某电厂省煤器管泄漏原因分析

某电厂省煤器管在第二次试运行期间发生泄漏。通过宏观检查、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析对省煤器管泄漏的原因进行了分析。结果表明:省煤器管存在制造缺陷,焊缝热影响区存在的魏氏组织和脱碳层使焊缝脆性增大,原始缺陷裂纹扩展直至造成省煤器管泄漏。     

省煤器换热管开裂失效分析

某化工企业一省煤器的底部、管程低温进水端的不锈钢换热管管束外壁翅片根部出现裂纹，部分裂纹穿透管壁导致泄漏。通过裂纹断口宏观形貌和SEM形貌分析、金相分析以及介质分析等手段研究泄漏发生原因。试验分析结果表明：裂纹起源于管束外壁翅片根部，为应力腐蚀开裂，腐蚀介质源于壳程烟气含有氯和硫的露点凝液；开裂位置多为烟气流通的死角处，烟气在这些位置几乎处于静止状态，且省煤器装置的进水温度并非恒温，开停车阶段会有低温水流入管程，这些都加剧了烟气露点凝液的形成。进一步分析计算了烟气中硫的最大体积分数为0.01%的工况下的酸露点，并指出应在管程上游位置添加一处恒温装置以避免低温水的流入；其次建议更改省煤器的结构，尽量避免出现烟气流通死角。     

加氢裂化装置出口线短管开裂分析

加氢裂化装置新氢压缩机出口排凝K101B阀侧短管在使用中出现开裂,通过宏观和微观检验、化学成分分析、硬度测试和能谱分析等方法对开裂原因进行了分析。结果表明:由于短管焊接结构上存在几何不连续性,结构的截面变化幅度较大,产生了严重的应力集中,在短管焊接热影响区魏氏组织最薄弱的地方形成了裂纹源,在交变载荷的共同作用下裂纹逐渐扩展,最终导致瞬时断裂。最后提出了相应的预防措施。     

锅炉旋风分离器水冷壁过热管开裂原因

某锅炉旋风分离器水冷壁过热管多次发生开裂事故，采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电镜及能谱分析等方法对开裂原因进行分析。结果表明：过热管长期处于450℃以上的高温状态，珠光体组织球化明显，显微组织的劣化导致过热管的强度和硬度下降；被氧化腐蚀减薄的过热管在蒸汽压力的作用下胀粗变形，最终导致过热管开裂。     

H68黄铜管夹开裂分析

H68黄铜管夹安装数月后出现开裂。对开裂的管夹进行了化学成分、力学性能、断口及金相组织的检验与分析。结果表明，由于管夹成形时存在的残余应力和成形模具的设计问题而造成的装配应力，再加上和 在露天放置受到的环境腐蚀，导致管夹在同一外侧呈现应力腐蚀开裂特片。提出了改进措施，并取得了满意的效果。     

螺旋肋片管省煤器在UG-75／3．82-M23锅炉上的应用

省煤器磨损泄露在循环流化床锅炉四管漏泄中占有很大比重，制约了锅炉运行周期的延长和正常生产。本文论述了在锅炉改造过程中，通过使用螺旋肋片管省煤器，并合理布置省煤器结构，达到延长省煤器使用寿命的目的，取得良好的实际效果。     

换热器管焊接开裂分析

换热器管子在焊接过程中产生开裂。对开裂管的化学成分、力学性能、断口及金相组织进行了检验与分析。结果表明，换热器管开裂是由管子存在原始裂纹所引起的。     

再热器TP347H钢受热面管开裂原因

某电厂后屏再热器TP347H奥氏体不锈钢受热面管发生开裂，采用宏观观察、扫描电镜和能谱分析、室温拉伸试验等方法分析其开裂原因。结果表明：TP347H奥氏体不锈钢受热面管发生脆性开裂，其显微组织老化级别为4.5级；受热面管长期过热运行后，晶界析出粗大的碳化物，组织发生劣化，材料的脆性增加，导致管子开裂。     

轧钢加热炉炉底管开裂原因分析

采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验等方法对轧钢加热炉炉底管产生开裂的原因进行了分析。结果表明：炉底管的开裂是由于原材料本身热处理不当产生魏氏组织和晶粒粗大,降低了钢的韧性和伸长率,在应力的作用下发生开裂。     

锅炉烟管管端泄漏原因分析

DZW6－1．57型锅炉使用三年后其烟管管端多次出现漏漏。对泄漏烟管的化学成分、显微组织和硬度，以及锅炉水质进行了检验，结果均属正常。通过分析，认为烟管管端泄漏是局部温差应力造成的。进水温度低且进水位置不当，破坏了水循环；省煤器阻塞，烟灰烟垢严惩，使烟气温度升高，造成管端产生温差应力，导致锅炉烟管管端频发泄漏事故。     

圆周非贯穿裂纹管局部柔度的理论和试验研究

圆周非贯穿裂纹是管类结构裂纹发展的典型形式,是引起管道断裂的主要因素之一。首先,从线性断裂力学理论出发,推导了管类结构中由圆周非贯穿裂纹引入的局部柔度系数方程,利用适应性的Simpson数值积分方法计算得到相应的局部柔度系数。其次,进行了圆周非贯穿裂纹管的动力模型试验,通过理论值与试验值对比分析验证了局部柔度系数求解方法的有效性。研究结果表明:根据局部柔度系数求解得到的裂纹管模型频率值与试验值基本吻合,从而验证了圆周非贯穿裂纹管局部柔度系数推导和求解的合理性。     

