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。     

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。     

304不锈钢管道环焊缝热力耦合有限元模拟

 为合理控制304不锈钢管道环焊缝焊接残余应力,运用有限元软件ABAQUS建立二维轴对称壳单元模型,模拟管道环形焊缝的焊接过程,获取了304不锈钢管道环焊缝温度场和应力场的分布规律。在焊件上表面提取了特征点的热循环曲线,同时获取了焊接过程中焊接接头径向某一截面特征点同一时刻的温度场分布特征。对管道环形焊缝内外表面残余应力的分布规律研究表明,管道焊缝及靠近焊缝区,内表面的轴向残余应力是拉应力,外表面的轴向残余应力是压应力;内外表面的横向残余应力都是拉应力,而径向残余应力主要是压应力,上表面的余高两侧热影响区受到少许拉应力作用。     

加氢装置空冷器出口管线法兰焊缝开裂原因

从宏观、微观、工作环境、腐蚀机理、连接结构及选材等方面分析讨论了加氢装置高压反应空冷器出口下法兰管线焊缝发生开裂的原因 ,指出焊缝热影响区硬度偏高、焊接质量较差等原因导致了应力导向氢致开裂。对相应对策也进行了介绍。     

柴油加氢高压空冷出口法兰焊缝开裂分析

柴油加氢装置高压空冷出口铬钼钢兰焊缝出现多次开裂，裂纹位于接管侧热影响区，沿焊缝径向开裂，经分析裂纹为氢致延迟裂纹，裂纹的形成与焊接、环境、应力有关，控制好焊接是避免裂纹的关键。     

加氢隔膜密封盘换热器腐蚀失效分析与建议

用宏观检验、能谱分析、金相分析和化学分析等手段对加氢装置隔膜密封盘式换热器密封盘腐蚀开裂进行了分析。结果表明,316L不锈钢换热器隔膜密封盘的腐蚀失效主要由环境介质中氯离子含量过高及残余应力所引起。提出了改进意见及措施。     

新型临氢高压换热器的焊接制造

螺纹锁紧环式换热器作为高温、高压换热器的一种结构形式,具有结构紧凑、耐高温、耐高压等特点,在运行过程中如果出现泄漏,可在不停车的情况下紧固顶紧螺栓即可达到密封要求,所以目前被广泛应用于炼油厂的高压加氢装置中。文章介绍了这种新型临氢高压换热器在焊接制造中应注意的技术环节,分析了产品焊接过程中的关键点,为该类设备制造的焊接材料选用、关键部件焊接、焊后热处理等工序的质量控制提供借鉴。     

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。     

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。     

减应力槽技术在油浆蒸汽发生器管板上的应用

阐述了减应力槽结构的优点,对未开槽管外伸角焊缝、管头平齐焊缝与开槽管头内缩焊缝的管板进行了焊接残余应力测试,测试结果显示：开槽管头内缩焊缝管板的焊接残余应力明显小于未开槽管板的焊接残余应力,表明减应力槽使得管板的焊接残余应力值大为减小。减应力槽技术是解决油浆蒸汽发生器管板开裂问题的重要手段之一。     

承插搭接焊埋地钢管接头结构特性研究与应用

为了研究轴向荷载下承插搭接焊钢管接头的应力分布规律和应力集中现象,根据焊接类型和角焊缝型式的不同组合,采用有限元软件ANSYS建立了9种接头计算模型,开展应力分析工作。分析结果显示,轴向荷载作用下,凸角焊缝虽增加了焊材用量和焊接工作量,但结构受力最好,平角次之,凹角焊缝虽节省焊材,但结构受力最差。研究表明,相同荷载作用下,内外双焊接头应力最小,可利用搭接区钢材分担受力,但焊接工作量最大;外焊接头整体应力分布较为均匀,但焊接在管外留槽施工,较为不便;内焊接头处管壁应力分布不均匀,内焊缝和承口扩径段管壁应力最高,但焊接可以在管内施工,较为方便,可以优先考虑使用。     

