换热器筒体轴向总应力校核方法的一点改进

1

作者 孙志刚 杨湖 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第4期19-24,共6页

筒体与管板连接处存在局部高应力,但GB/T 151—2014和JB 4732—1995(2005年确认)中的管板设计方法均不要求校核此处筒体轴向总应力。一个重要原因是解析方法无法考虑管板与筒体连接处的过渡圆弧,导致轴向弯曲应力解析解较有限元解过于... 筒体与管板连接处存在局部高应力,但GB/T 151—2014和JB 4732—1995(2005年确认)中的管板设计方法均不要求校核此处筒体轴向总应力。一个重要原因是解析方法无法考虑管板与筒体连接处的过渡圆弧,导致轴向弯曲应力解析解较有限元解过于保守。圆弧过渡结构的最危险位置通常接近圆弧边缘处,而非筒体端部,文章提出考虑边缘载荷衰减,以降低解析解保守性,并进行了算例研究与验证,相关结论可以为此类结构设计提供一定参考。 展开更多

关键词 管板 轴向弯曲应力 解析解 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于ANSYS Workbench的换热器管板有限元分析 被引量：9

2

作者 孙志刚 杨湖 杨建良 《化工设备与管道》 CAS 2019年第1期14-16,51,共4页

换热器简化模型建模需要解决换热管实体-梁单元耦合问题,通常采用ANSYS APDL,需要命令流编写,过程复杂。利用ANSYS Workbench中的Name Selection和Object Generator功能,不需要命令流编程,即可解决换热管实体-梁单元耦合问题,实现ANSYS ... 换热器简化模型建模需要解决换热管实体-梁单元耦合问题,通常采用ANSYS APDL,需要命令流编写,过程复杂。利用ANSYS Workbench中的Name Selection和Object Generator功能,不需要命令流编程,即可解决换热管实体-梁单元耦合问题,实现ANSYS Workbench界面环境下换热器管板简化模型建模和应力分析。为换热器的有限元模型建模提供了一种新的更加简便的方法。 展开更多

关键词 管板 换热管 ANSYS WORKBENCH MPC 实体-梁连接 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

长圆视镜底座开孔有限元分析

3

作者 杨湖 孙志刚 《化工设备与管道》 CAS 2018年第6期5-8,共4页

一台设计压力1.1 MPa的设备采用了视镜式玻璃板液面计,对液面计底座长圆形开孔先进行了弹性应力分析,结果应力强度超出标准要求。设置短桥加强结构后,开孔的应力强度有明显改善,底座厚度可以减薄到60 mm。参考GB 150开孔补强分析法的强... 一台设计压力1.1 MPa的设备采用了视镜式玻璃板液面计,对液面计底座长圆形开孔先进行了弹性应力分析,结果应力强度超出标准要求。设置短桥加强结构后,开孔的应力强度有明显改善,底座厚度可以减薄到60 mm。参考GB 150开孔补强分析法的强度评定准则,底座厚度可以进一步减薄到40 mm,极限分析验算表明底座符合要求。 展开更多

关键词 长圆开孔 开孔补强 有限元 分析设计 极限分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

附塔换热器支撑结构承载有限元分析

4

作者 杨湖 孙志刚 吴显伟 《化工设备与管道》 CAS 2018年第5期30-34,共5页

附塔支架支撑的换热器结构形式特殊,相关文献对这种结构进行分析时支撑梁承载假设与实际情况存在着一定偏离。考虑设备的实际安装过程,采用有限元分析法详细分析了支撑梁在不同工况下的承载情况,得到不同工况下支撑梁和接管承载比例,分... 附塔支架支撑的换热器结构形式特殊,相关文献对这种结构进行分析时支撑梁承载假设与实际情况存在着一定偏离。考虑设备的实际安装过程,采用有限元分析法详细分析了支撑梁在不同工况下的承载情况,得到不同工况下支撑梁和接管承载比例,分析结果更加符合实际,对结构强度校核提出了相关的建议,可作为此类结构设计的参考。 展开更多

关键词 塔 换热器 支撑 承载 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

不锈钢基高通量换热管多孔层的耐乙酸腐蚀特性 被引量：3

5

作者 陶良权 刘京雷 +3 位作者 夏翔鸣 范根芳 曹洪海 徐宏 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2255-2261,共7页

