膨胀节失效分析与改进

膨胀节失效分析与改进
膨胀节又是一个比较特殊的受力结构,在使用中要求它既要有高的承压能力,又要有良好的柔性,这本身就是相对矛盾,此外,它还应具备一定的稳定性和疲劳寿命。因此,膨胀节的设计、选材、制造、试验等不同于一般的压力容器和管件等刚性结构件,而有其本身的独特性和复杂性,它的设计必须遵循一定的规范和标准。同时要求,凡设计、选用、制造、安装膨胀节的人员,都应当了解和掌握有关膨胀节的基础知识,以便在工程中更好的应用它。mp3复读机
瘦肉精检测卡标签: 膨胀节; 分析;改进;金属疲劳
一.概述:空冷属于换热设备。空冷在使用服役中,由于各种原因可能发生这样或那样的损坏和损伤,使之不能保证设备的安全运行;有时由于使用条件的变更需要对设备进行局部改造。如果一旦如此,就更换设备,重新制造一台空冷,势必会造成极大的浪费。有时是运行条件所不允许的。为此,对于可以进行修理和改造,在保证设备安全运行的前提下,进行局部修理和改造还是有相当现实意义的。空冷入口管线采用竖管结构,工艺作用十分重要。空冷由于管程入口温度高,管程入口管段设置了一个波形补偿器。波形补偿器(又称波形膨胀节)是现代受热管网和设备进行热补偿的关键部件之一,除了位移补偿作用之外,还同时兼
有减振降噪和密封的功能。膨胀节之所以受到工程人员的特别关注,主要是它的应用日趋广泛,航空航天、石化、化工、水利、电力、冶金和原子能等工业部门都要用到它,就是在机车、船舶等交通部门乃至高层建筑、民用大楼也少不了它。膨胀节又是一个比较特殊的受力结构,在使用中要求它既要有高的承压能力,又要有良好的柔性,这本身就是相对矛盾,此外,它还应具备一定的稳定性和疲劳寿命。
二.国内外研究现状
巡线机器人膨胀节的研究需要标准来进行产品设计和产品质量控制,我国五六十年代时期在石化、电力、冶金、造船、宇航等行业已有了不完整的膨胀节标准,大多是引用国外的标准,且大部分为原苏联的标准。到了80年代,我国参照国外先进工业国家的标准,根据我国国情也陆续制订了一大批自己的标准。
国内膨胀节常用标准有:GB/T 12777 《金属波纹管膨胀节通用技术条件》;GB/T 16749 《压力容器波形膨胀节》;GB/T 12522 《不锈钢波形膨胀节》(主要为船用);JB 2388 《金属波纹管》;JB/T 6169 《金属波纹管》;JB/T 6171 《多层金属波纹膨胀节》;GB/T 12777 《金属波纹管膨胀节通用技术条件》中,对各种形式膨胀节术语、定义的表阻焊油墨
达包括:结构、主要位移形式、受力约束件功能、用途等内容;规定的产品分类按产品形式和规格两种技术特性划分;设计部分包括波纹管和结构件的设计;另外对选材、制造、检验与实验方法也有详细的规定。GB/T 16749-97 《压力容器波形膨胀节》是在GB 150-89 《钢制压力容器附录E,U形膨脹节计算》和JB1121-83 《波形膨胀节》标准的基础上,结合压力容器和化工机械与设备行业的特点,参照美国EJMA等国外标准和国内相关标准,并吸收国内近几年膨胀节科研、制造与检验技术以及设计、制造、质量控制等方面的成果与实践,经修改、补充而形成的,是较为完整的综合产品标准。该标准规定了金属波纹管膨胀节的设计、制造、检验、验收、贮存、安装及基本参数与尺寸等。
婴儿印泥三.膨胀节失效分析
3.1波纹管膨胀节作为一种管道补偿元件,在石油、机械工程、压力传感、刚度补偿等领域被广泛地应用。其作用是在管网中的设备与管路、设备与设备之间的连接中起补偿作用。波纹膨胀节以它的轴向伸缩或角度变化来补偿管路系统或设备因温差造成的位移。波纹膨胀节的核心元件--波纹管是柔性的,承受管内介质压力产生的波纹管压力推力、管线和介质的重量、流体冲击力、补偿冷热应力,为设备的安全运行提供有力的保障。
3.2膨胀节的主要性能指标有补偿量、轴向刚度、耐压强度、稳定性及疲劳寿命等,而这些性能指标在不同工作环境所表现的重要程度是不同的。在一般情况下,波纹管的设计主要是以补偿能力为主要控制因素。一般,空冷入口管上波纹管的应力为,由内压引起的应力和由筒体与管子的温度差使筒体轴向产生伸缩位移而引起的应力。这两种应力可分为轴向应力(又称经向应力)和环向应力(又称周向应力)。对固定空冷入口管上的膨胀节,一般要求轴向刚度尽可能小。
3.3波纹管膨胀节失效主要有:强度破坏、失稳破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏、高温蠕变破坏等。塔顶回流产物经空冷冷却,空冷入口管线采用竖管结构,工艺作用十分重要。该空冷由于管程入口温度较高,最高操作温度是:管程进口/出口为200/45。为了吸收并消除入口高温热应力产生的热位移,在空冷入口管线上设置了一个波形补偿器。在管程入口管线膨胀节实际形成自由端,当塔和空冷入口管线升温后,该竖管在塔升温后上升,管线受热膨胀后出现轴向偏离。在停工时检查发现空冷入口膨胀节损坏。装置开工时,由于物料不断加热升温,管线上膨胀节为自由端,温差应力使接管、膨胀节整体向自由端位移,也存在膨胀节由于受热发生弹性变形,当变形超过比例极限或弹性极限后,即产生塑性变形;当由开工转入停工阶段,膨胀节发生塑性变形不能完全恢复到初始状态,使膨胀节内部产
生拉应力,这时膨胀节很可能已处于塑性变形阶段。随着停工的时间间隔,产生的拉应力由于时效关系几乎消失殆尽。再次开停工时仍然出现上述变形,这样频繁开停工造成膨胀节完全被拉伸。膨胀节可能已发生局部疲劳损伤,再经过后续开停工交变载荷的作用,这样膨胀节受到拉、压应力,超过膨胀节材料的强度极限,引起塑性和疲劳破裂。另外膨胀节结构、型号不当,造成膨胀节发生扭转、弯曲变形,受拉伸、扭转、弯曲载荷的作用,膨胀节所受应力超过失稳许用应力,膨胀节失稳弯曲,这种偏拉伸,偏压缩更加重了膨胀节破裂的可能性。
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