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厚壁不銹鋼管有限模擬

厚壁不銹鋼管有限模擬   采用有限元模擬的方法,對厚壁316LN不銹鋼管焊接接頭中的焊接殘余應力進行研究,分析了焊道合并對模擬結果的影響,并采用X射線應力測試對模擬結果進行了驗證。結果表明:在考慮鋼管初始應力的條件下,模擬結果與實測結果吻合;軸向殘余拉應力主要出現與蓋面焊道毗鄰的鋼管外壁以及最后一道蓋面焊道下方,其中鋼管焊接在工裝上、受工裝拘束較大的管道一側,拉應力數值和范圍都較大;焊道合并簡化對殘余壓應力的分布和數值影響較大,對主要分布在蓋面焊道附近的殘余拉應力的影響較小;選擇合適的簡化模型可以在保證較高計算準確度的同時縮短計算耗時,可用于大型焊接結構殘余應力場的模擬。 根據油煤漿加氫工藝實際情況,討論H2、H2S對347不銹鋼管道的原材料、焊縫及熱影響區腐蝕破壞的機理。并結合煉油廠加氫裂化裝置關于不銹鋼管道施工技術,對管道采取窄焊縫、小電流、多層多道焊并采取特殊的穩定化熱處理的施工工藝,很好地滿足了特殊操作環境下對焊縫的防腐蝕要求,為煤化工加氫厚壁不銹鋼管道的施工積累了經驗。 S32205雙相不銹鋼綜合了鐵素體鋼和奧氏體鋼良好的塑性、韌性、耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕性能,具有較高的機械強度。但在大管徑、厚壁管S32205雙相不銹鋼管道焊接施工時,發現鐵素體含量普遍偏低,且厚壁管的壁厚越厚,鐵素體含量越低。針對具體工程,分析了影響鐵素體含量的要因,通過采取優化焊接工藝參數、控制焊接電流和焊接速度、強制冷卻、優選焊條等措施,減少了奧氏體組織的形成,避免了有害中間相的析出,使得焊道鐵素體質量分數由23%~26%提高到37%~42%,達到了改善焊道室溫脆性、韌性和耐腐蝕性的目的。 對甲醇一氧化碳變換管道焊縫裂紋進行宏觀和微觀分析,對裂紋內腐蝕產物進行X射線分析,認為SUS304厚壁不銹鋼管道在焊接過程中焊縫區域極易產生微裂紋、敏化等缺陷,這是厚壁不銹鋼管道發生應力腐蝕開裂的重要內因;高溫下含高水分、適量氧氣、微量氯離子的水煤氣介質是不銹鋼管道產生應力腐蝕開裂的重要外因;而由于溫差變動造成的熱應力是管件疲勞開裂的另一個重要外因。采用鉻鉬低合金鋼管道輸送高溫水煤氣是適宜有效的,但其耐均勻腐蝕性較差,生產過程中宜加強監測,以確保安全。

 

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