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金属波纹管膨胀节失效分析有限元计算

发布时间:2013-04-24

金属波纹管膨胀节失效分析有限元计算

中石化某分公司1#重油催化裂化装置能量回收系统中烟气主管道即三旋至烟机入口管线,下面简称为烟机入口管线;在开车与运行过程中曾发生管道、法兰、阀门等焊缝处断裂、摆式支架失衡、膨胀节断裂及腐蚀等失效事故,成为安全运行的隐患。该公司计划在年度大修对上述管道中曾发生过焊缝处断裂的高温平板闸阀进行更换,且为了烟机检修及管道安装方便等,拟在弹簧吊架与摆式支架之间设置一个单式或复式铰链型膨胀节,将弹簧支架改成滚动支架。为彻底弄清烟机入口管线及其管件、支座、膨胀节等应力分布状况,提出合理可行的管道改造和膨胀节设计等技术方案,本文对该段管线进行了详细的有限元计算与分析,并提出了改进措施和建议,详见文献[1]说明。有限元基数按此阿勇美国ANSYS公司的有限元分析软件。

两组摆式支架的技术参数

垂直负荷:2×80000N,支架水平摆动量:120mm,介质温度:700℃。

烟机入口管线有限元计算方案

本文的烟机入口管线有限元计算方案设计了三个计算几何模型。

(1)不设置金属波纹管膨胀节的烟机入口管线有限元计算。目的是为了考察“原管线”在内压P、自重G、温差△T及预拉△h等载荷作用下,管线上的应力分布状况及所占比例等,以便进行分析与比较;后面简称计算方案I。

(2)目前的烟机入口管线有限元计算。目的是为了考察“目前”正常运行的管线及三个单式铰链型膨胀节在各种载荷作用下,管线和膨胀节波纹管上的应力分布状况及所占比例等,以便与有限元计算方案I结果进行分析与比较,为制定合理可行的烟机入口管线改造设计方案提供力学分析基础;后面简称计算方案II。

(3)拟改造的烟机入口管线有限元计算。目的是为了分析“拟改造”管线及四个单式铰链型膨胀节在各种载荷作用下,管线和膨胀节波纹管上的应力分布状况等,与有限元计算方案II 的计算结果进行比较与分析,最终制定出合理的烟机入口管线改造设计方案。