余热回收器换热管与管板连接处泄漏失效分析

某公司余热回收器短期运行后发生泄漏。采用宏观形貌观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜分析等方法,对换热管泄漏失效原因进行分析。同时结合有限元法对管板进行应力分析。结果表明,泄漏系由管板和换热管焊缝处发生应力腐蚀开裂所致,焊接缺陷诱导并加速了应力腐蚀,管板与换热管连接处应力过大是引起失效的根本原因。     

某660MW超超临界机组热段疏水管道接管座的开裂原因

某火电厂660 MW超超临界机组投运不久,其热段疏水管道接管座开裂,导致蒸汽泄漏。对该接管座进行了化学成分、硬度和显微组织分析,并根据管道实际布置情况建立三维实体模型,采用热固耦合有限元方法对该结构受力进行仿真分析。结果表明:该接座管化学成分、硬度、显微组织满足要求,有限元仿真得到最大应力位于接管座与主管连接焊缝下边缘,与实际开裂位置一致;其开裂是由于疏水管吸收变形能力有限,且管道布置不合理造成管道热膨胀受阻,使得接管座区域产生较高拉应力而导致的。通过加设U形膨胀弯的方式增强管道柔性,降低结构应力水平后,疏水管道接座管运行约1 a未发生开裂。     

天然气管道开裂的原因

某Q235钢天然气管道运行10a后发生了泄漏,采用表面宏观形貌观察、力学性能测试、金相检验、硬度及残余应力检验等方法分析了管道开裂的原因。结果表明:管道的开裂为焊接质量存在严重问题而导致的脆性开裂;焊接残余应力和工作应力、组装应力叠加形成的局部高应力是管道失效的根本原因;采用适当的焊接工艺、焊后消除应力处理等措施,可降低管道开裂的几率。     

发电厂疏水管道节能改造及阀门结构优化

为解决锅炉疏水浪费的问题,对疏水管道进行节能改造,新增疏水回收旁路管道。通过压强损失计算证实,依靠管道高程差及凝汽器负压可实现流体沿管道顺利流通,无须新增泵输送流体。同时,为解决管道阀门的内漏问题,对调节阀进行结构优化,研发了一种可实现阀门零泄漏的新型抗冲刷调节阀,并应用于新增的疏水旁路管道,提高了调节阀的利用率。疏水管道节能改造和阀门结构优化,降低了机组煤耗,提升了机组设备的安全性和经济性,具有一定的工程参考价值。     

转化炉原料入口变径管焊缝开裂修复及分析

介绍某制氢装置转化炉原料入口变径管小头侧焊缝开裂修复情况,对开裂焊缝进行失效分析,裂纹起源于管道焊缝内壁,沿晶扩展,在焊缝裂纹断口有碳化铌相析出,导致焊缝晶界脆化,在应力作用下焊缝发生开裂,针对这一问题提出应对策略及解决办法。     

核电厂高加安全阀的排放容量校核方法研究

火电厂的高加安全阀通常按照HEI标准推荐的原则进行选型计算,但因核电厂的高加一般要接受来自汽水分离再热器（MSR）的大量高温疏水,而当其疏水调节阀在全开位置失效时将有大量高压蒸汽直接进入高加,使其有发生超压的风险。因此,核电机组的高加安全阀选型除了要遵循HEI标准外,还需针对某些特殊工况进行校核。在分析了给水加热器、疏水调节阀以及抽汽管道的特性方程的基础上,从能量平衡的观点建立了确定系统平衡工作点的计算方法,利用该方法可简易计算出各种特殊工况的平衡工作压力,从而进一步判断安全阀的容量是否满足安全排放要求。     

304H板材焊接接头蠕变疲劳失效分析

通过具有保持时间的高温蠕变疲劳试验研究了不锈钢304H材料在相同条件下母材、焊接过程中超声波消应力以及不消应力的失效行为,并对失效后断口宏微观形貌进行分析。结果表明,断裂位置均发生在距离焊缝一定距离的母材上,失效寿命基本一致,焊接时超声波消应力处理不能提高蠕变疲劳寿命,加载过程中循环应力应变不稳定、不封闭且向右推移,从而造成材料延性耗竭而断裂,失效断口为穿晶韧窝断裂。     