能量平衡结合有限元数值计算分析天然气管道裂纹稳定扩展问题

本文提出了在天然气管道裂纹稳定扩展问题中，应用能量平衡方法结合有限元数值计算结果来分析计算裂纹驱动力。能量数值计算采用了可模拟动裂纹在管道上扩展的有限元程序ＰＦＲＡＣ，它包括了对未开裂管道和裂纹扩展管道的能量计算。通过分析外力作功和内部能量在裂纹扩展时的变化率，应用能量平衡方法计算了裂纹驱动力，并与在ＰＦＲＡＣ程序中应用节点力释放方法计算的裂纹驱动力的结果进行了比较     

纤维增强PE材料增韧效果的研究

以聚乙烯(PE)材料为基体,应用玻璃纤维随机或定向分布,增加材料的强度、刚度和断裂韧性,是发展高压大口径复合材料天然气管道的需要。本文基于PFRAC程序的动态断裂分析能力[1],增加了各向异性材料的本构条件,发展了对纤维增强复合材料未开裂和开裂管道的计算功能。由力学性能的试验结果,提供了材料的本构关系,对未开裂和开裂的管道进行了计算分析。结果表明,PE管道经纤维增强之后,与纯PE材料的管道相比,其环向位移下降到53%(纤维随机分布)~5%(纤维沿管道轴向80度分布);裂纹驱动力相应下降到50%~17%,充分反映了纤维对PE材料的增强和增韧效果。     

Failure analysis of bainitic steel pipe – Failed during cold working process

Cracked thin wall steel pipe was received for failure analysis. The samples of the cracked pipe, un-cracked pipe and starting material were subjected to different experiments. In this regard, optical and electron microscopes, universal testing machine and hardness tester were utilized for characterization. A series of heat treatment made on starting material to obtain the similar mechanical properties and microstructure as that of cracked pipe. The surface of the opened cracks were observed in scanning electron microscope and revealed high concentration of non-metallic inclusions. Finite element model was utilized for the confirmation of different stress conditions during the fabrication process.     

XFEM fracture analysis of cracked pipeline with and without FRP composite repairs

Abstract

The effect of fiber reinforced polymer composite (FRPC) repair on crack propagation in thin-walled steel pipes is examined. The extended finite element method is used in this study to simulate a pressurized cylindrical pipe with longitudinal crack in two conditions: the original cracked pipe and the pipe repaired with a composite patch. Carbon/epoxy or E-glass/epoxy FRP in two different fiber orientations are assumed for cracked pipe repair. Performance of four types of FRP repair systems are investigated by CTOA, COD and COA fracture criteria for both the pipe integrity assessment and the potential age of leak before break criterion.     

含裂纹两端铰支输流管道在振荡流作用下的非线性动力特性研究

基于适用于非材料体系统的Lagrange方程建立起含裂纹两端铰支输流管道在振荡流作用下的运动方程,考虑了瞬变呼吸裂纹非线性模型和几何非线性。采用数值方法研究了有/无裂纹输流管道在各个参数共振区域内的运动形态,结果表明由于裂纹的存在,输流管道系统表现出更加丰富的动力学行为,如倍周期运动和混沌运动。含裂纹输流管道系统通过倍周期分岔途径进入混沌,通过倍周期倒分岔脱离混沌     

含非贯穿直裂纹管道的振动特性分析

摘 要：根据线性断裂力学理论和应变能释放原理,推导了管道在轴力、剪力和弯矩等荷载作用下由非贯穿直裂纹引入的附加局部柔度,利用适应性Simpson数值积分编写了局部柔度计算程序,克服了当前方法仅针对特定的荷载模式或非空心截面的缺陷,通过与Naniwadekar等人试验结果进行对比验证本文局部柔度系数的合理性。建立了裂纹管结构的有限元模型,对悬臂裂纹管和简支裂纹管的自由振动特性进行了分析。研究结果表明：裂纹位置、裂纹深度对裂纹管类结构的自振频率影响明显。     

贯穿裂纹管局部柔度系数的理论与试验研究

根据线性断裂力学理论和应变能释放原理,推导了考虑裂纹张开状态的圆周贯穿裂纹管的附加局部柔度方程,利用自适应的Simpson数值积分方法计算裂纹引起的局部柔度系数,并根据得到的局部柔度系数,建立了以扭转弹簧模拟裂纹行为的裂纹管模型。进行了裂纹管的动力模型试验,通过裂纹管模型固有频率的试验值与理论值对比分析验证局部柔度系数的正确性。研究结果表明:裂纹管固有频率的试验值与使用"弹簧铰"裂纹管模型求得的理论值基本吻合,验证了贯穿裂纹管局部柔度系数的合理性。     

两端弹性支承裂纹管道的非线性动力学特性

研究两端弹性支承输流管道含圆周方向裂纹时的非线性动力学特性。首先,推导出裂纹管道的模态函数与局部柔度系数,然后运用Galerkin离散技术将管道运动方程在模态空间中展开,采用非线性动力学仿真方法得到管道系统响应随各参数变化的分岔图和最大Lyapunov指数图。数值结果表明,这种两端弹性支承的特殊边界裂纹管道在参数激励、自激励和外激励联合作用下,表现出丰富的非线性动力学特性,分别出现周期运动、概周期运动、阵发性混沌和混沌等多种响应形式。