异形管板换热器应力分析与评定

通过有限元温度场分析及温度场与应力分析的耦合数值计算,实现了异形管板换热器温度载荷与压力载荷同时作用下的有限元应力计算。采用JB4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》的应力分类及强度评定方法对分析结果进行了评定,实现了在构建异形管板换热器真正实际结构有限元模型下的应力分析与评定。     

非标准半圆管夹套容器设计

HG 20582—1998《钢制化工容器强度计算规定》中半圆管夹套容器设计部分仅适用于外径Ф60mm、Ф89mm、Ф114mm无缝钢管制成的半圆管夹套。提出了采用JB4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》及有限元法对非标准半圆管夹套容器进行设计和应力校核的方法。     

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。     

80万t/a甲醇装置高压废热锅炉管板结构有限元分析

80万t/a甲醇装置高压废热锅炉的设计参数超出了国家标准规范,管板连接结构无法按常规设计方法进行计算。通过CFD模拟出管板的温度分布后,采用ANSYS有限元分析程序对管板及其连接结构进行应力分析。根据有限元分析结果,按JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》的规定进行强度评定,可为详细设计提供依据。     

乙烯装置第二急冷锅炉的管板应力分析

对乙烯装置第二急冷锅炉的管板进行了有限元分析。在分析中,采用有效弹性常数的概念将管板、换热管、过滤管和壳程筒体的应力分析简化为对称问题,然后根据“钢制压力容器－分析设计”标准JB4732－95的评定方法,确定出了安全、经济的管板厚度。     

甲醇合成塔管板的有限元轻量化分析

本文应用有限元分析技术,对多种载荷工况下的甲醇合成塔管板进行应力分析,同时按照JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》进行强度校核。比较了两种管板结构,一是原设计结构,另一是参照有限元分析结果提出的改进结构。分析结果表明,两种结构均满足强度要求,但改进后的结构更能节约材料、降低制造成本。同时还说明,应用有限元分析技术并依据压力容器分析设计标准可以达到对管板结构进行轻量化设计的目的。     

压力容器壳体局部应力校核限制条件分析

介绍了HG/T 20582—2020 《钢制化工容器强度计算规范》、 JB 4732—1995 《钢制压力容器——分析设计标准（2005年确认）》、 ASME BPVC.Ⅷ-1—2021 “Rules for Construction of Pressure Vessels Division 1”及ASME BPVC.Ⅷ-2—2021“Rules for Construction of Pressure Vessels Division 2—Alternative Rules”中关于外载荷作用下压力容器壳体局部应力的校核条件，并结合材料的安全系数，举例对各标准中局部应力校核限制条件进行分析讨论。认为ASME规范中的局部应力校核条件合理，对HG/T20582—2020、 JB 4732—1995中局部应力校核限制范围提出了建议。     

插扣型快开盲板耦合应力分析

根据盲板结构及载荷特点,建立周期性边界备件力学模型,利用ANSYS有限元分析软件对结构进行热-应力耦合分析。在取得线性化应力分析结果的基础上,依据JB4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》,选取不同路径对插扣型快开盲板进行强度校核,结果表明强度满足要求。     

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     

采用实体模型的厚管板的有限元分析

应用ANSYS通用有限元分析软件,对某换热器建立了考虑管箱、部分壳体和换热管影响的管板有限元实体模型,进行了温度场分析,得出了管板上温度场的分布规律。同时按照JB4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》分析了管板在开工、正常操作和停工过程中可能出现的共计7种瞬态和稳态操作工况中的应力和变形状况,并进行了应力评定,找出了危险工况和该管板强度的控制因素。分析表明,有限元分析法是分析管板的有效方法,适用于各种管板特别是多管程或多壳程换热器管板的设计和结构优化。     

含裂纹锻造三通管有限元计算及安全评定

针对某直型锻造三通管长380 mm、深10 mm的表面裂纹经过打磨及补焊处理后仍无法完全排除其内部存在类似尺寸裂纹的情况,需进行应力分析及强度评定。为此,建立锻造三通管的三维模型,利用有限元计算软件ANSYS进行应力计算,得到了工作状态下其应力的分布状况,确定了结构的危险区域,用JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》规定的方法校核了该锻造三通管的强度,并应用GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》规定的方法,对其继续使用的安全性进行了评定,结果表明,该锻造三通管经过打磨及补焊处理后仍存在安全隐患。     

