换热器管子-管板液压胀接的有限元模拟

采用ANSYS/CAE软件 ,对锅炉、换热器管子 管板的液压胀接过程进行了模拟。管子与管板孔之间采用面 面接触元以模拟相互之间的间隙及管子产生塑性变形并贴紧管板孔后对管板的作用。通过本文的模拟分析 ,可获得胀接时接头处的弹 塑性应力状态及卸除胀接压力后管子与管板之间的残余接触压力。值得注意的是此接触压力沿管板厚度方向分布是不均匀的 ;在管孔槽处会出现较高的数值 ;在管板内侧处 ,管子的过渡区会出现较大的残余拉应力     

双管板换热器的几种应用及评述

<正> 一、前言 换热器在石油化工及制药化工生产过程中应用极为广泛,根据不同用途和工况,其结构型式不尽相同,而使用较多的是管板式换热器。在这类换热器中管子与管板的连接方式和其结构形式是换热器设计制造的关键。在一般化工及制药化工生产中,常用的单管板换热器(例如管式换热器)。其管子管板的连接可采用焊接、胀接或焊胀并用等结构形式,并可达到连接处(焊缝或胀接面)具有足够的强度,以保证在运行情况下     

换热管与管板的常用连接方法

换热器中管子与管板的焊接直接影响换热器的制造和使用。连接强度和密封性能又直接关系到使用时间和是否泄漏。对常用的强度胀接、强度焊接和胀焊并用等3种方法进行了介绍。     

管壳式换热器管子与管板的贴胀

对管壳式换热器管子与管板的贴胀工艺进行了分析。通过试验的方法取得了贴胀胀管率的有效数据,确定了管子与管板贴胀时应该使用的胀管率。     

分离式双管板列管换热器的设计与制造

论述了双管板换热器材料选择、管板胀管槽等结构的设计、双管板检漏设计、最佳胀管压力计算等 ,以及双管板制造中内侧管子管板液压强度胀接、外侧管子管板强度焊接、双管板间空腔内和管子管板焊接接头气密性试验的要求     

换热器膨胀节角变形对换热管的影响

带有膨胀节的卧式固定管板换热器,由于膨胀节和管束受到弯矩作用产生角变形,使换热管拉伸或压缩应力进一步增加。对膨胀节产生角变形后使管子受力发生变化进行分析计算,并加上换热器操作时的管子应力,对管子和管板接头的拉脱力和管子的稳定性重新进行校核。     

预变形加载方式对预应力换热器性能的影响

通过建立由壳体、管板以及换热管等构成的固定管板换热器有限元分析模型,研究了不同的制造技术对预应力换热器性能的影响,探讨了给定温度场下,两种预变形加载方式对管板强度的影响,得到了管板与管子连接局部应力随预变形变化的规律。研究发现,两种制造技术得到的预应力换热器都能显著降低管子与管板连接局部的应力集中,而分段加载技术具有更强的适应性和经济性。     

管子与管板的液压胀接

为了防止管子与管板连接处的应力腐蚀裂纹,需要找到一种产生较低残余应力的连接方法。液压胀接就是一种可取的方法。本文介绍为确定这些残余应力而进行的实验和理论工作。我们最感兴趣的是管子的胀接部分与非胀接部分之间的过渡区域。所用的测量技术是X光衍射试验、应力腐蚀裂纹试验和应变测量。应用了有限元分析。此外,对这种连接方式的拉力强度、长度变化等等也进行了研究。     

液袋式液压胀接技术在制造换热器实践中的应用

介绍了近几年来发展较快的换热器管子与管板连接的液压胀接技术,重点说明了影响胀接接头连接性能的几个相关因素及胀接压力的计算。     

谈“液压胀接”工艺的应用

本文通过对管壳式换热器在制作过程中所提到的管子与管板之间进行"强度焊+贴胀"的技术要求,考虑到管子数量、管板厚度以及施工工期,选用了液压胀接工艺。在保证质量的同时,大大缩短了工作时间。     

管壳式换热器管子与管板连接的质量控制

介绍了管壳式换热器管子与管板连接的质量控制,其中包括管板、管子的质量控制,管子与管板连接方式和检验等。     

列管式换热器管子与管板连接方式

简要介绍了胀接法和熔焊法两种常用连接方式 ,并分析了其优缺点。重点介绍了爆炸焊接的优越性及其在换热器制造、安装与检修中管子与管板连接的应用     

绕管式换热器管板的有限元应力分析与结构优化

绕管式换热器广泛应用于大型天然气液化装置,而管板是绕管式换热器的重要组成部件。由于管板处于管程、壳程交界处且布有密集的孔洞,降低了结构强度,使其成为LNG绕管式换热器的相对薄弱部位。利用Ansys有限元计算软件,对LNG绕管式换热器管板及其相连的管箱、换热器壳体进行整体建模和多工况下的有限元应力分析,并根据JB4732-1995进行强度校核。计算结果显示,换热器壳体对管箱短节部分的应力有较大影响;实例中换热器外壳的拉伸作用导致短节内侧局部薄膜应力过大,超出许用强度。增加短节厚度可以有效提高管箱强度;通过将原短节厚度由45 mm增加到57.5 mm,解决了局部薄膜应力过大的问题。     

