資源描述：
《換熱器管箱密封隔膜的受力狀態(tài)及組裝技術(shù).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、石油和化工設(shè)備一3一2015年第18卷換熱器管箱密封隔膜的受力狀態(tài)及組裝技術(shù)陳孫藝(茂名重力石化機(jī)械制造有限公司，廣東茂名525024)[摘要】管箱端口密封的圓平板隔膜或球面隔膜均有四種受力狀態(tài)：拉伸狀態(tài)松弛狀態(tài)、壓縮狀態(tài)和自然狀態(tài)。內(nèi)壓作用下的圓平板隔膜有彎曲成微拱形的趨勢，而球面隔膜則有趨平的形變，兩者變形趨勢相反。文章提出了保證隔膜組焊質(zhì)量的關(guān)鍵工藝，其中的密封焊接技術(shù)包括施焊前提、焊接方向以及檢修時(shí)的焊縫去除及坡口加工?！娟P(guān)鍵詞]換熱器；管箱；球面隔膜；密封；焊接；組裝近年來，煤制氫工藝在石油
2、化工中裝置得到?jīng)r參數(shù)，只對壓力作用下的應(yīng)力水平進(jìn)行分析。推廣應(yīng)用，其中量大面廣的列管式換熱器其管板設(shè)計(jì)時(shí)可忽略換熱器臥式或立式安裝時(shí)管箱內(nèi)介往往與圓筒體焊接密封，管箱端口密封不便使用質(zhì)靜壓作用的影響。螺紋鎖緊環(huán)密封結(jié)構(gòu)，而采用一種原理簡明密封由于管箱的工況對圓筒存在作用以及圓筒可靠的新結(jié)構(gòu)專利技術(shù)[1]，例圖1所示的甲烷化調(diào)端部與隔膜之間存在相互作用，球面隔膜的周邊整換熱器和低壓蒸汽換熱器。文獻(xiàn)[2指出，工程結(jié)構(gòu)具有動(dòng)態(tài)固支的特性，僅把其視作靜態(tài)固支中隔膜密封的管箱和密封盤結(jié)構(gòu)尺寸由于所處環(huán)結(jié)構(gòu)是不夠
3、的，但是忽略其動(dòng)態(tài)后的分析偏于保境不同，熱脹冷縮應(yīng)力不同，密封焊縫容易產(chǎn)生守，因此是安全合理的。裂紋，導(dǎo)致密封失效。作者初步分析認(rèn)為，由于(2)基本結(jié)構(gòu)。包括球面隔膜和圓平板隔膜兩換熱器操作工況而使該結(jié)構(gòu)的焊縫分別受到管箱種基本結(jié)構(gòu)以及隔膜周邊是簡支和固支兩種基本端部、隔膜邊環(huán)的作用，溫度和內(nèi)壓都是外來載連接方式。圖2所示換熱器管箱端部的球形面隔膜荷，并且溫度的影響不容忽略[3】。進(jìn)一步深入調(diào)研密封放大后如圖3所示，隔膜的球面半徑Rs和拱高得知，對隔膜受力狀態(tài)不了解，沒有正確組裝隔h等結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)其承
4、受的載荷設(shè)計(jì)JI，適用于高膜，焊縫厚薄不均勻，同樣是影響密封質(zhì)量的原溫高壓工況。因。1管箱的工況及隔膜的基本結(jié)構(gòu)(1)工況載荷。介質(zhì)壓力和溫度是主要操作工圖2管箱球膜隔膜結(jié)構(gòu)參數(shù)●●?●●●●●●●?●●●●●●●?●●●●??●●●●●●●?●?●_●?_●●-●???●●●?●●●??●-●●●●●●????-●●●●●?作者簡介：陳孫藝(1965一)，男，廣東化州人，工學(xué)博士，教授級(jí)高級(jí)工程師。主要研究方向?yàn)槌袎涸O(shè)備設(shè)計(jì)開發(fā)、制造工藝、圖1管箱立；}6部隔膜密封失效分析及技術(shù)管理。第4期陳孫藝換
