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厚壁不锈钢管有限模拟

厚壁不锈钢管有限模拟   采用有限元模拟的方法,对厚壁316LN不锈钢管焊接接头中的焊接残余应力进行研究,分析了焊道合并对模拟结果的影响,并采用X射线应力测试对模拟结果进行了验证。结果表明:在考虑钢管初始应力的条件下,模拟结果与实测结果吻合;轴向残余拉应力主要出现与盖面焊道毗邻的钢管外壁以及最后一道盖面焊道下方,其中钢管焊接在工装上、受工装拘束较大的管道一侧,拉应力数值和范围都较大;焊道合并简化对残余压应力的分布和数值影响较大,对主要分布在盖面焊道附近的残余拉应力的影响较小;选择合适的简化模型可以在保证较高计算准确度的同时缩短计算耗时,可用于大型焊接结构残余应力场的模拟。 根据油煤浆加氢工艺实际情况,讨论H2、H2S对347不锈钢管道的原材料、焊缝及热影响区腐蚀破坏的机理。并结合炼油厂加氢裂化装置关于不锈钢管道施工技术,对管道采取窄焊缝、小电流、多层多道焊并采取特殊的稳定化热处理的施工工艺,很好地满足了特殊操作环境下对焊缝的防腐蚀要求,为煤化工加氢厚壁不锈钢管道的施工积累了经验。 S32205双相不锈钢综合了铁素体钢和奥氏体钢良好的塑性、韧性、耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀性能,具有较高的机械强度。但在大管径、厚壁管S32205双相不锈钢管道焊接施工时,发现铁素体含量普遍偏低,且厚壁管的壁厚越厚,铁素体含量越低。针对具体工程,分析了影响铁素体含量的要因,通过采取优化焊接工艺参数、控制焊接电流和焊接速度、强制冷却、优选焊条等措施,减少了奥氏体组织的形成,避免了有害中间相的析出,使得焊道铁素体质量分数由23%~26%提高到37%~42%,达到了改善焊道室温脆性、韧性和耐腐蚀性的目的。 对甲醇一氧化碳变换管道焊缝裂纹进行宏观和微观分析,对裂纹内腐蚀产物进行X射线分析,认为SUS304厚壁不锈钢管道在焊接过程中焊缝区域极易产生微裂纹、敏化等缺陷,这是厚壁不锈钢管道发生应力腐蚀开裂的重要内因;高温下含高水分、适量氧气、微量氯离子的水煤气介质是不锈钢管道产生应力腐蚀开裂的重要外因;而由于温差变动造成的热应力是管件疲劳开裂的另一个重要外因。采用铬钼低合金钢管道输送高温水煤气是适宜有效的,但其耐均匀腐蚀性较差,生产过程中宜加强监测,以确保安全。

 

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