DPM),模拟分析了在燃气管网常见的水平直管、水平弯管、三通管等3种管型内已沉积萘的运移规律,研究在不同的管径、弯曲比和管径比下,粒径、气流速度、温度和压力对已沉积萘运移的影响。研究结果表明:①水平直管、水平弯管、三通管中萘的运移率与沉积萘的粒径呈负相关关系,与压力、入口速度呈正相关关系;②随着温度升高,水平直管、水平弯管、三通管中萘的运移率先减小而后增大;③萘在燃气管道中的运移率受入口速度的影响最大,受温度的影响次之,受压力的影响最小;④萘的运移率与水平直管管径、三通管管径比呈正相关关系,与水平弯管弯曲比呈负相关关系。结论认为,该研究成果对于保障城市燃气输配系统的安全运行具有重要的意义。     

计量撬沉降管道应力分析及抬升措施

某厂区由于地面不均匀沉降造成计量撬及进、出口管道沉降。采用有限元分析方法中的子模型技术和应力分解技术对沉降管道进行应力分析,确定出沉降管道应力较大处为弯头和三通位置。针对管道的薄弱环节,对各抬升点进行模拟分析,指出抬升高度为90 mm时,弯头和三通的弯曲应力能够满足应力校核标准,此抬升高度可作为实际工程的指导抬升量。确定采用顶升方案对计量撬进行抬升,介绍了抬升过程要点及需注意的事项。计量撬抬升后,管道应力明显改善,计量撬的安全性得到提高,厂区设施的平稳运行得到保障。     

液固两相流盲三通冲蚀特性数值分析

盲三通内特殊的"气垫"结构可以在节省空间的同时提升管道的抗冲蚀性能。为了分析液固两相流环境下弯管和盲三通内的流场分布,并对比其抗冲蚀性能,分析冲蚀机理,运用CFD-DPM方法对相同直径弯管和盲三通内的流场进行了数值计算。通过对几何模型进行网格无关性验证来确定最佳的网格数量,选用Realizable k-ε湍流模型、McLaury冲蚀预测模型和Forder壁面反弹恢复模型来计算冲蚀速率。分析结果显示:盲三通的最大冲蚀速率明显低于弯管;弯管的主要冲蚀部位位于中心区域的外侧壁面,盲三通的冲蚀区域主要位于相贯线附近和出料管底部;在盲三通内存在缓冲涡,可以阻止固体颗粒对壁面的直接撞击,从而减轻对管道的冲蚀;随着流体流速的增加,冲蚀逐渐加重,且流速较高时,冲蚀速率增加幅度越大;随着颗粒质量流量的增加,冲蚀速率呈线性增加,增长斜率随长径比的增大而减小。所得结果对于管道的设计选用及长周期安全运营有一定的参考价值。     

异径三通有限元强度分析

三通作为高压管汇中的关键部件,在实际使用中经常出现刺裂现象。为了验证三通设计的合理性及安全性,对90°铸钢异径三通在额定工作压力和静液压试验压力工况下,进行了有限元分析计算。按照ASME规范应力分析法分析了其应力类别及应力组合,证明有高应力区存在。改进模型结构后重新进行了有限元分析计算,并采用ASME规范分别就额定工作压力和静液压试验压力条件下的强度进行了校验,分析结果完全满足规范要求。