压力容器焊缝疲劳应力概率分布研究

疲劳应力监测是针对含缺陷压力容器进行结构健康监测和安全评估的重要手段。基于焊缝疲劳应力监测数据和其概率密度函数,可以详细了解压力容器的实际运营状况和准确评估结构剩余寿命。本文以直角光纤光栅(FBG)传感器对环焊缝结构应力时程监测数据为基础,分析研究疲劳裂纹热点区在随机载荷作用下的疲劳载荷谱特征。首先,基于三向应力监测数据样本计算其等效应力时程;然后采用雨流计数法处理等效应力时程,输出整个历程中各次应力循环的均值和幅值;最后,拟合均值和幅值的概率分布函数,并进行概率密度函数的参数估计和检验。研究结果表明:压力容器焊缝疲劳等效应力谱的均值循环次数呈正态分布,幅值循环次数呈Weibull分布。     

压力容器角焊缝应力分析方法研究

以立式压力容器为例,研究了支座垫板与承压壳体间角焊缝的应力分析和疲劳评定的计算方法。建立了一体模型和接触对连接模型,发现最大应力发生在角焊缝与封头外表面连接点上,断裂位于非承压部件上并沿着焊缝宽度方向扩展。在疲劳评定时,将两种建模方法的计算结果与JB 4732中规定的角焊缝疲劳减弱系数法的计算结果进行对比,发现这两种计算结果几乎一致,而JB 4732规定的方法更偏于保守。故可以采用较简便的一体模型方法。     

钛制压力容器的焊缝应力研究

通过试验证明钛容器的破坏都是从焊缝开始的,其焊缝应力以离焊根５～１０ｍｍ处最大,达到了筒体按双向强化计算值２．２８～３．５１倍,并在此基础上提出了加强钛容器焊缝强度研究和如何降低焊缝应力峰值研究的新课题     

基于ANSYS/FE-SAFE分析的当量结构应力法焊缝疲劳评定

介绍了ASMEⅧ-2中所采纳的当量结构应力法进行焊缝疲劳评定的原理,并以某回流罐为工程实例,使用有限元分析软件ANSYS/FE-SAFE对回流罐上手孔与罐体之间的焊缝疲劳寿命进行分析,同时考察了网格大小、单元类型以及填角焊缝的影响。结果发现,基于当量结构应力法进行焊缝疲劳评定得到的疲劳寿命对网格密度不敏感,受单元类型的影响很小;填角焊缝的存在有利于提高焊缝的疲劳寿命。     

防止奥氏体不锈钢焊缝热影响区应力腐蚀破裂的对策

18-8铬镍奥氏体不锈钢管道焊接接头,产生应力腐蚀破裂的事例,在高温含氧水界质设备上已屡见不鲜。大量的研究结果证明:奥氏体不锈钢产生应力腐蚀破裂是由于材料的敏化;屈服点以上的抗张强度;高温水中溶解氧量三者的叠加作用所致。可用图1表示之。根据奥氏体不锈钢应力腐蚀裂纹产生的三要素,要防止应力腐蚀破裂发生,就要想法缩小、消除三     

焊缝返修引起残余应力变化的研究

经焊接加工制成的压力容器或化工设备,在制造过程中不可避免地要产生残余应力。此应力对构件的静载荷承受能力看不出明显影响,但对焊接接头的疲劳承载能力的影响是明显的。特别是在腐蚀性介质中极大地降低了构件抗应力腐蚀开裂的能力。在焊接接头产生了焊接缺陷进行返修时,由于构件的刚性很大,焊缝返修是在很大的外约束条件下进行,其结果是在返修部位造成了更大的、分布更加复杂的残余应力。     

容器焊缝错边残余应力与载荷应力的测定研究

本文对焊接容器错边和不错边的焊接接头进行了电测法的残余应力测试，确定了焊接残余应力的大小及方向，并在加载的条件下，对各焊接接头测点进行了综合应力测试，并给出了受载条件下的应力分布。     

加氢反应器接管焊缝疲劳裂纹的扩展研究

对 2 .2 5Cr1Mo钢在室温和 42 0℃下的疲劳裂纹扩展速率进行了测试和分析 ,得到了两种温度下的疲劳裂纹扩展规律 ,并根据测试结果对一台加氢反应器接管连接焊缝裂纹的疲劳扩展进行了计算和安全评估 ,为该反应器的安全使用提供了理论依据。     

