基于矫顽力的早期蠕变损伤智能诊断方法

乙烯是国民经济的重要物资,其生产的核心单元之一就是乙烯裂解炉,而裂解炉炉管则是引发裂解炉安全问题的重要单元,蠕变则是引发乙烯裂解炉管失效的最重要机理之一.按照渗碳体形态特征和蠕变孔洞的状态,裂解炉管的高温损伤可分为7个阶段,通过电子扫描显微镜及能谱分析发现,蠕变早期损伤在第4阶段才发生,而该阶段的矫顽力特征曲线显示,在...     

乙烯裂解炉管渗碳应力的计算

研究表明,裂解炉的开裂腐蚀剥落和热疲劳等各种损伤均与管壁渗碳有关.但对于渗碳引起的损伤程度大小,目前尚无令人满意的理论计算公式.针对此问题,将给出渗碳应力的推导过程及其计算公式,同时建立蠕变应力场的计算模型.     

渗碳、蠕变共同作用下HK40和HP钢乙烯裂解炉管损伤过程模拟

通过对乙烯裂解炉管典型工况的分析,建立了炉管在渗碳、蠕变共同作用下的时变应力场的计算模型,并模拟计算了HK40和HP材料炉管在1173K工况下服役时的碳浓度分布、应力分布及蠕变损伤分数。结果表明：炉管外壁开裂主要是渗碳诱发应力所致;计算得到的炉管失效方式、位置和寿命均与实际情况基本吻合;该模型可以用来计算炉管损伤程度,还可以预测任意给定工况下炉管的剩余寿命。     

乙烯裂解炉炉管渗碳损伤分析

为了解决乙烯裂解炉炉管在高温环境下工作造成的渗碳损伤问题,选用了服役时间3～7a的10根HP40裂解炉管进行解剖,采用显微组织和成分分析等手段,研究了炉管渗碳损伤和渗碳机理。结果表明：服役炉管内壁损伤程度较外壁严重;服役时间在5a以下的炉管,内壁渗层深度大于外壁,但相同深度渗层碳含量小于外壁;渗碳实际为氧化、渗碳交替发生的过程。     

乙烯裂解反应管的渗碳损伤及其原因分析

通过对实际进行中的裂解反应管的解剖分析和模似实验,探讨了反应管的损伤型式和损伤原因。提出渗碳和热疲劳的联合作用是引起反应管内壁开裂的主要原因。渗碳层中奥氏体基体Cr 含量显著下降,引起耐热钢抗氧化能力下降,从而造成管内壁粉化,在反应介质的冲刷下,管壁减薄乃至穿孔。由于厚壁弯管常处于炉膛边缘,对炉温变化较敏感,因此易于遭受热疲劳损伤。     

高温构件蠕变损伤的概率计算有概率损伤图

由于材料性质以及操作条件的随机性，高温构件的蠕变损伤也同具有随机性。文中根据概率计算的基本原理和高温构件蠕变损伤确定性解，得到蠕变损伤的概率方程。探讨各参数的分布规律，利用K－S检验方法，对高温材料数据进行全面的检验，包括高温材料的蠕变系数和指数、损伤系数和指数；同时，对操作温度以及高温构件的蠕变损伤进行检验，认为这些参数分别符合正态或对数正态发布。在全面考虑各参数的随机性和相关性基础上，最终获得高温构件的概率蠕变损伤解。为了表达它们之间的关系，以期最终达到高温构件寿命预测和可靠性评估的目的，考虑两个参数，确定性时间t和随机性的炉管损伤值D。将它们之间的关系表述成为t－D－f（D）图，形成高温构件的概率损伤图，清晰地勾画出不同时间D值的概率分布关系，为高温构件的可靠性分析和概率寿命预测提供基础。     

温度对超细钴颗粒形貌及磁性能的影响

以硫酸钴、酒石酸钾钠、水合肼为原料,通过液相还原法在不同反应温度下制备出形貌各异的超细钴颗粒。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)分别观察了样品的形貌、晶体结构和静磁特性。结果表明,利用水合肼还原硫酸钴制备的纯钴颗粒形貌随温度发生变化,温度对[C4H4O6]2+在不同晶面上吸附量的影响导致了不同晶面生长速率;随着反应温度的升高,超细钴颗粒剑状花瓣明显增强,反磁化过程中剑状花瓣内磁畴运动困难,最终导致所制备的钴颗粒矫顽力逐渐增加。     

高温构件蠕变损伤的概率计算及概率损伤图

由于材料性质以及操作条件的随机性 ,高温构件的蠕变损伤也同样具有随机性。文中根据概率计算的基本原理和高温构件蠕变损伤确定性解 ,得到蠕变损伤的概率方程。探讨各参数的分布规律 ,利用K S检验方法 ,对高温材料数据进行全面的检验 ,包括高温材料的蠕变系数和指数、损伤系数和指数 ;同时 ,对操作温度以及高温构件的蠕变损伤进行检验 ,认为这些参数分别符合正态或对数正态分布。在全面考虑各参数的随机性和相关性基础上 ,最终获得高温构件的概率蠕变损伤解。为了表达它们之间的关系 ,以期最终达到高温构件寿命预测和可靠性评估的目的 ,考虑两个参数 ,确定性时间t和随机性的炉管损伤值D。将它们之间的关系表述成为t—D—f(D)图 ,形成高温构件的概率损伤图 ,清晰地勾画出不同时间D值的概率分布关系 ,为高温构件的可靠性分析和概率寿命预测提供基础     

