加热炉高铬镍合金铸造管板的应力分析浅析_王玉.pdf
《加热炉高铬镍合金铸造管板的应力分析浅析_王玉.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《加热炉高铬镍合金铸造管板的应力分析浅析_王玉.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、收稿日期:。作者简介:王玉,女,年毕业于大连理工大学过程装备与控制工程专业,学士,主要从事加热炉设计制造及项目管理工作,高级工程师。:。加热炉高铬镍合金铸造管板的应力分析浅析王玉,陈孙艺(茂名重力石化装备股份公司,广东 茂名 )摘要:加热炉对流段烟气入口温度较高。高铬镍合金铸造管板常用于对流段管束的支撑。近年来,铸造管板在使用中发生失效开裂导致对流段盘管泄漏的现象时有发生。文章对国外某加热炉铸造管板的损坏和更换情况进行了介绍,同时,应用应力分析软件 对该铸造管板在各工况下的受力情况进行分析模拟,找到了开裂原因。针对上述原因,对原管板材料进行重新选材,并对管板结构进行重新设计,保证了加热炉的长周
2、期安全稳定运行。关键词:加热炉高铬镍合金铸造管板失效开裂选材应力分析 :石油化工管式加热炉对流段是加热炉原料预热、余热回收的核心部件。当高温烟气通过对流段炉管时,炉管将会受热弯曲、膨胀,如何进行合理支撑以保证炉管热态下的结构形态是非常值得关注的问题。高温烟气温度一般为 ,在此温度下,常规轧制钢板由于耐高温性能、结构尺寸、材料耗量等因素已不能满足炉管支撑结构要求,工程上一般使用高铬镍合金钢铸件铸造管板支撑,以满足高温及建造性要求。铸造高铬镍合金具有耐高温、耐腐蚀、抗蠕变、可塑性好、可根据工程实际需要铸造出特殊结构等特点。本文结合某加热炉对流段中间管板失效案例,对铸造管板进行受力分析模拟,找到其失
3、效开裂的根本原因。针对失效原因,以工程经验为基础,以最新的 应力分析法为精准工具,以满足管板设计许用条件为最基本原则,分析了原管板设计缺陷及材料选择问题,并对原有管板结构进行改造。改造后的管板在满足设计要求条件下,使用材料较少,兼具实用性与经济性。高铬镍合金铸造管板失效的危害国外某加热炉装置于 年开车,平稳运行年多,现场于 年初发现烟囱排烟不正常。检查发现,用于支撑对流段盘管的铸造管板筋板开裂(见图),炉管被铸造管板开裂锐角刮伤(见图),从而导致管内流体泄漏燃烧,出现烟囱排烟异常情况。图铸造管板开裂图管板腹板刮伤炉管现场经过多专业综合讨论分析后,制定了简易修复方案,将铸造管板开裂部位切除,用
4、形螺栓将下层炉管固定于上层炉管上(见图和图),并重新开车。工业炉石油化工设备技术,()图管板简易修复图管板简易修复重新开车约两周时,对流段发生爆燃,导致对流段炉管与弯头焊缝撕裂、翅片管塌陷、衬里开裂脱落、外壁油漆由于超温脱落,整个盘管损毁,装置停车,虽无人员伤亡,但带来的经济损失巨大(见图图),管板受损严重,必须更换。图爆燃后炉膛管板处图爆燃后上部翅片管塌陷高铬镍合金铸造管板的选材与设计高铬镍合金铸件的选材及设计一直是加热炉专业中需要关注的问题,选材或管板结构设计不当将造成毁灭性结果。高铬镍合金的选材应考虑温度、应力、腐蚀工况、材料特性等。目前国内外应用较为成熟的材料有 、和 ,在 烟 气中
5、、总含量超过 时,需使用非铁基材料 。图对流段外壁油漆超温脱落图对流段炉管与焊缝弯头撕裂高铬镍合金铸件的设计应考虑温度裕量、腐蚀裕量、盘管静载荷、摩擦载荷、温度梯度载荷等因素。铸造管板的设计通常将管板按多点支撑连续梁的分析方法进行计算,工程上常使用两种计算方法,一种是根据工程经验及物理公式进行手算,另一种是采用 软件进行应力分析设计。高铬镍合金铸造管板的选材铸造管板的选材应首先考虑最高温适用性。本文所述项目中,高温烟气流经对流段第一组盘管(即铸造管板失效盘管)时的入口温度为 ,考虑 温度裕量,则铸造管板应按 进行选材。原管板材料选择了 。该种材料目前应用比较普遍,制造工艺比较成熟,相对来说经济
6、性较好。化学成分及机械性能分别见表和表。根据 附录 图【】(见图)可知,最高允许设计温度为 ,而该项目设计温度为 ,已逼近材料允许设计温度最高临界值,因此,该管板选材不合理。相比 ,含量有所增加且添加了贵金属,使得材料的高温强度和耐高温性能大大提高。化学成分及机械性能分别见表和表。第 卷第期王玉等加热炉高铬镍合金铸造管板的应力分析浅析表高铬镍合金铸件 化学成分,材料 其他 微量表高铬镍合金铸件 机械性能材料室温 高温 抗拉强度 屈服强度 延伸率,抗拉强度 屈服强度 延伸率,图 曲线表高铬镍合金铸件 化学成分,材料 其他 微量表高铬镍合金铸件 机械性能材料室温 高温 抗拉强度 屈服强度 延伸率,
7、抗拉强度 屈服强度 延伸率,石油化工设备技术 年该材料在耐高温、耐腐蚀等方面均有较好表现及成熟使用经验,可铸性相对 来说虽难度大很多,但也有成熟的工艺,其综合性能比 高出 左右,且铸造成本相差不大。综合考虑铸造管板选材温度、材料使用成熟情况、建造成本及工程经验等,将原项目铸造管板材料由 升级为 。高铬镍合金铸造管板的设计高铬镍合金铸造管板的载荷计算按多点连续支撑梁分析方法进行。确定载荷最大许用应力应考虑以下因素:)静载荷万发生断裂时平均应力的 ;)静载荷及摩擦载荷叠加时,万发生断裂时的平均应力,其中摩擦系数取,且考虑铸造性能影响,设计时许用应力取 倍的铸造系数。原设计根据工程经验及力学公式进行
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 加热炉 镍合金 铸造 应力 分析 浅析 王玉
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。