特殊结构柔性薄管板的工程计算方法

柔性薄管板是一种特殊结构的薄管板,国内外均采用有限元法进行设计计算。文章在论证一种安全替代计算模型的基础上,应用JB 4732附录Ⅰ"管壳式换热器管板的应力分析"方法,并运用一次结构法原理控制强度,得到与有限元分析极为接近的设计结果。文中还讨论了影响柔性薄管板强度的诸因素的合理设计。     

甲烷化废热锅炉管板温度场与应力分析

甲烷化废热锅炉入口温度高达620℃,管壳程温差较大,管板承受内压与温差载荷双重作用.设计中管程选用内部衬里的冷壁结构,管板选用带折边的柔性薄管板结构.由于柔性管板应力状态复杂且各工况不同,难以用常规方法进行设计.基于有限元分析软件ANSYS,以入口端管板及其相连部件为研究对象,并取1/4整体结构及1/2壳程长度进行建模,对其进行温度场分析,得出管板各部分的温度分布,然后综合考虑压力与温度载荷的作用,分4种工况对管板进行详细的应力分析.温度场分析结果表明,各部位的实际温度均低于设计温度,绝热系统布置符合设计要求;应力分析结果表明,管板结构尺寸合理,各载荷工况下管板危险截面的应力强度均满足JB 4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》（2005年确认）要求.     

高压焊接试验舱齿啮式卡箍锁紧结构有限元分析

分析设计是工程与力学结合的产物,也是高压容器设计方法和手段的更新.文章依据JB4732-95《钢制压力容器--分析设计标准》,运用ANSYS软件的接触单元数值模拟功能,来模拟高压焊接试验舱的齿啮合接触过程,建立符合实际接触状况的整体有限元模型,对齿啮式卡箍锁紧结构的封头齿形法兰、筒体齿形法兰及卡箍进行应力分析和校核,为非标结构的快开设备设计提供参考.     

塔设备大接管现场改造若干问题

从设计、焊接、热处理和耐压试验等方面对CO2汽提塔大接管改造中遇到的问题进行了探讨,改造接管部位最危险工况为内压＋重力载荷＋开孔面法线方向风载荷组合工况,此工况下大开孔和不规则补强应力校核满足JB4732—1995（（钢制压力容器——分析设计标准》要求。采用回火焊道技术并在焊接时采用专用夹具和优化的焊接顺序施焊,有效地降低了焊接残余应力。改造中严格执行改造工艺,在满足汽提塔结构强度和密封性的前提下免除了水压试验。改造后设备运行平稳,质量良好。     

非对称布管的挠性管板应力分析及结构优化

基于某公司的挠性管板预热器,以非对称布管的挠性管板为研究对象,运用有限元软件ANSYS对非对称布管的挠性管板进行多工况模拟,得出管板的各类应力水平及应力分布规律。根据JB 4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准(2005年确认)》对挠性管板进行应力校核,发现部分工况下管板应力评定不合格。对非对称布管的挠性管板提出了增加管板厚度和增设支撑筋板2种优化方案并进行了数值模拟。分析结果表明,增加支撑筋板可以有效降低管板各类应力,且安全裕度较大,对挠性管板的工程设计具有一定的指导意义。     

碟形封头的几何参数和应力分析

分析了GB150-1998《钢制压力容器》和JB／T4746-21302《钢制压力容器用封头》对碟形封头几何参数的规定,给出两大标准中过渡圆弧规定值和理论计算值的差值随公称直径的变化曲线,表明后者对参数的制定要比前者科学合理。并用有限元软件ANSYS对两大标准同一公称直径下的碟形封头作了应力分析,分析表明,同一公称直径下的碟形封头的规定值和计算值的应力分布几乎相同,从承载能力考虑,GB150—1998的碟形封头对参数的制定优于JB／T4746-2002对参数的制定。