表面多孔高通量换热管是一种高效的强化沸腾传热元件。为了提高表面多孔高通量换热管的耐腐蚀性能,本文采用粉末烧结工艺在不锈钢换热管表面烧结了一层不锈钢基多孔层,模拟含乙酸的乙二醇溶液蒸发沸腾工况,并借助扫描电子显微镜(SEM)、... 表面多孔高通量换热管是一种高效的强化沸腾传热元件。为了提高表面多孔高通量换热管的耐腐蚀性能,本文采用粉末烧结工艺在不锈钢换热管表面烧结了一层不锈钢基多孔层,模拟含乙酸的乙二醇溶液蒸发沸腾工况,并借助扫描电子显微镜(SEM)、腐蚀失重法和电化学方法对比研究了不锈钢基、铁基、铜基3种高通量换热管表面多孔层的耐腐蚀性能。结果表明,所开发的不锈钢基表面多孔层相比铁基和铜基表面多孔层具有更加优良的耐腐蚀性能。在沸腾浸泡实验条件下,不锈钢基多孔层的腐蚀速率约为铁基多孔层腐蚀速率的1/5~1/3,为铜基多孔层的3/10~4/7。在0.1~10mol/L的实验浓度范围内,常温下不锈钢基多孔层耐蚀性随着乙酸浓度的增加而降低,但仍明显优于铁基、铜基多孔层。 展开更多

关键词 不锈钢 多孔高通量换热管 乙酸 腐蚀 烧结

在线阅读 下载PDF 职称材料

关于ASME厚壁膨胀节设计的两个问题 被引量：3

6

作者 孙志刚 杨湖 占龙杨 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2021年第2期16-18,共3页

对ASMEⅧ-1厚壁膨胀节应力评定方法和轴向位移计算公式进行了介绍和说明,可以为ASME换热器厚壁膨胀节有限元分析设计提供一定参考。

关键词 换热器 膨胀节 ASME GB/T 16749 TEMA

在线阅读 下载PDF 职称材料

EG浓缩流程高通量外开槽管的冷凝有效域数值模拟

7

作者 金东旭 刘京雷 +3 位作者 夏翔鸣 范根芳 曹洪海 徐宏 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期208-211,共4页

以单根外开V型槽换热管为研究对象,采用CFD数值模拟手段研究了壁面过冷度ΔTm、槽宽b和槽角θ对冷凝传热性能的影响规律,推导了换热管的临界管长Lcr与有效周长Scr的表达方式。结果表明,ΔTm、b和θ的改变均会影响各部分局部热流密度q’... 以单根外开V型槽换热管为研究对象,采用CFD数值模拟手段研究了壁面过冷度ΔTm、槽宽b和槽角θ对冷凝传热性能的影响规律,推导了换热管的临界管长Lcr与有效周长Scr的表达方式。结果表明,ΔTm、b和θ的改变均会影响各部分局部热流密度q’;通过管长方向局部热流密度发现ΔTm、b和θ的改变影响临界管长Lcr和有效周长Scr,推导建立了Lcr和Scr与ΔTm、b以及θ的函数关系,为新型槽管的设计提供了参考。 展开更多

关键词 槽结构 过冷度 冷凝 临界管长 有效周长

在线阅读 下载PDF 职称材料

固定管板换热器N型管箱应力评定方法 被引量：12

8

作者 孙志刚 杨湖 《压力容器》 北大核心 2018年第11期47-52,共6页

当固定管板换热器采用N型管箱结构时,采用SW6. 0中的JB 4732算法可以计算校核筒体或管箱端部的总应力,但有时会出现压力载荷单独作用下筒体或管箱端部的总应力校核不通过的情况,导致筒体或管箱端部厚度比按照GB/T 151设计的更厚。根据... 当固定管板换热器采用N型管箱结构时,采用SW6. 0中的JB 4732算法可以计算校核筒体或管箱端部的总应力,但有时会出现压力载荷单独作用下筒体或管箱端部的总应力校核不通过的情况,导致筒体或管箱端部厚度比按照GB/T 151设计的更厚。根据一次结构法原理分析表明JB 4732算法存在着保守性,为此介绍了一次结构法和ASME管板设计方法,发现ASME管板设计方法与一次结构法是一致的,由ASME管板设计方法可以得到3种管板一次结构,而JB 4732算法采用的只是第1种一次结构。将这3种管板一次结构用在某换热器的有限元分析设计中,得到了不同的评价结果,选择其中最经济的设计方案,避免了筒体或管箱端部保守的设计。可为换热器结构优化设计提供一定的参考。 展开更多