递归图———机械状态复杂程度评估的一种新方法

本文基于非线性动力学中中嵌陷理论，提出了一种描述机械系统输出状态复杂程度的新方法－递归图。它不权能直观地描述机器运行的平稳状况，而且还能形象地刻划机器状态的要预测性。     

热力耦合作用下阀门高温结构蠕变疲劳损伤研究

在运行过程中,高温阀门同时经历高温高压、长时稳定载荷和短时交变载荷的作用,蠕变损伤和疲劳损伤同时存在,但目前针对高温阀门多工况蠕变损伤、疲劳损伤和蠕变疲劳耦合的研究还较少。为此,建立了钠快冷堆调节阀阀体有限元模型,对蠕变、疲劳以及蠕变疲劳损伤进行了计算与安全性评估。首先,采用ANSYS有限元分析软件,结合多工况稳态以及瞬态热力耦合的方法,对高温核电阀门的阀体进行了数值模拟计算;然后,使用蠕变本构方程对高温阀门阀体进行了蠕变分析;最后,以ASME规范的线性累积损伤理论为判据,对高温调节阀阀体进行了蠕变、疲劳以及蠕变疲劳交互损伤安全性评定。研究结果表明：在13种瞬态工况以及4种稳态工况产生的热力耦合作用下,阀体出口处均产生了较高的应力,经分析得出扭矩是造成阀体出口处应力高的主要因素;通过数值计算得出了循环变载荷造成阀体产生的疲劳损伤为0.001 8,而长时间处于高温环境中的蠕变损伤为0.1,由此得出了高温阀门受到蠕变破坏的可能性高于疲劳破坏;该研究结果可为第四代高温核电阀门的分析与设计提供理论基础和技术方案。     

乙烯裂解炉管高温组织稳定性的试验研究

乙烯裂解炉管在服役过程中,外壁由火焰加热到1000～1100℃左右,使管内的柴油裂解为乙烯、丙烯、甲烷等渗碳性气氛和汽油汽、柴油汽、水蒸汽等。因此,管内壁易受到渗碳侵蚀,而管外壁易于氧化和脱碳,这都会导致材料降低持久强度,减少服役寿命,所以,要求管材有良好的耐热性。文献表明国产的ZG4Cr25Ni35WNb离心铸管的高温持久性能已超过了同类型的进口管KHR35—CW,在此基础上本文采用化学分析、金相和电镜等手段,对其抗渗碳、抗氧化脱     

高温临氢管道材料的损伤和安全评估

本文通过对退役不锈钢管道的取样测试 ,进行了材料的化学成分的检验、金相组织的分析、材料室温和高温条件下主要力学性能的测试。结果表明 ,主要性能指标仍符合规范和标准的要求 ,该管材在目前工况下还可继续使用。     

判断HK—40转化炉管损伤和残余寿命的新方法

本文提出了用蠕变内应力σ_0判断HK-40转化炉管蠕变损伤程度和残余寿命的新方法。对已运行了七万小时的HK-40炉管的研究表明,用该方法所得蠕变损伤评定结果与用常规试验方法所得的结果相一致,但对以第二相粒子(M_(23)C_6)为强化相的HK-40炉管,σ_0的大小具有明确的物理意义,表征材料强化相的强化作用。本文还应用σ_0的外推法预测了HK-40炉管的残余寿命,从而为高温部件残余寿命的预测提供了一种新方法。     

小冲孔试样高温蠕变损伤的有限元分析

基于小冲孔蠕变试验,建立1Cr0．5Mo耐热钢小冲孔蠕变试样的有限元模型。应用改进的K-R蠕变损伤本构方程,分析在550℃、恒载荷条件下的试样中心挠度、应变等随时间的变化规律以及试样蠕变损伤的发展与断裂过程。计算结果表明,整个试样的损伤在中心位置比较严重,且呈现明显的局部化特征;试样的失效首先发生在下表面上,离试样下表面中心约0．8mm,这与试验观察到的试样颈缩部位完全一致。     

浅析一种判断自动化设备状态稳定性的新方法

在自动化大型设备运行过程中,为了使其能够稳定运行,通常使用大量的数据监测仪器,通过监测数据判断设备的运行状态,从而进行相应的维护和检修,但是,多余的维护和检修往往带来停工误工等不良后果,造成时间、资源的大量浪费,如何科学合理地确定维护检修的必要性至关重要.针对这一现象,能够有效合理地分析设备运行数据,挖掘数据所代表的设...     

高温结构应力松驰和蠕变损伤分析的实用方法

分析讨论了包含持续阶段的循环载荷作用下高温结构的应力－应变历史的规律性,在此基础上对现有的决定多轴应力松弛过程的简化方法进行了评述,并着重介绍了其简化方法。本文对该简化方法进行了改进,并用此改进形式对典型结构进行了应力松弛和蠕变损伤分析,与详细非弹性有限元分析结果的比较,证实所采用方法的可靠性和实用性。     

30万吨/年乙烯装置裂解炉辐射段炉管损伤分析

对某厂 2 0 0 2年底发生的几起裂解炉辐射段炉管 /管件破裂损伤性质、成因及控制措施进行了试验分析 ,指出运行温度长期偏高 (局部 ) ,特别是清焦温度偏高 (局部 ) ,造成了炉件内壁材料局部严重渗碳和氧化腐蚀 ,并引发脆性断裂和热疲劳破坏 (高温腐蚀疲劳断裂 )。采取适当降低清焦温度等措施后基本解决了上述问题。