工业纯钛TA2非概率失效评定曲线研究

基于中心复合实验设计方法,对材料性能、裂纹尺寸、操作压力等不确定参数对失效评定曲线的影响水平作了定性分析;同时利用参数敏感性分析方法,对上述不确定性参数对失效评定曲线的影响进行了定量分析。结果表明,定性和定量分析具有一致性。基于EPRI工程计算方法,利用概率理论建立了TA2材料的概率失效评定曲线(Probabilistic Failure Assessment Curve,PFAC);利用区间分析理论,建立了TA2材料的非概率失效评定曲线(Non-probabilistic Failure Assessment Curve,NPFAC),对比PFAC和NPFAC发现利用NPFAC进行缺陷失效评定是有效可行的。     

热处理对锆-钛-钢复合板力学性能及显微组织的影响

为了获得更好的锆-钛-钢复合板的综合性能,研究了热处理对锆-钛-钢复合板的影响。通过对锆-钛-钢界面的剪切强度试验分析,发现剪切强度随热处理温度的降低而减小。垂直于波纹方向的抗剪强度高于平行于波纹方向的抗剪强度。基于正交试验和方法分析,热处理因素对剪切强度和粘接强度的影响主次关系是:保温温度>保温时间>温度变化率。剪切试验的断口形貌为局部脆性断裂的韧性断裂。通过对力学性能、界面组织和显微硬度的分析,500℃,2 h,60℃/h;540℃,1 h,60℃/h的热处理均为合适的热处理工艺。随着保温温度的升高,晶粒变粗,界面富集元素富集区和扩散区,形成脆性金属间化合物Fe Ti。界面的显微硬度随热处理温度的升高而降低。     

乙烯裂解炉炉管失效FTA及改进方法

由于乙烯裂解炉的失效主要发生在炉管上,依据故障树理论构建了乙烯裂解炉炉管失效故障树模型,找出导致裂解炉炉管失效的基本事件,采用最小割集算法算出基本事件的结构重要度,找出了解炉管失效的主要原因,并对炉管出现的问题提出了建议和改进方法。     

延迟焦化装置焦炭塔安全评估与剩余寿命预测方法

延迟焦化装置中的焦炭塔长期受到温差和机械载荷的共同作用,在这些交变载荷的作用下,焦炭塔体中部易产生鼓胀变形,裙座角焊缝也容易萌生裂纹。因此,如何评估焦炭塔的安全性,并对其疲劳寿命进行预测一直是工程界和学术界的研究难点。运用有限元技术,针对焦炭塔容易产生失效的两个部位,分别位于塔体中部鼓胀位置和塔体下部裙座焊接接头位置进行风险评估,得到整个周期内焦炭塔出现最大应力的危险时间点,再运用ASME VIII-2中相关技术校核危险部位的安定性,最后运用Manson-Coffin公式和S-N曲线方法分别预测焦炭塔的剩余寿命。方法的建立为炼油装置中类似设备的风险评估和寿命预测工作提供了技术支撑。     

管道对接间断焊与连续焊的有限元分析

应用大型有限元分析软件ABAQUS,对工业管道间断焊与连续焊的温度场和残余应力场进行数值模拟.考虑材料的物理性能随温度的变化以及外界环境对焊接构件温度场的影响,采用热振幅曲线加载方法模拟焊接热源的移动,运用单元生死技术实现管道多道焊的模拟.将两种焊接工艺得到的温度场和残余应力场进行比较.结果表明,间断焊可以降低焊接时的温度,而采用连续焊可以获得较小的轴向残余应力,间断焊和连续焊的环向应力对管道的影响不大.另外对起焊点处的温度场和残余应力场也做了详细的分析,起焊点内壁处的轴向残余应力较大.     

Experiment, Finite Element Analysis and EPRI Solution for J-integral of Commercially Pure Titanium

通过断裂实验、二维有限元分析(2-D FEA)、三维有限元分析(3-D)以及EPRI解等4种方法获得了工业纯钛(CP Ti)紧凑拉伸试验(CT)的J积分。结果表明,EPRI解获得的J积分与2-D FEA结果吻合,但是它们明显低于实验结果,而3-D FEA获得的J积分更接近于实验值。为了提高J积分的估算精度,提出了基于3-D FEA改进的EPRI解,并用实验结果进行了验证。此外,将由原EPRI解和改进的EPRI解获得的J积分建立的CP Ti失效评定曲线(FAC)与实验结果进行比较,发现EPRI解的改进不仅提高了J积分的估算精度,而且提高了FAC的可靠性。     

工业纯钛TA2失效评定曲线研究

分析了工业纯钛TA2的拉伸力学性能,按照多段幂次方法处理得到材料的特征参数值,分别基于整体和塑性二段EPRI方法建立失效评定图,用断裂试验验证了基于EPRI建立失效评定曲线的有效性,并与标准规范中的通用评定曲线进行比较。结果表明:对于工业纯钛TA2,各评定标准的通用曲线是偏于保守的,本工作的研究成果有望更准确的用于含缺陷钛制承压设备的安全评定。     

管道对接间断焊三维有限元模拟

应用大型有限元分析软件ABAQUS对工业管道的焊接接头进行温度场和残余应力场的数值模拟。选用三维实体单元,考虑材料物理性能随温度的变化以及外界环境对焊接构件对流和辐射散热的影响,采用热振幅曲线加载方法模拟焊接热源的移动,运用单元生死和激活技术实现管道多道焊的模拟。获得了焊接接头温度场和残余应力场的分布规律,并对结果进行了分析和讨论。     

高温构件最优预防维修策略及维修周期

高温构件的寿命预测和预防维修一直是众所关注的问题。用高温构件寿命的概率计算方法 ,得到了高温构件寿命与可靠性的关系 ,为高温构件的预防维修策略提供了依据。将预防维修理论用于高温构件最优预防维修策略及维修周期的研究 ,解决了高温构件在定期预防维修和定期计划维修方针下 ,按费用最低原则确定最优预防维修周期的问题 ,提出定期预防维修适宜于高温构件的预防维修。     

氢压机螺栓断裂分析及疲劳强度核算

对某压缩机机组箱体与中体的联结螺栓进行受力分析，找出了螺栓疲劳断裂的根本原因。螺栓的疲劳强度校核说明：螺栓远远不能满足疲劳强度要求。从螺栓的实际运行寿命看，螺栓的名义应力幅计算值与实际情况相符合。