合成氨转化废热锅炉管板-管子焊接应力有限元分析

针对合成氨二段转化废热锅炉管板易出现大量泄漏的问题,对管板与换热管角焊缝焊接应力进行了有限元分析。结果表明,气侧焊缝区与近焊缝区存在很高的焊接残余应力。在交变载荷作用下,高应力区易发生疲劳裂纹扩展,导致泄漏。通过采取焊前预热和焊后热处理工艺可以降低焊接接头的焊接残余应力,提高焊接接头的断裂韧度。     

高压换热器管头开裂原因分析

加氢装置高压换热器多选用U型管束,换热管与管板的连接接头属于管束常见失效泄漏部位。文中针对某高压换热器管板及管头开裂现象进行了结构分析、宏观检查及结晶物化验,确定了是由应力腐蚀引起的管板及管头开裂,并提出了相应的改进方案。     

乙苯换热器换热管与管板接头开裂失效分析

固定管板式乙苯气-反应混合气换热器投用1 a内多次发生换热管与管板焊缝开裂,全面检查发现换热器还存在筒体呈波浪状、筒体膨胀节严重变形和开裂、管板向外突出变形、鞍座焊缝开裂等失效形式.检验分析表明,换热管与管板焊缝开裂为氯化物应力腐蚀开裂,热应力过大是导致应力腐蚀的主要因素.     

液化气换热器内漏原因分析及建议

正丁烷装置脱异丁烷塔顶冷凝器1080-E101在生产过程中发生泄漏事故。用宏观检查、金相分析、扫描电镜观察和力学分析等方法进行研究,结果表明:发生泄漏的换热器,其管板与换热管的金相组织正常,判定材料的选用没有问题;焊接质量不高,有些角焊缝存在假焊,并未真正与管板焊接起来;断口呈现典型的疲劳特征,这是由于换热器横向流引发换热管的振动,振动引起角焊缝处疲劳,一些应力集中区域对于疲劳载荷非常敏感;角焊缝根部未焊透,存在几何不连续,容易造成局部应力集中。对于管壳式换热器,横向流诱发的振动是角焊缝处疲劳载荷的来源,导致角焊缝处疲劳裂纹的萌生、扩展,当发展到一定程度时,由于承载能力不足,导致角焊缝韧性破坏。     

2016年第5期导读

<正>本期论文广场栏目中,基于ANSYS的固定管板换热器有限元分析一文,通过建立固定管板式换热器的有限元分析模型,按标准方法计算六种工况下管板应力、壳程筒体的轴向应力及换热管的轴向应力。同时采用JB4732的方法对管板与筒体的应力进行评定,采用GB/T151的方法对换热管的轴向应力、拉脱力进行评定。结果表明,管板及换热管满     

浅析换热器管板与换热管连接质量控制

换热管与管板的连接质量直接影响着管壳式换热器的质量和使用寿命。通过合理设计、优化工艺、提高操作技能等方面的措施,可有效地避免换热管与管板连接中产生的气孔及焊缝H值偏小等缺陷,确保换热管与管板连接的质量。     

加氢裂化装置E-01006换热器硫化氢应力腐蚀开裂问题的探讨

新建加氢裂化装置热高分气／冷低分油高低压螺纹锁紧环换热器E-01006,在开工预硫化期间出现了管板和换热管管口焊缝开裂问题。通过介质状况、材料和应力等方面的分析,证实是由于换热器管束与管板焊缝的硬度超标,在含硫化氢介质工况下,应力腐蚀开裂所致。对该换热器换热管选材进行了探讨,认为选择含Cr1％～2％的低合金Cr-Mo钢比1Cr5Mo钢的风险更小;并对该换热器的设计选材、制造过程、开停工和生产投用等方面提出了建议。     

大型管壳式换热器管-管板连接的可靠性措施

对材料性能、管孔的结构及加工要求、管与管板的连接型式等影响换热器管与管板连接接头强度的因素进行了分析 ,结合乙烯大型换热器E EA12 3F的制造 ,提出了管与管板连接接头的可靠性措施。实践证明 ,该措施切实可行 ,对其它大型换热器的制造中管与管板的可靠性连接具有一定的指导作用     

硫磺回收装置余热锅炉泄漏原因分析及设计改进

余热锅炉是硫磺回收装置的关键设备之一,其平稳运行直接影响硫磺回收装置的操作周期。余热锅炉的运行条件较为苛刻,其前端管板长期在高温工况下运行,因此极易发生管头焊缝开裂现象,从而造成余热锅炉报废,并给硫磺回收装置的正常生产造成很大的影响。结合余热锅炉的管板结构设计特点,对余热锅炉前端管板常见的换热管与管板焊接接头质量引起焊缝开裂、换热管管头的陶瓷套管破裂以及管板上的衬里脱落造成高温酸性气直接侵入损害管头,使换热管和管板的连接焊缝腐蚀开裂的原因进行了分析,通过改进余热锅炉前端管板的换热管与管板连接方式、优化换热管端部陶瓷保护套管以及管板上耐热衬里的性能指标和结构,从而达到提高余热锅炉使用寿命的目的。     

GB/T 151中浮头式换热器管板应力计算新途径

文章给出了依据GB/T151计算浮头换热器管板有效厚度对应的管板应力和换热管应力的两种途径,途径一:利用GB/T 151的C曲线图通过迭代法求解管板应力,并得到换热管应力;途径二:利用GB/T 151的fri曲线图以及mt曲线图直接求解管板应力,并得到换热管应力。在工程实践中,可以通过文章提出的途径按管板实际有效厚度计算管板和换热管的实际应力,以便于对管板厚度进行工程评价。     

