催化装置外取热管程出口三通焊缝开裂失效分析

摘要

三通是一种重要构件，其大量地用于工业生产的各个领域，但三通结构由于结构变化不连续，在相贯线处往往形成极大的应力集中，并且由于生产制造前后的某些原因，三通结构往往存在气泡、裂纹等缺陷，这更使得三通成为实际工程中易于发生破坏的构件。因此，三通的失效分析对保障装置长周期安全运行有着重要意义。
　　本文以工程实际中催化装置外取热器进出口水汽管开裂失效为背景，对其出口三通的焊缝开裂进行研究，探讨了其开裂失效的原因，并在此基础上给出改进建议和防治措施，对预防此类失效事故的发生有一定的参考作用。
　　首先，本文运用有限元分析方法对整体三通进行有限元应力分析，探讨了仅受内压作用下三通的强度问题，并对三通焊缝处的应力集中情况进行了讨论；其次，通过对设备循环水的水质分析、失效三通试样断口的宏观分析和微观分析、三通材料的化学成分分析和材料微观组织分析，对焊缝处裂纹的产生及破坏进行了分析和研究；最后，为了讨论焊缝处裂纹对三通结构承载能力的影响，根据断裂力学基本原理，对三通焊缝处半椭圆形裂纹进行了应力强度因子分析，得到了裂纹前缘应力强度因子值的分布情况，并与临界应力强度因子KIC作比较探讨了裂纹的扩展情况及扩展原因，同时对裂纹长度及裂纹深度的变化对应力强度因子的影响进行了研究。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 研究背景

1.3 课题来源及相关情况介绍

1.4 研究现状

1.5 本文研究的主要内容

第2章 整体三通的有限元应力分析

2.1 有限元介绍

2.2 三通模型的建立

2.3 求解以及后处理

2.4 本章小结

第3章 三通焊缝开裂失效分析

3.1 水质分析

3.2 三通的宏观分析

3.3 断口的微观分析

3.4 材料的化学成分分析

3.5 材料地微观组织分析

3.6 本章小结

第4章 三通焊缝处半椭圆形裂纹的应力强度因子分析

4.1 引言

4.2 焊缝处半椭圆形裂纹的建立

4.3 裂纹前缘应力强度因子分析

4.4 裂纹中心应力强度因子的研究

第5章 总结与建议

5.1 总结

5.2 改进建议和实施情况

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

致谢