关键词 N型管箱 应力分类 一次结构法 ASME方法 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

ASME PCC-1与Taylor-Waters法螺栓载荷计算分析与对比 被引量：7

9

作者 袁成乾 杨建良 《压力容器》 北大核心 2019年第7期44-47,33,共5页

对ASME PCC-1与GB/T 150. 3-2011中(Taylor-Waters法)螺栓载荷计算模型进行了分析与对比。以两组数据进行了实例计算和数据分析。从分析结果可以看出,两种计算方法对于螺栓载荷的计算模型基本一致,但按照ASME PCC-1算得的需要螺栓面积... 对ASME PCC-1与GB/T 150. 3-2011中(Taylor-Waters法)螺栓载荷计算模型进行了分析与对比。以两组数据进行了实例计算和数据分析。从分析结果可以看出,两种计算方法对于螺栓载荷的计算模型基本一致,但按照ASME PCC-1算得的需要螺栓面积远大于Taylor-Waters法算得的面积。这对法兰接头的设计有很大的影响,对按照ASME PCC-1和API 660等标准进行非标法兰的设计有参考意义。 展开更多

关键词 ASME PCC-1 Taylor-Waters法 法兰 螺栓载荷

在线阅读 下载PDF 职称材料

U形管式换热器N型管箱结构应力评定方法 被引量：5

10

作者 孙志刚 杨湖 《压力容器》 北大核心 2018年第7期33-36,共4页

管壳程筒体与管板整体连接时,连接处是结构不连续的高应力区,当采用弹性应力分析设计方法时,此处的弯曲应力分类是个难点。介绍了一次结构法,ASMEⅧ-1 UHX篇方法以及当量平盖法,对一次结构法和ASME规范方法进行了比较,发现二者是一致的... 管壳程筒体与管板整体连接时,连接处是结构不连续的高应力区,当采用弹性应力分析设计方法时,此处的弯曲应力分类是个难点。介绍了一次结构法,ASMEⅧ-1 UHX篇方法以及当量平盖法,对一次结构法和ASME规范方法进行了比较,发现二者是一致的,并归结出3种一次结构。针对算例,采用当量平盖法和一次结构法进行分析,得到相应的应力评定结果,但结果存在差异,对其进行了分析,可为此类结构设计提供一定参考。 展开更多

关键词 管板 N型管箱 一次结构法 ASME规范 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

压力容器用热轧不锈钢复合钢板可行性的探讨 被引量：9

11

作者 唐华 肖伟亭 +1 位作者 曹洪海 王耀明 《压力容器》 2015年第3期76-80,共5页

不锈钢复合钢板在化工装置中使用较多。目前,国内90%的复合钢板是用爆炸法生产出来的,而国外80%的复合板采用直接轧制复合法生产。结合现行标准,分析了爆炸复合法和轧制复合法的优势与问题,指出轧制复合法可以不受自然环境影响连续生产... 不锈钢复合钢板在化工装置中使用较多。目前,国内90%的复合钢板是用爆炸法生产出来的,而国外80%的复合板采用直接轧制复合法生产。结合现行标准,分析了爆炸复合法和轧制复合法的优势与问题,指出轧制复合法可以不受自然环境影响连续生产,比较方便地生产宽幅、大尺寸的复合板,是一种较有效的生产方式。随着生产技术的发展,以及业内对压力容器用热轧不锈钢复合板认识的提高,热轧复合法将有可能成为复合钢板生产的主流。 展开更多

关键词 热轧不锈钢复合钢板 轧制法 结合率

在线阅读 下载PDF 职称材料

换热器厚壁膨胀节应力评定 被引量：3

12

作者 孙志刚 杨湖 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2022年第5期1-6,共6页

ASME换热器厚壁膨胀节设计普遍采用有限元分析设计方法。工程中发现膨胀设计节采用ASME方法比采用GB/T16749方法可能需要更多的波数,分析表明是由两种方法对波峰处膨胀节薄膜加弯曲应力评定不同造成的,GB/T 16749方法比ASME方法更适合... ASME换热器厚壁膨胀节设计普遍采用有限元分析设计方法。工程中发现膨胀设计节采用ASME方法比采用GB/T16749方法可能需要更多的波数,分析表明是由两种方法对波峰处膨胀节薄膜加弯曲应力评定不同造成的,GB/T 16749方法比ASME方法更适合厚壁膨胀节的设计。可为换热器厚壁膨胀节有限元分析设计提供一定参考。 展开更多

