10000m_3球罐整体热处理强度及刚度计算_姚志燕
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大型球罐整体热处理增效方法摘要:由于大型球罐在企事业单位的普遍应用,基于消除对球罐焊接后产生破坏性应力,本文从球罐热处理的原理及要点,利用数值分析对球罐加装导流装置前后的热处理效果进行比较分析,确定大型球罐整体热处理的增效方法。
关键词:大型球罐热处理数值分析导流装置引言随着化工产业的发展,大型球罐的需用量也随之增大。
然而大型球罐焊接完成后焊缝留有焊接残余应力,有的可达到材料屈服极限,危害极大。
为此大型球罐通常在焊后进行整体热处理[1]以稳定结构尺寸改善焊缝、热影响区的组织,使淬火组织软化,从而改善焊接接头的性能,降低硬度、提髙塑性、断裂韧度及疲劳强度。
工程中,球罐进行整体热处理时,壁面最大温差须控制在一定范围内。
目前对体积> 2000m?的球罐采用内部燃烧加热整体热处理很难达到工艺要求。
文献[2]研究表明,在球罐采用整体热处理时,髙温燃烧产物中的一部分直接由下人孔沿球罐中心轴对称从上人孔排出,对球罐壁面的传热几乎没有作贡献;而另一部分沿中心轴到达上人孔附近后,再沿球罐内壁向下人孔方向流动,同时与壁面发生热交换使壁面温度升高,并损失部分热量,使其向球罐下部流动时与罐壁面的热交换量逐步减少,导致球罐壁面温度从上向下依次降低,从而产生壁面温差。
对体积较大的球罐,上述热处理方法会使其壁面最大温差加大而超过工艺要求的范围。
由此可知,要尽可能消除壁而温差,需加强罐内燃烧产物的循环以及与球罐壁面的对流传热过程,并尽可能降低燃烧产物的直接排出。
通过在球罐内部添加导流板等装置以增加燃烧气流在罐内回转的强度形成良好循环,并使回转气流与壁而发生尽可能多的热量交换减小能量损失,从而降低壁面温差提髙热效率。
一、改进方法在文献[2]的基础上,改进球罐内部喷射燃烧整体热处理,用计算流体力学模型对其内部流场结构进行数值模拟,结果表明,热流控制装置是热处理成功的关键。
温控装置的使用避免了通常情况下整体现场热处理球体上部温度高于下部温度的难点。
球罐整体热处理温度场的非稳态计算及应用以球罐整体热处理温度场的非稳态计算及应用为标题球罐是一种常见的储存设备,常用于石油、化工等行业。
在球罐的制造过程中,为了提高其强度和耐久性,常常需要进行热处理。
而球罐整体热处理温度场的非稳态计算及应用是一个关键问题,本文将对其进行探讨。
我们来了解一下球罐整体热处理的过程。
球罐在制造过程中,通常会通过加热使其达到一定温度,然后再通过冷却使其温度下降。
这个过程是一个非稳态过程,即温度随时间的变化而变化。
为了确保球罐的质量和性能,需要对整个热处理过程进行全面的分析和计算。
在球罐整体热处理温度场的非稳态计算中,需要考虑多个因素的影响。
首先是球罐的几何形状和材料特性。
不同形状和材料的球罐在受热和冷却过程中会有不同的温度分布和变化规律。
其次是热源的温度和热传导等热学参数。
热源的温度和热传导对球罐的温度分布和变化速率有重要影响。
此外,还需要考虑外界环境的影响,如环境温度和风速等因素。
为了对球罐整体热处理温度场进行非稳态计算,可以采用数值模拟的方法。
数值模拟可以通过建立数学模型和求解偏微分方程来模拟和计算球罐的温度场。
这种方法可以有效地预测和分析球罐在不同条件下的温度变化规律,从而指导实际生产中的热处理过程。
除了计算球罐整体热处理温度场外,这个问题还有一些实际应用。
首先,通过对球罐整体热处理温度场的计算,可以优化热处理工艺参数的选择。
通过调整加热和冷却的温度和时间等参数,可以使球罐的温度分布更加均匀,从而提高其质量和性能。
其次,可以通过计算球罐的温度变化规律,来预测球罐在使用过程中的温度变化。
这对于球罐的设计和维护具有重要意义。
球罐整体热处理温度场的非稳态计算及应用是一个关键问题。
通过对球罐的几何形状、材料特性、热源温度、热传导等热学参数以及外界环境的考虑,可以通过数值模拟的方法进行非稳态计算。
这个问题的应用包括优化热处理工艺参数和预测球罐的温度变化规律。
通过对这个问题的研究,可以提高球罐的质量和性能,为实际生产提供指导。
球罐整体热处理[摘要]本文概述了球罐焊后进行整体热处理的目的、方法,并详细说明了为保证球罐整体热处理效果,采用燃油内燃法对球罐进行整体消除应力热处理的一般施工过程,以及进行整体热处理时的工艺控制。
[关键词]球罐、焊接、燃油内燃法、整体热处理中图分类号:tg162 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)05-0007-01球罐是指容积为200-10000m3的大型储存球形压力容器,其内径一般达7-26m左右,由于其体积庞大不便于运输,建造过程需分两个步骤进行,首先在工厂压制好球壳板,再将球壳板运到使用现场进行组焊而成。
由于球罐所盛装的介质大多为易燃易爆气体或液化气体,长期在较高的工作压力状态下运行,一旦发生爆破事故,将带来重大损失。
组焊时焊件的约束度较大以及现场组焊条件恶劣等原因,现场组焊后会产生较大的焊接应力,这是焊缝产生裂纹的基本因素之一。
为了消除焊接残余应力引发的裂纹,采用整体退火的热处理措施来消除焊接残余应力,目的是改善焊缝及热影响区的应力分布状态,降低或消除焊接残余应力,降低表面硬度,提高材料的韧性、塑性及球罐的耐疲劳强度,防止延迟裂纹的出现,保证球罐的使用安全。
1.球罐整体热处理方法球罐主体材料一般为低合金碳素钢,焊后整体热处理就是让焊接构件置于再结晶温度以上、临界温度acl点以下100-200℃(500-650℃)的条件下保温一定的时间后缓冷。
国内外对球罐整体热处理的施工方法有电加热法、燃油内燃法、爆炸法、以及化学加热法等,目前在我国电加热法及燃油内燃法的技术工艺较为成熟。
由于电加热法只适用于400m3以下的小型球罐,而燃油内燃法以热处理时间短、现场施工方便、成本低及适应性强等优点而被施工单位所普遍采用。
2.燃油内燃法热处理技术球罐整体热处理采用燃油内燃法进行,施工时将燃烧器安装在球罐的下人孔位置,以球罐本身为燃烧室,选用柴油为燃料,通过鼓风机送风和喷嘴将柴油喷入并雾化,由电子点火器点燃,随着燃油不断燃烧而产生的高温气流在球罐内壁对流传导和火焰热量辐射作用,使球罐不断升温至热处理工艺所要求的温度,同时球罐外表面包保温材料防止热量的散失。