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高温条件下容积式换热器热弹塑性蠕变分析

2021-9-2 17:46:46      点击:

 化工机械设计方案筹算鹄高溫前提条件下容积式换热器热弹塑性蠕变分析王清明节本构方程。采用有限元分析标值筹算方式,树破了人孔筒体筒体类容积式换热器壳体结构蠕变变形的筹算实体模型,并开展了标值效仿试验。根据试验分析,得出容器服现役时相关6个位置的偏移跟地应力,获得服现役十万h后容器筒节欠缺处的较大 蠕应变力为0 4013强调对重特大蠕变变形位置应留心关键监管。

  在冶金工业、石油化工设备、发电厂等许多 关键一部分中,高溫前提条件下运用的容积式换热器或,既要遭受高溫功效,又要遭受由于温度功效造成的内应力。在一定的前提条件下,容器会造成蠕变变形,一旦展现常见故障即很有可能引起重特大事情,因而这种容积式换热器自始至终是高溫构造管理体系中关键的监管目标。在运作过程中,由于外载、热变形跟蠕变的功效,随便造成很大变形,进而造成容器的地应力情况与设计方案时有很大区别,因此 对服现役容器开展应力应变曲线分析,有利于了解容器的地应力情况,对具体生产制造有领导干部含意1121.小编在热弹塑性蠕变分析数学分析模型的大部分,树破容积式换热器的有限元分析实体模型,并对其热弹塑性蠕变难题开展了模拟仿真分析筹算。此项科学研究为分析、筹算跟掌权容器或蠕变变形确立了基础。

  热弹塑性蠕变具体对处在高溫前提条件下工作中的构造,务必考虑到温度对材料行動跟构造回应的危害。伴随着温度的变动,材料参量如弹性模具、泊松比、妥协限等均会造成变动。材料的蠕变变形很有可能表明为温度T地应力a跟岁月的涵数,即其告白式为以根据材料试验分辨。

  对另外考虑到温度变形跟蠕变变形的状况,应自变量很有可能表明为温度应自变量可表明为TT刹时温度、原始温度。

  案例分析高溫容积式换热器蠕变变形的分析方式由于容器构造基础是一个以中线为轴的对称性构造。因而,可简化为中心对称体。实际筹算过程是将筹算获得的温度场跟承受力做为界限前提条件加在蠕变变形分析实体模型上,效仿获得容器的蠕变变形。

  容积式换热器为中心对称构造,现仅考虑到容器上边部分即人孔筒体筒节开展设计方案,有限元分析是多少何实体模型如所显示;筹算实体模型监控点散播如所显示。法兰盘的地脚螺栓力简单化为一个平衡力,F=82.109k.容积式换热器的材料为1CM1相对密度为7 800kg/rf畸型工作中温度为540 C,设计方案工作压力为

  13. 5CPa压力12.3MPa设计方案使用寿命为十万h弹性模具、泊松比、蠕变主要参数以及在室平跟高溫下的结构力学功能数据信息参考《容积式换热器材料运用指南碳素钢及碳素钢》及《高温高压管线的设计寿命跟料想技巧的研究》选中,实际数据信息如表1筹算实体模型监控点散播表1 10CMQ910的材料结构力学主要参数温度/V延展性GP量z泊松比妥协抗压强度/抗压强度/常温下表2 10CM910的塑性变形变形数据信息温度/V地应力/MPa塑性变形应变力常温下泊松比随温度的变动不大,很有可能设为时间常数。根据试验数据拟合,采用以下形势的蠕变公式计算蠕变变形岁月取名为十万h对该种类容积式换热器的蠕变变形开展有限元分析效仿筹算,获得容器蠕变轴向偏移开始跟完毕的数据信息如表3所显示。由表3很有可能看得出,考虑到高溫蠕变的危害,十万h后在部位4处造成了很大的蠕变变形,轴向变形量超出了mm较大 Mise地应力有一定的扩大,一样也出当时部位4相邻。

  表3原始跟十万h后容器部分部位蠕变变形及地应力容器部位相匹配连接点轴向偏移/从容积式换热器为名面部分部位的蠕变变形偏移趋势图很有可能看得出,蠕变变形量在十万h的岁月变动符合蠕变的楷模曲线图,而且蠕变变形早已进入了蠕变的第2个环节。

  从跟的轴向偏移散播云图很有可能看得出,在原始环节较大 变形出当时部位5相邻,自此蠕变逐渐造成,在十万h后,容积式换热器的较大 轴向变形为75mm出当时部位4相邻地区。

  1h轴向偏移散播云0万h轴向偏移散播云图由跟得知,在原始环节,还未造成蠕变效用,这时蠕应变力的数量级为10,在十万h后较大 蠕应变力为0.4013较大 蠕应变力出当时部位3跟部位4相邻。

  十万h等效电路蠕应变力散播云图根据所述分析結果,创造发明部位4相邻的地区变形比较重特大,这关键是容积式换热器在高内压功效下,材料结构力学功能随温度的上升逐渐变弱,且该点的容器壁厚较薄造成容器造成澎涨。不难看出,炉盖蠕变变形跟其温度场、内应力及其炉盖材料的蠕变功能紧密相关,容器所遭受的内应力水准跟温度的高矮对其蠕变变形有显著的危害。内应力越大,温度越高,相对的蠕变变形率也就越大,炉盖的蠕变变形越重特大。

  根据之上分析,很有可能获得下列观点:分析结果显示,以内压、热变形及蠕变综相互配合用下,容积式换热器中间存有重特大的蠕变变形,应留心关键监管。

  温度上升使容器地应力扩大,蠕变变形加重,因而应防止高温高压状况造成。

  高溫容积式换热器蠕变变形与许多 要素相关,根据树破高溫容积式换热器蠕变实体模型,采用有限元原理对容器设计方案使用寿命十万h内开展长岁月的效仿,觉得该方式能为其他种类的容积式换热器或的设计方案及检测提供分析根据。

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