列管式换热器的薄管板计算(译文)

刚性结构列管式换热器的管板是块相当厚的多孔板,它同换热器壳体的联接采用不可拆(焊接)联接。为同换热器封头联接,管板周边做成法兰面。在管板中管子采用胀接或先胀后焊的固定联接。这种结构具有一系列缺点,在胀接或焊接管子时会引起管板相对其法兰面发生翘曲,以致在制造和检修时给换热器的装配带来困难,并降低了法兰联接密封面的质量。制造管板过程的劳动量很大,特别是钻孔工序。换热器管同管板联接处的缝隙是缝隙腐蚀的潜     

焊接对管头与管板间的胀接连接的影响的讨论

为换热器制造开发高质量的换热管与管板的连接技术,利用ANSYS有限元分析软件模拟分析换热管与管板间的连接形式。采用胀焊结合的连接形式时,焊接产生的热应力和胀接产生的残余接触应力之间互有影响。胀接分析过程中根据材料的力学、物理性能,引入材料的几何非线性和接触非线性理论分析[1],采用多线性随动强化准则,计算胀管压力卸除后换热管与管板之间的残余接触应力,得出最高效、最合适的胀接压力。焊接分析过程中利用ANSYS软件进行模拟计算,采用单元生成技术,得出强度焊产生的热应力的影响范围。本方法为换热管与管板接头的结构设计和工艺参数优选提供了理论依据。     

制冷用换热器低温胀接应力的模拟计算分析

胀接接头的设计选用设计换热器管与管板的连接结构,视材料、压力、工况条件不同,通常设计可选用:胀接、焊接、先焊后胀或先胀后焊等连接方法。我厂过去曾对有色金属管和复合管板采用钎焊连接和碳钢管板与铝管采用专门配方的粘接工艺等连接方法。一般制冷压力容器换热器,当管与管板同为黑色金属时,可选用焊接连接。管为有色金属,管板为黑色金属时,均采用胀管连接结构。     

炉管胀接技术的研究与应用

炉管胀接技术广泛应用于中、低压锅炉以及换热设备的制造安装。胀接技术的原理主要是利用管口扩胀后管端的塑性变形、管板的弹性变形所产生的挤压应力使管端和管板啮合 ,来达到密封的效果。就锅炉炉管与锅筒的连接方式而言 ,有胀接和焊接两种。胀接连接与焊接连接相比 ,具有以下的优点 :①胀接产生的应力比焊接产生的残余应力的危险性要小得多。②在锅炉运行过程中 ,胀接对上下锅筒及整个炉管系统所产生的膨胀补偿作用比焊接要好得多。③胀接连接对锅炉的缺水事故敏感度高 ,能提高锅炉的安全性。④胀接连接时 ,炉管损坏易于更换、方便快捷。…     

管壳式换热器管子与管板接头的质量控制

从管子与管板的质量控制、管子与管板的连接方式及检验等几个方面 ,介绍了管壳式换热器管子与管板接头的质量控制方法。     

核电站热交换器启动工况下热冲击温差及系统控制要求的确定方法

建立了确定核电站换热器冷/热启动工况下防止管子管板连接接头热冲击失效的许用温差的有效分析方法,同时针对某核电站换热器,建立了下部管板-管束-腔室结构模型,利用ABAQUS有限元分析软件对启动工况下多种冲击温差进行了瞬态热冲击分析,得到管子管板连接接头的冲击热应力及相应的疲劳损伤因子,从而拟合了热冲击下管子管板连接接头的疲劳损伤趋势,对系统设计和控制提出了冲击温差及启动次数的限制要求,从而避免管子管板连接接头在热冲击工况下由于过大的热变形或热疲劳损伤导致的密封失效甚至破损。     

双管板换热器胀接试验研究

对于双管板换热器,其换热管和内管板的连接只能采用胀接连接结构形式,胀接质量的优劣决定换热器制造的成败。通过胀接试验确定合适的胀接工艺,是保证双管板换热器制造质量的技术关键点。