5、熱器管箱密封隔膜的受力狀態(tài)及組裝技術(shù)．39一操作中，如果隔膜的熱膨脹徑向位移正好彌補(bǔ)了安裝時(shí)焊接收縮的徑向位移，則處于平面無應(yīng)力作用的松弛狀態(tài)；(3)正常操作中，介質(zhì)壓力垂直作用于板面，使圓平板隔膜彎曲成微拱形，應(yīng)力則是拉伸的張緊狀態(tài)；(4)JH常操作中，如果隔膜的熱膨脹徑向位移大于接觸結(jié)構(gòu)的徑向位移，則處于周邊壓應(yīng)力作用的狀態(tài)，壓應(yīng)力超過臨界應(yīng)力后會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)屈曲的微拱形，但此時(shí)的應(yīng)力是壓縮的張緊狀態(tài)。如果后兩種狀態(tài)疊加在一起，拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力相抵消后的應(yīng)力狀態(tài)不明，但隔膜還是微拱形。2．2球面隔膜
6、的受力狀態(tài)球面隔膜也有四種受力狀態(tài)：(1)在安裝時(shí)，圖3密封焊結(jié)構(gòu)周邊與接觸結(jié)構(gòu)的密封焊接時(shí)焊縫的冷卻收縮使其處于球面均勻拉伸的張緊狀態(tài)，膜面仍然是球從工程實(shí)踐看，密封隔膜主要分為圓平板面；(2)開停車操作中，如果隔膜的熱膨脹徑向位隔膜和球面隔膜兩類，從發(fā)展歷程看，當(dāng)圓平板移正好彌補(bǔ)了安裝時(shí)焊接收縮的徑向位移，則處隔膜無法適應(yīng)波動(dòng)工況時(shí)出現(xiàn)了球面隔膜。理論于球面無應(yīng)力作用的松弛狀態(tài)；(3)t常操作中，上，球面隔膜是更一般的普通結(jié)構(gòu)，圓平板隔膜介質(zhì)壓力垂直作用于膜面，使球面隔膜趨于變只是球面隔膜當(dāng)球面半
7、徑趨于無窮大時(shí)的特例，平，應(yīng)力則是壓縮的張緊狀態(tài)；(4)正常操作中，兩者的力學(xué)行為具有關(guān)聯(lián)和相貫性，應(yīng)分別分析如果隔膜的彈性變形徑向位移大于接觸結(jié)構(gòu)的徑后一起比較。向位移，膜面無法變平仍然是球面，則處于周邊工程實(shí)踐中，管箱端口與法蘭強(qiáng)制夾持隔膜壓應(yīng)力作用的狀態(tài)。如果后兩種狀態(tài)疊加在一或者再加上隔膜與接觸結(jié)構(gòu)的密封焊接都可看作起，會(huì)使球面隔膜處于周邊壓應(yīng)力水平更高的狀是固支邊界的結(jié)構(gòu)。而螺紋鎖緊環(huán)式管箱里的隔態(tài)。膜板式密封盤之所以具有周邊自緊密封功能，是在隔膜安裝和設(shè)備操作中，管箱密封的圓平隔膜板與背環(huán)
8、之間采用了線接觸安裝，不是密封板隔膜有彎曲成微拱形的趨勢，球面隔膜有趨平面接觸安裝，密封盤周邊可以線接觸處作為杠桿的形變，兩者變形趨勢相反，正常操作中的高壓支點(diǎn)，產(chǎn)生高達(dá)5。傾角的軸對稱彎曲變形】，不作用是主要的受力形態(tài)。存在密封盤周邊被強(qiáng)制夾持的功能，因此宜看作周邊簡支的結(jié)構(gòu)。為了便于討論應(yīng)力的變化，應(yīng)3密封焊的可靠性分析對兩種周邊結(jié)構(gòu)一起分析。3．1密封失效分析2隔膜的受力狀態(tài)及其形變焊縫受力分析表明，運(yùn)行載荷通過焊縫兩側(cè)相連接件施加給焊縫很大的應(yīng)力
