合成氨二段转化废热锅炉失效研究_图文

1、四川大学硕士学位论文合成氨二段转化废热锅炉失效研究姓名:周召贵申请学位级别:硕士专业:化学工程指导教师:黄卫星;韦俊林20031101 第章绪论 图16100E8管板失效照片 第二:章疲劳裂纹扩展分析发麻力有限元计算定(焊接在管板上,那么列管的膨胀将受到焊缝和管板的约束,从而对焊缝和管板施加作川力,在焊缝和管板卜-造成额外的廊力场,其影响可以很大,可以将管板明显顶起。 图3一】100E8列管与管板角焊缝示意图(2列管与管板角焊缝焊接应力有限元模拟计算为便于分析,将图31中的中心列管称为中心管,其他列管称为周边管,不失散性,这里分析在周边管已焊接完成的条件下焊接中心管时,在焊缝医和管板上造成的焊

2、接应力。为方便起见,材料参数从文献10l选取。15CrMo 和100E8使用的ASME SA387Gr.“c1.2管板两种材料化学成分见表3一l和力学性能见表32,热处理规范和会相组织(铁素体+珠光体相似,也就是说15CrMo足同ASME SA387GLll C1.2相当的国产材料,计算时作为一种材料处理,材料参数使用15CrMo的材料参数,见表33。 第:章疲劳裂纹打胜分析及麻力有限元计箅(1|于对称性,垂直于x轴的而在x轴方向的位移为UX=O(2垂直于Y轴的而在Y轴方向的位移为UY=O, 图32ioo E8有限元计算模型 图33100E8单元划分情况2 第一章疲劳裂纹扩展分析搜应力有限元计

3、算 图35100E8管板列管焊接区残余应力O.图 图36100E8管板(图中上表面是气侧焊接残余应力o t图叫川大学I.榉碗.学位论文 图37100E8管板(固中上表面是气侧焊接残余应力o,图 图38100E8管板(图中上表面是水侧焊接残余应力o,图24 朋川大学卜裎碗j学位论文根据文献【11】,通过管板声发射检测确定了管板列管焊接接头裂纹扩展临界压力,下面通过有限元法计算管板应力分布情况,然后使用计算所得廊力,采用断裂力学方法计算在临界压力卜l管板与列管焊接接头卜可能的I临界裂纹尺寸与形式。3_3.1100E8有限元模型与边界条件为了获得管板与列管焊接接头部位的成力分布,必须对全长列管、壳、

4、管板和部分管箱进行三维有限元计算。rq以认为进口端管板和出口端管板对称分布在废热锅炉两端,又山于列管存管板卜分布的对称性,实际计算模型相当i 100E8列管与管板的1/8,见图39,图39中共有107只列管(长2475mm。对图39模型划分单元,共需1,050,000以上的单元,管板单元划分情况见图310。由于单元数量巨大,尤法同时对整个模型进行计算,所以使削了substructures(单元组技术,即将每几只(通常足1、2、3只列管划分成1个单元组,分别对对每个单元组进行有限元计算,讨。算在载荷条件下单元组对外鼎管皈1的办裂朝4。对荦元组悸簖:肄再,囊引剪管板,在计掌蹬板的勤分布时,将所有单元组对管板的力学影响考虑进来,最后获得管板的应力分布。 图39100E8有限元模型第i搴疲劳裂纹扩旌分析及胁力订胜元训算 图3一10100E8管板有限元单元划分图计算时使用如下边界条件:(1阁39中平行j二管板表面且离管板表面最远的列管、旁路管、