先焊后胀连接中胀接对焊缝区应力的影响

采用有限元法,研究了换热器管与管板先焊接后液压胀接时胀接对焊缝区应力的影响。给出了胀焊结合接头中不胀区Lx选取的方法,在尽量减小胀接对焊缝区影响的同时,最大限度地提高胀接长度,充分发挥胀接的优越性,并给出了所研究的不胀区的推荐值。建议换热器设计标准根据接头的连接形式、几何尺寸等参数,对胀焊结合接头的设计给出更详细的规定以更好地指导实践。     

基于ANSYS的固定管板换热器有限元分析

建立了固定管板式换热器的有限元分析模型,按标准方法计算六种工况下管板应力、壳程筒体的轴向应力以及换热管的轴向应力。同时采用JB4732-1995的方法对管板与筒体的应力进行评定,采用GB/T151-2014的方法对换热管的轴向应力、拉脱力进行评定。结果表明,管板及换热管满足结构的强度要求。     

固定管板换热器提高壳程试验压力时设计中要考虑的问题

固定管板换热器在管程试验压力高于壳程试验压力时，若采用提高壳程试验压力的办法来检查换热管与管板连接接头的致密性，除了要校核水压试验时圆筒的薄膜应力外，其他受压元件的强度及结构等问题也不容忽视。     

管壳式换热器管板裂纹及控制措施

目前国内各炼油厂进口原油普遍存在含硫量高的问题,这增加了碳钢设备的湿硫化氢(H2S)应力腐蚀,容易造成换热器管板开裂。某石油化工厂型号为BJS1100 1.6 330 6/25 4的换热器投用不到半年,就发现焊缝开裂并扩展到管桥,文中分析其原因并对用于湿硫化氢应力腐蚀环境中的换热设备从设计及制造上提出几点避免产生裂纹的控制措施。1　管板开裂原因管板裂纹分布无规律。在管子与管板的焊缝、管桥及换热管上均有不同程度的开裂,裂纹长度及深浅不一。经用户与制造单位共同分析,认为是液化石油气中含有的H2S导致产生H2S应力腐蚀,造成局部开裂,…     

大直径N型固定管板换热器设计

文章从设计方法、材料选择、应力分析和结构设计等方面,对大直径N型固定管板换热器的设计进行了分析和论述,重点通过采用有限元应力分析和JB 4732管板分析两种方法,对多种工况下N型固定管板处应力和换热管应力进行了详细的对比,验证了JB 4732分析方法不受换热器直径的限制,这为大型化换热器的设计提供了参考。     

哈氏合金热交换器管板焊接过烧对耐腐蚀性能影响

Hastelloy-C-276具有较好的抗腐蚀性能,自20世纪60年代以来逐步应用到化工领域的关键设备中。在管板与换热管连接接头的焊接过程中,由于某些原因容易出现连接接头过烧的现象。通过Hastelloy-C-276管板焊接中的正常焊接试件、过烧试件、过烧修补试件焊缝附近的金相组织比较及晶间腐蚀试验,对过烧对哈氏合金耐腐蚀性能的影响进行了简要分析。     

换热管与管板焊接接头热处理的可行性

在管壳式热交换器的运行中,换热管与管板焊接接头处出现泄漏的一个主要原因是介质引起的应力腐蚀所致,相关标准规范没有对此连接接头的热处理做出规定.通过对换热管与管板连接接头进行热处理认为此法可行,其对不同程度存在应力腐蚀介质的热交换器的长周期运行尤为重要.     

废热锅炉挠性管板的有限元分析

废热锅炉中挠性管板的应力结果关系到整个锅炉的安全性。本文利用ANSYS有限元分析软件对废热锅炉管板进行有限元分析,得出峰值应力较大,废热锅炉实际操作中应避免疲劳工况;还得出应力较大区域为中心管与换热管过渡区域的换热管部位,设计和制造必中应当保证该部位结构的合理。     

复合板固定管板热交换器设计中的几点探讨

复合板固定管板热交换器兼具高强度和耐腐蚀优点,在诸多行业中得到广泛应用。对复合板固定管板热交换器设计中的若干问题,如涉及复合管板相关事项、计算输入的简化及管孔结构的选择等进行了分析和探讨,论证了换热管承受轴向压应力时爆炸复合管板应用的可行性,点明了复合管板与换热管焊接连接拉脱应力计算中材料许用应力的取值误区,给出了SW6软件中壳程复层厚度的简化输入方式,阐明了复合管板与换热管连接方式的选择细节。可为复合板固定管板热交换器的设计提供有益参考。     

换热器的液压胀接技术及其应用要点

为了减少换热器的管子和管板胀接部位的泄漏 ,消除换热器与折流板之间的间隙 ,从根本上解决磨蚀、噪音以及管端焊缝的疲劳裂纹等问题 ,开发了液袋式液压胀接技术。在分析了液压胀接工作原理及技术特点后 ,从胀接压力的计算和管板孔的加工两方面探讨了该项技术的应用要点。得出结论 :( 1)可通过开较大宽度环形槽的方法来降低胀接压力 ,从而降低胀接成本 ;( 2 )由于各接头的胀接压力均匀 ,采用液压胀接技术可以大大提高换热器胀接接头的可靠性。