双离合器内片支架焊接残余应力场有限元分析

针对激光焊接残余应力导致的焊接件结构失效问题,以目标DCT双离合变速器内片支架与花键轴为研究对象,借助于Sysweld有限元软件建立了三维有限元数值计算模型并对焊接过程进行了数值模拟,得到了焊接过程瞬态温度场和特征点的热循环曲线,模拟得到的焊缝形貌特征与实际焊缝形貌基本吻合。在此基础上得到了焊缝内部金相组织演变和残余应力分布状况。结果表明:冷却后的焊缝区域显微组织主要为马氏体,焊接接头具有较好的强度和韧性;切向残余应力在距焊缝中心约2 mm处达到拉应力峰值,此处是焊缝最容易出现裂纹的薄弱部位。     

一起液氯管道压力表失效事故的分析

液氯管道使用的压力表发生表头断裂事故。为确认事故原因,从宏观形貌、化学成分、腐蚀产物、金相组织等方面对裂纹及断面进行分析。结果表明,压力表表座法兰断裂为氯离子应力腐蚀断裂。端面不平整、压紧力过度或不足会导致垫片密封失效,液氯微量泄漏,累积在表座法兰密封处。在应力作用下,产生应力腐蚀断裂。为防止类似失效事故发生,提出了处理措施,并取得良好效果。     

弯曲载荷作用下含错边缺陷管道环焊缝应力计算

滑坡等地质灾害引起的弯曲载荷是导致环焊缝失效的重要因素，管道环焊缝焊接过程中的错边缺陷，容易形成局部应力集中，除设计压力外，环焊缝还能承受的弯曲载荷已成为管道完整性管理中的重点和难点。基于有限元分析数据提出了一种针对弯曲载荷作用下含错边缺陷环焊缝的应力计算方法。首先，给出了管道承受均匀内压和弯曲载荷的近似解析计算公式；然后，针对无错边和含错边缺陷的环焊缝开展有限元计算，采用子模型方法兼顾了大跨度模型的计算效率和环焊缝的计算精度；最后，基于有限元分析数据对经典解析公式进行修正，得到管道环焊缝单点应力的计算公式。经验证，该方法与有限元结果相差1%以内，可适用于弯曲载荷作用下的环焊缝应力计算，是一种可用于工程强度快速评估的精确分析方法。     

氨分解反应炉炉胆失效分析

氨分解反应炉筒体短时间使用后发生了明显的变形,并在炉体的径向焊缝上产生了大量的轴向裂纹.对氨分解反应炉炉胆的变形和开裂从化学成分、显微组织、断口形貌、蠕变等进行了综合分析.结果表明:高温使用导致在焊缝组织的晶界和晶内析出大量脆性相并形成魏氏分布从而大大降低了材料塑韧性.计算表明反应炉内的实际应力已接近材料800～850 ℃蠕变极限,因此蠕变造成了筒体较大的塑性变形.随基体蠕变壁厚减薄焊缝承受着逐渐增大的拉应力,由于焊缝的变形不能及时和基体保持同步,最终在拉应力作用下沿径向焊缝多处萌生轴向裂纹后,又在应力作用下逐步扩展,最终导致反应炉的早期失效.     

气动调节阀流量特性研究与试验分析

受管道阻力损失影响，气动调节阀的理论流量曲线会发生偏离，固有流量特性在大压差下更容易发生畸变。从理论和试验室条件下的试验数据，分析了曲线偏离的原因，提出在进行调节阀流量试验前，应根据试验室的资源条件提前确定阀门的临界压差，从而保证试验数据的准确性。     

管道焊缝残余应力超声环形组合测量方法

重点阐述基于临界折射纵波(LCR波)的超声环形组合探头管道焊缝残余应力的测量方法,该方法用于实际测量,可提高管道焊缝残余应力检测的效率。详细介绍了检测系统硬件和软件,并对残余应力与纵波声速的线性关系进行实验分析,通过切块分离法验证了该方法测量输送管道焊缝残余应力的可行性。     

苯酚丙酮装置管道失效分析及对策

某苯酚丙酮装置在试运行期间发现多处管道发生泄漏。通过取样进行化学成分、力学性能、宏观形貌、金相及微观形貌和腐蚀产物分析发现，由氯离子引起的点蚀是导致苯酚丙酮装置管道失效的根本原因，而避免氯离子的结聚是解决管道失效的有效办法。     