十万立方米浮顶式原油贮罐焊接残余应力分布规律的研究

本文采用盲孔法技术,实测了十万立方米浮顶式原油贮罐的焊接残余应力,找出了该油罐承载最大和最重要部位的焊接残余应力的分布规律。     

十万立方米浮顶式原油贮罐焊接残余应力分布规律的研究

本文采用盲孔法技术,实测了十万立方米浮顶式原油贮罐的焊接残余应力,找出了该油罐承载最大和最重要部位的焊接残余应力的分布规律。     

双相不锈钢厚板对接焊数值模拟

应用大型有限元分析软件ABAQUS,对双相不锈钢厚板焊接接头的残余应力进行数值模拟,获得了该厚板焊接接头残余应力的分布规律。结果表明,双相不锈钢厚板焊接接头的横向与纵向焊接残余应力水平较高,沿板厚方向的残余应力分布较为均匀,而且应力水平低。在厚板焊接中,纵向残余拉应力高于横向残余拉应力,而且最大的焊接残余应力均出现在焊缝与热影响区处。研究结果为双相不锈钢厚板焊接工艺优化和提高焊接接头的可靠性提供了理论基础。     

城市燃气管道的焊接残余应力分析

城市管网的焊缝形式主要分为螺旋焊缝和对接焊缝,由于在焊缝处存在残余应力的应力集中,焊缝处成为管道最薄弱的地方。文章采用通用的有限元软件ANSYS对焊接过程进行模拟,得出两种焊缝形式下残余应力应变分布规律,并计算在内压作用下两种管道焊缝的三维模型应变分布。     

管道在役焊接接头残余应力的研究

采用SYSWELD焊接模拟软件对X70级管道在役焊接接头应力进行模拟,并将在役焊接残余应力与常规焊接进行对比。结果表明:在役焊接接头残余应力分布规律与常规焊接保持一致,符合管道焊接接头“内凸外凹”的变形机理,但在数值上差别较大。近缝区在役焊接残余应力大于常规焊接,随远离焊接中心,在役焊接应力曲线转变速度较快,且在役焊接和常规焊接环向残余应力拉压应力转变位置不同。     

焊接对压力容器强度的不良影响及设计对策

文章从压力容器焊接接头中焊缝金属的焊接缺陷、焊接接头的残余应力、热影响区组织和性能变化的三方面对压力容器强度的不良影响进行了研究分析,并在压力容器设计中给予考虑,提出了焊接接头系数选取、焊后消除残余应力热处理等相应的对策。还讨论了焊接接头系数的选取原则及封头焊接接头系数的取值问题。     

X70级管道环焊缝接头残余应力数值模拟

根据试验确定了X70级管线钢管环焊热源模型,并利用数值模拟软件Sysweld计算了焊接热循环过程,确定了焊接接头在焊接过程中温度和应力的变化过程及其分布,以及焊后残余应力的大小和分布。计算结果不仅可以预测焊后残余应力,还可以为优化焊接参数、改善焊接接头组织性能提供参考。     

30 mm退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能研究

为了提升钛合金的焊接效率和质量,采用电子束焊接方式对30 mm退火态TC4钛合金进行焊接试验,并对焊接接头进行力学性能检测、显微组织分析及残余应力测试,通过扫描电镜对断口形貌进行分析,研究完全退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能。结果表明,接头焊缝区由针状马氏体α′相和分布在原始β晶界的α相组成,接头热影响区由初生α相、针状马氏体α′相以及少量β相组成。EBW接头抗拉强度平均值略高于母材,EBW接头第二层焊缝区及热影响区冲击功均低于母材,同时两种接头断口形貌均发现大量韧窝,为韧性断裂。接头最大残余拉应力值约为150 MPa,在平行和垂直焊接方向,残余拉应力最大值均出现在焊缝上表面附近区域,而残余压应力最大值均出现在焊缝下表面附近区域。