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.     

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。     

烟机膨胀节的腐蚀与防护

本文就某厂烟机入口管系中膨胀节的腐蚀破裂问题展开讨论 ,认为四波膨胀节开裂的主要原因是焊接问题引起的凝固裂纹与晶间腐蚀 ;而二波膨胀节腐蚀开裂的主要原因则是露点腐蚀和应力腐蚀。文章最后提出了防止腐蚀的措施     

换热器膨胀节爆裂失效分析研究

对某在役换热器膨胀节爆裂现象进行了研究,以现场开裂断口进行分析,结合膨胀节标准进行强度校核,查找膨胀节开裂的原因,并对断口处的铁素体含量进行测试,排除疲劳破坏的可能,最终确定为膨胀节因轴向位移产生的组合应力过大,并存在应力腐蚀环境,导致膨胀节被拉伸"脆断"。通过对换热器膨胀节爆裂失效分析的研究,为设计人员在今后的设计过程中提供参考,避免同类事件再次发生。     

波形膨胀节的最佳设计

为了补偿热装置元件中的热变形,通常都采用波形膨胀节。波形膨胀节由正负高斯曲率的波形元件相互连接而成(图1)。在介质为高内压的条件下,采用这种结构也是适宜的。     

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。     

波形膨胀节在浮头式换热器试压装置中的应用及分析计算

针对浮头式换热器的不同试压场合，提出了两类波形膨胀节试压装置，并根据试压装置的作用机理对波形膨胀节的薄膜应力、轴向变形和受力进行了分析，据此得出了一套设计计算方法。     

3.5Mt/a重油催化裂化装置膨胀节开裂原因分析

对3.5Mt/a重油催化裂化装置烟机入口膨胀节开裂原因进行了分析,得出了膨胀节开裂的成因;提出了开裂产生的基本条件,即应力条件和介质条件;提出了整改措施和改进办法,增加电伴热,保证金属壁温在烟气露点温度以上,采取措施减少残余应力,可避免开裂发生。     

2012年第3期导读

<正>本期论文广场栏目中,高压固定管板式换热器多层膨胀节有限元分析一文,运用ANSYS有限元分析,设计并分析了换热器采用的双层波形膨胀节,考虑了层间摩擦及接触等因素的影响,将计算结果与其同刚度等效的单层波形膨胀节进行了对比     

高压固定管板式换热器多层膨胀节有限元分析

以一台高压固定管板式换热器为例,运用ANSYS有限元分析,设计并分析了换热器采用的双层波形膨胀节。考虑了层间摩擦及接触等因素的影响,将计算结果与其同刚度等效的单层波形膨胀节进行了对比分析。参照GB/T12777-2008标准相关规定对主体结构进行强度校核和比较研究,可为固定管板式换热器多层波形膨胀节的设计提供参考。     

平衡式安全阀波纹管开裂失效分析和改进措施

通过化学成分、金相组织、硬度及扫描电镜等分析和检查手段,对平衡式安全阀波纹管断口部位进行了失效分析。结果表明,波纹管在冷加工塑性成形时产生加工硬化,波纹管局部硬度增大,提高了材料氢致开裂的敏感性并造成开裂。提出了波纹管制造的改进措施和要求。     

波纹管与缩放管传热性能比较及场协同分析

利用FLUENT软件对波纹管、缩放管和光管夹套间空气对流传热进行了数值模拟,结果表明波纹管有较好的综合强化传热性能。应用场协同理论分析了波纹管、缩放管强化传热机理,发现在波纹管波峰下游处,温度梯度和速度场之间的夹角变小,纵向速度场和温度梯度场更加均匀,协同程度最好,从而强化传热。通过实验验证了数值模拟的可行性。     

基于当量壁厚法的波节管换热器管板设计

介绍了用当量壁厚的光管代替波节管进行波节管换热器管板设计的方法,并用有限元和电测实验对该设计法进行了验证。     

波纹管换热器的研究及工业应用

采用油、水、水蒸气对波纹管换热器的传热和流动阻力性能进行了试验研究。结果表明，波纹管换热器的总传热系数比光管高1．5倍以上。根据试验数据关联出了波纹管换热器膜传热系数和压力降的计算公式，并在长岭炼油化工总厂、上海石油化工股份有限公司进行的工业试验中验证了关联式的可靠性，同时也证实了波纹管换热器的高效性。目前扬子石化股份有限公司、大连西太平洋石油化工有限公司等大量采用了波纹管换热器，取得了明显的经济效益。     