协调形变法消除小直径管道焊接应力方法的研究

由焊接残余应力带来的焊接接头应力腐蚀开裂问题，是石油化工行业广泛使用的输送管道的主要失效形式。很多情况下，改变接头的应力分布状态，是解决这一问题的有效方法。结合小直径管道的特点，文中提出一种新的消除应力方法——协调变形法，即在管道焊缝两侧压应力区制造温差，使该区产生一定的与焊缝区相协调的收缩变形。对比协调形变法消除小直径管道焊接残余应力的数值模拟结果和实验结果，分析协调形变法消除残余应力的机理。结果显示，数值模拟结果与实际情况一般都符合得较好，可以达到100％的消除应力效果(内表面轴向应力)。该方法使用简单、效果好，表明协调形变法是消除残余应力的有效方法，可以解决小直径管道由于消除应力难而产生的应力腐蚀问题。     

环焊缝管道焊接应力应变三维有限元分析

利用ＡＤＩＮＡ非线性分析程序,考虑材料力学性能依赖于温度变化　,对低碳钢管道环焊缝接头进行三维有限元分析。通过焊缝单元“死、活”选择,模拟了焊　接热源的移动过程。结果表明：焊缝及附近的轴向残余应力在内表面为拉应力,外表面为压　应力;焊缝及附近的环向残余应力在内、外表面均为拉应力。计算值与实测值基本一致,表　明有限元法能够有效地预测管道环焊缝接头的残余应力。     

Inconel 625镍基合金管道焊接残余应力的数值模拟

以Inconel 625镍基合金管道的焊接接头为研究对象,建立了热-力学耦合的三维有限元模型,采用ANSYS软件对该合金管道环焊缝对称焊的残余应力进行了数值模拟,分析了管道外表面轴向和环向残余应力分布,并进行了试验验证;此外,还分析了预热温度对管道残余应力的影响。结果表明:该合金管道焊后外表面轴向与环向残余应力的模拟结果与试验结果在数值和分布趋势上均比较吻合,证明了模型的准确性;在焊缝及近焊缝区的管道外表面形成了轴向压应力和环向拉应力,随着距焊缝中心距离的增加,轴向压应力逐渐变为拉应力,而环向拉应力逐渐转变为压应力,并最终趋向于0;随着预热温度的升高,管道外表面轴向和环向残余应力均降低。     

西气东输管道环焊缝强度匹配工艺探讨

采用失效评定图技术分析了油气长输管道特别是高强度大口径管道环焊缝不同强度匹配形式对管道极限承载能力以及抗断性能的影响。以西气东输管道为例，计算分析了环焊缝不同强度匹配对管道抗断能力的要求。最后综合各种因素分析了西气东输管道应采用的环焊缝匹配工艺。     

不锈钢螺柱的断裂失效现象及机制探讨

研究常用螺柱的断裂失效现象。采用扫描电子显微镜(SEM)Hitachi S-3400N对螺柱断口形貌进行观察,采用能谱仪(EDX)对第二相夹杂物进行分析;对螺柱进行受力分析,确定扭转断裂所需的应力,发现螺柱在低于其正常切应力状态下发生了扭转断裂失效;通过应力计算、形貌观察分析螺柱的断裂失效过程机制及失效机制。结果表明:存在于螺纹表面上的裂纹是导致螺柱扭转断裂的主要原因,即在长期使用过程中,螺柱表面因疲劳产生微裂纹,在剪切外力作用下,微裂纹扩展,导致螺柱在低于正常应力状态下,发生了断裂失效。断裂过程中,材料发生了剪切、拉伸、摩擦等现象。     

管道焊缝无损检测综合方法研究

天然气是我国主要的清洁能源,管道作为运输天然气的主要动力系统,帮助天然气实现了大规模的运输,从而获得了较大的经济利益和社会利益。为了避免天然气在运输过程中发生管道爆裂或撕裂等恶劣事件,管道需要有良好的质量并且仔细对待管道焊接过程,避免出现裂痕等缺陷。为了有效地提高天然气管道的安全性和可靠性,在进行天然气焊接过程中,要准确把握管道焊缝无损检测技术,避免管道出现破裂、失效和泄漏等情况,本文从管道焊缝入手,探究和分析管道焊缝无损检测技术的综合方法,旨在为今后管道焊缝技术提供相应的指导依据。