油罐底板焊缝应力腐蚀开裂行为

通过对我国某国家石油储备基地的10万m3原油储罐SPV490Q钢焊缝在实际服役介质中应力腐蚀试验,并结合断口形貌分析以及能谱分析等手段,对大型原油储罐底板焊缝应力腐蚀开裂行为进行研究。试验与理论分析结果表明:SPV490Q焊缝在罐底水中会发生应力腐蚀开裂,其在服役环境下临界应力强度因子KISCC=38.61 MPam,应力腐蚀裂纹扩展速率为:da/dt=1.25×10-9m/s;氯离子的存在是导致SPV490Q钢焊缝在含氯高硫低的罐底水中的应力腐蚀的主要因素;罐底沉积水中溶解的氧也是促使致SPV490Q钢焊缝裂纹扩展的因素之一,在裂纹尖端,阴极发生吸氧腐蚀,容易形成Fe(OH)2,Fe(OH)3等腐蚀产物。     

地下储气井应力测试与疲劳试验研究

基于国内首次专门建造的地下储气井进行全面安全性能测试、数据分析研究的成果,介绍了该试验的方法和过程,在固井前后进行试验测试和数据采集。固井前,对储气井外壁进行应力测试;固井后,对水泥固井质量进行检测,对地下储气井外壁进行应力测试和井筒疲劳试验。对比发现:固井后的井筒应力小于固井前的应力,最大使固井后井筒轴向应力较固井前降低42%,井筒环向应力降低11%。试验井通过30 000次压力循环,未发生疲劳失效。试验验证了储气井的安全性和可靠性,对储气井安全技术规范、设计和建造标准的制定提供了可靠的试验数据和依据。     

注塑模具型腔壁面疲劳应力开裂的研究

研究具有局部凹陷结构的板状制品注塑模具型腔的熔体充模过程，得出导致型腔壁面疲劳应力开裂的型芯凸块侧推力计算公式。指出采用合理的成型工艺条件、提高模具材料性能和模具的热处理质量等措施只能起到阻缓此类注塑模具型腔壁面疲劳应力开裂产生的作用，而具有局部凹陷结构的板状制品注塑模具型腔壁面疲劳应力开裂的根本解决措施是合理选择进料口位置，或注塑制品结构尽量避免采用具有局部凹陷的结构形式。     

热油管道焊缝热影响区金属腐蚀行为研究

由于焊接工艺的影响,焊缝形成的一系列非均匀连续变化的热影响区,是管线钢最为薄弱的组织环节.相对于母材来说,X70钢的热影响区为粗大的针状及块状铁素体+粒状贝氏体及少量珠光体形态,强度和耐蚀性较弱.因此通过Gleeble 3500热/力模拟试验机的两次热循环模拟高强钢焊缝的热影响区,以胜利原油为实验介质,通过浸泡实验和腐...     

接头区应力分析

美国大湖炭素公司把电极柱接头区划分成4000余个单元,对接头区在高温下的应力状态,用有限元法进行了模拟解算。本文对这一工作做了比较详细的介绍,同时指出:接头区应力分析是电极制造工艺中的一件大事,对此提出了一些看法和设想。首先对吉炭利用普通大庆石油焦研制成功高功率电极,给予高度的评价。同时认为:采用凸凹连接法,再加上高压浸渍或内串石墨化等技术,用普通石油焦不仅可以制造出高功率电极,也有可能制造出超高功率电极。最后建议炭素行业联合起来搞一个接头区应力解答系统。     

薄壁球壳焊缝的应力与应变

依据球壳轴对称弯曲理论,导出了球壳赤道圆上对接焊缝残余应力和变形的定量解答。讨论了几何尺寸 (R、t)及焊接因素(σ0,b)对残余应力与变形的影响。     

压力管道焊缝残余应力的优化分析

采用ANSYS耦合单元对压力管道焊缝残余应力进行了优化分析,得到了预热和焊接速度对焊缝残余应力的大小和分布的影响:对试件进行预热可以降低焊接残余应力;较快的焊接速度也可以降低焊接残余应力。该优化分析为进行实际焊接过程提供了指导,为焊接前节省了大量实验时间。实际焊接过程中也验证了计算机模拟的结果和最后焊接后实测的结果比较一致。     

干燥器裙座区应力与疲劳分析

干燥器的工作环境决定了其受热载荷和机械载荷的共同影响,裙座区由于其结构和位置受影响最为严重,同时在交变载荷的作用下,容易出现疲劳失效。运用 ANSYS 软件进行干燥器裙座区的综合应力分析与疲劳分析计算,得到较合理的安全评定结果。     

容器斜接管区应力状态的研究

以直径６００ｍｍ、具有两个斜接管的容器为模型，进行了内压作用下的应力测试，并用高精度壳单元的柱壳相贯程序进行了详细计算，得到了容器斜接管区的应力分布规律。同时，从实验数据和ＳＡＰ程序的计算对比中验证了柱壳相贯程序，可用于工程计算     

容器斜这区应力状态的研究

以直径６００ｍｍ、具有两个斜接管的容器为模型，进行了内压作用下的应力测试，并用高精度壳单元的柱壳相同程序进行了详细计算，得到了容器斜接管区的应力分析规律。同时，从实验数据和ＳＡＰ程序的计算对比中验证了柱壳相贯程序，可用于工程计算。