波纹管管内流动规律与数值模拟研究

鉴于国内外对波纹管换热器的流动和传热特性局限在实验研究和理论研究的现状,提出采用数值模拟方法对换热管管内流场和温度场进行研究。采用有限体积法对控制方程组进行离散化,应用二阶迎风离散对流项,应用SIMPLE算法进行压力修正。结果表明,在相同当量直径和雷诺数条件下波纹管比光管具有更好的传热作用和协同作用;波纹管的尺寸参数φ对其强化传热具有显著影响;由于波纹管在其波峰、波谷处产生二次涡流破坏与扰动边界层,其在较低的雷诺数下就能提前达到湍流流动,所以波纹管具有节能和防垢作用。     

基于机器视觉的波纹补偿器轴向尺寸检测

为了准确检测波纹补偿器的变形状况,改善波纹补偿器传统检测方式的弊端,提出了一种应用机器视觉的波纹补偿器轴向尺寸检测方法。首先,使用张正友相机标定法对工业CCD相机进行标定并采集波纹补偿器图像信息,然后提出一种改进Canny算子对图像进行边缘检测,获得可处理的理想化二值图像,遍历二值化图像进行水平倾斜校正后,提取极限边缘特征点。最后,计算出波纹补偿器在世界坐标系下的整体轴向尺寸和相邻波纹间的轴向尺寸。结果表明,该方法能较为精确的计算出波纹补偿器在不同变形程度下的轴向尺寸,并利用所计算出的尺寸数据准确地判断出了波纹补偿器的变形状况,对于保证波纹补偿器平稳工作,维护生产安全具有重要意义。     

正弦型波纹换热管传热特性实验研究

为满足高效换热器的开发研制需要, 在波纹管的基础上, 改进其表面形状, 提出了正弦型波纹换热管, 并采用套管式传热实验台, 在较低雷诺数 (1 800相似文献   

基于试验设计方法的梯形波纹板片极限承载能力研究

探讨了影响梯形波纹板片极限承载能力的波高、截面夹角等主要因素.基于试验设计方法,得到在法向递增压力载荷作用下梯形波纹板片失稳临界压缩力的两因子三水平试验计划表.采用有限元应力分析方法,计算获取多组板片临界压缩力数值,应用试验设计方法进行回归分析获得拟合方程,并对该方程进行了有限元分析验证.提出了板片临界压缩力与波高和截...     

页岩气测试平台波纹板分离器的分离性能研究

页岩气测试平台排液测试期气流的饱和含水量大,分离器内部流体运动规律复杂,现场气液分离过程的分离效率不理想。为了得到波纹板分离器各参数对其分离性能的影响规律,建立了波纹板流道的数学模型,并推导出了波纹板分离效率的理论计算公式。为了对其理论计算公式进行验证,采用FLUENT软件对影响其性能的因素进行了分析研究。研究结果表明:在一定范围内增加波纹板入口流速或减小板间距时,波纹板流道各波段内气流的加速效果明显增强;液滴的运动轨迹与气流的高速区域基本一致,当液滴粒径增大至10μm后,波纹板分离器的粒级效率曲线变陡峭,增加波纹板入口流速或减小板间距可使曲线敏感点左移,波纹板分离性能明显改善,其分离效率最高可达90%。将波纹板分离效率模拟结果与理论计算结果进行了对比,发现多流道分离效率模拟值和理论值之间的最大误差为10%左右,从而验证了理论计算方法的可靠性。研究结果可为波纹板气液分离器的设计及应用提供指导。     

波节管管内强化传热有限元Ansys分析

利用Ansys对3种不同规格波节管进行了模拟求解,得出了湍流状态下波节管内流体的速度场和温度场,从微观上说明了波节管的强化传热机理。数值计算结果表明,湍流工况下波节管的努塞尔数Nu比光管提高2.97~3.80倍。拟合出的努塞尔数准则公式可为波节管实际应用提供一定的参考价值。