关键词 膨胀节 有限元 ASMEⅧ-1 GB/T16749 安定

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用TEMA-9th进行膨胀节分析设计 被引量：3

13

作者 杨建良 杨湖 《化工设备与管道》 CAS 2015年第3期24-27,46,共5页

按照TEMA-9th,使用有限元分析软件ANSYS对膨胀节模型进行分析设计。简单叙述了TEMA-9th关于膨胀节计算的要求及关键步骤,并通过实例较为完整地对膨胀节进行了分析,对膨胀节在使用有限元分析设计中起到了指导作用。对ANSYS软件分析结果与... 按照TEMA-9th,使用有限元分析软件ANSYS对膨胀节模型进行分析设计。简单叙述了TEMA-9th关于膨胀节计算的要求及关键步骤,并通过实例较为完整地对膨胀节进行了分析,对膨胀节在使用有限元分析设计中起到了指导作用。对ANSYS软件分析结果与TEMA-8th标准计算结果相比较,TEMA-8th设计值远大于有限元分析值,此标准在膨胀节的设计中仍具有较大的保守性。 展开更多

关键词 ANSYS 膨胀节 TEMA 压力容器 ASME

在线阅读 下载PDF 职称材料

无水氟化氢导致奥氏体不锈钢应力腐蚀分析 被引量：2

14

作者 徐泽辉 袁云中 《化工设备与管道》 CAS 2019年第3期5-8,共4页

某再沸器壳程材质为S31608,壳程介质是无水氟化氢,工作压力1.011MPa,工作温度70.69/74.07℃,设备投入使用八周后壳程封头直边端出现泄漏。应用金相显微镜对裂纹的起始点、形态、扩展方向进行了分析。结果表明:这是一起无水氟化氢导致奥... 某再沸器壳程材质为S31608,壳程介质是无水氟化氢,工作压力1.011MPa,工作温度70.69/74.07℃,设备投入使用八周后壳程封头直边端出现泄漏。应用金相显微镜对裂纹的起始点、形态、扩展方向进行了分析。结果表明:这是一起无水氟化氢导致奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂。设备返修时控制了壳程封头冷作硬化和焊接残余应力,从而避免类似应力腐蚀事故的发生。 展开更多

关键词 无水氟化氢 奥氏体不锈钢 应力腐蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料

双相不锈钢换热器设计中应考虑的相关因素 被引量：1

15

作者 黄海雄 金东发 +1 位作者 曹洪海 王耀明 《化工设备与管道》 CAS 2015年第4期31-33,38,共4页

工程设计中,因双相不锈钢材料的化学成分和耐点腐蚀当量值的要求不同,以及双相不锈钢换热器管束与管板的焊接和胀接要求考虑不当,使得换热器管接头在使用中出现了很多问题,其中腐蚀情况也常有发生。如果从设计一开始就能比较好地提出采... 工程设计中,因双相不锈钢材料的化学成分和耐点腐蚀当量值的要求不同,以及双相不锈钢换热器管束与管板的焊接和胀接要求考虑不当,使得换热器管接头在使用中出现了很多问题,其中腐蚀情况也常有发生。如果从设计一开始就能比较好地提出采购双相不锈钢材料的化学成分和耐点腐蚀当量值的要求,给出符合换热器管束外经与管板孔径配合要求,制定合理的焊接工艺,双相不锈钢换热器管接头的制造质量可能会有新的提高。 展开更多

关键词 双相不锈钢 化学成分 耐点腐蚀当量值 焊接 配合间隙

在线阅读 下载PDF 职称材料

关于螺栓扭矩计算工况及提高倍数的讨论 被引量：1

16

作者 陈诗清 《化工设备与管道》 CAS 2020年第5期23-26,共4页

ASME标准中对螺栓扭矩值的计算提供了较为具体的方法,但没有明确螺栓上紧的决定工况是水压工况,且对水压工况螺栓上紧扭矩值提高的倍数没有具体的计算方法。本文提出了决定螺栓扭矩计算工况是水压工况,并对水压工况下所需要的螺栓扭矩... ASME标准中对螺栓扭矩值的计算提供了较为具体的方法,但没有明确螺栓上紧的决定工况是水压工况,且对水压工况螺栓上紧扭矩值提高的倍数没有具体的计算方法。本文提出了决定螺栓扭矩计算工况是水压工况,并对水压工况下所需要的螺栓扭矩相对设计工况螺栓扭矩提高的倍数进行了详细的推导,给实际螺栓扭矩值的计算及螺栓上紧提供了一定的指导意义。 展开更多

关键词 螺栓扭矩 扭矩提高倍数K1 水压试验压力计算值

在线阅读 下载PDF 职称材料

水压工况下全直径管板的设计考虑

17

作者 杨建良 杨湖 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2021年第1期1-4,10,共5页

ASME Ⅷ-1规范没有提及在水压工况下如何校核管板的强度。工程公司或业主在审查制造厂的计算书时会要求验证水压工况下各个受压元件的强度,尤其是管板的强度。根据换热器的不同结构型式特点,从换热器的一般打压顺序入手,提出了水压工况... ASME Ⅷ-1规范没有提及在水压工况下如何校核管板的强度。工程公司或业主在审查制造厂的计算书时会要求验证水压工况下各个受压元件的强度,尤其是管板的强度。根据换热器的不同结构型式特点,从换热器的一般打压顺序入手,提出了水压工况下验证全直径管板强度的计算公式,供设计人员参考。 展开更多

关键词 水压试验 全直径管板 ASME规范 换热器 UHX

在线阅读 下载PDF 职称材料

热交换器用管订货技术条件与现行标准并用中的问题探讨

18

作者 王耀明 张瑞鹏 《化工设备与管道》 CAS 2015年第1期34-36,40,共4页

NB/T 47019.1~47019.8—2011《锅炉、热交换器用管订货技术条件》与现行并用的设计标准和换热管材料标准的要求存在差异。分析了现行标准并用中管子和管孔的不同允差要求带来的问题,给出了紧配合孔径和公差,建议设计者在设计文件或技术... NB/T 47019.1~47019.8—2011《锅炉、热交换器用管订货技术条件》与现行并用的设计标准和换热管材料标准的要求存在差异。分析了现行标准并用中管子和管孔的不同允差要求带来的问题,给出了紧配合孔径和公差,建议设计者在设计文件或技术要求中专门写出管孔直径和公差要求。这样就可以避免现行标准并用中的问题,为减少管子与管孔连接缺陷,为提高热交换器的制造质量提供保障。 展开更多

关键词 热交换器 换热管 管子外径偏差 管孔径偏差 紧配合

在线阅读 下载PDF 职称材料

外载荷作用下确定管法兰MAWP的几种方法介绍

19

作者 胡艳 杨湖 《化工设备与管道》 CAS 2019年第2期12-15,21,共5页

管法兰作为压力容器的常用部件,是连接压力容器的基本元件,承载着与之相连接的外部管道持续的载荷,受这些管道载荷的影响,这些传递过来的力和弯矩会影响法兰的密封,严重的情况甚至可能导致法兰密封处产生泄漏。因此,如何确定该法兰在管... 管法兰作为压力容器的常用部件,是连接压力容器的基本元件,承载着与之相连接的外部管道持续的载荷,受这些管道载荷的影响,这些传递过来的力和弯矩会影响法兰的密封,严重的情况甚至可能导致法兰密封处产生泄漏。因此,如何确定该法兰在管道力和力矩作用时的MAWP,对于压力容器设备来说有着非常重要的意义。 展开更多

关键词 管道载荷 力 力矩 法兰压力等级

在线阅读 下载PDF 职称材料

PTA料仓设计选材探讨

20

作者 肖伟亭 唐华 +1 位作者 曹洪海 王耀明 《化工设备与管道》 CAS 2016年第1期31-34,共4页

设计选材应根据介质特性,满足工艺设备的合理性和安全生产的使用要求。PTA料仓设计选材为不锈钢复合钢板时,应考虑覆层与介质接触面光滑平整度,避免物料附着覆层表面产生积壁现象,影响物料的流动性。从技术层面分析了爆炸不锈钢复合钢... 设计选材应根据介质特性,满足工艺设备的合理性和安全生产的使用要求。PTA料仓设计选材为不锈钢复合钢板时,应考虑覆层与介质接触面光滑平整度,避免物料附着覆层表面产生积壁现象,影响物料的流动性。从技术层面分析了爆炸不锈钢复合钢板和热轧不锈钢复合钢板的工艺性能,提出PTA料仓设计选材为热轧不锈钢复合钢板是比较好的选择。 展开更多

关键词 PTA料仓 热轧不锈钢复合钢板 覆层 光滑平整度

在线阅读 下载PDF 职称材料