基于ABAQUS液氨储罐管座角接头应力计算.pdf

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1、基于ABAQUS液氨储罐管座角接头应力计算姜运建，李文彬，牛晓光，冯砚厅。郑相锋(1．天津大学材料科学与工程学院，天津300072；2．河北省电力研究院，河北石家庄050021)摘要：液氨储罐排污门管座角接头由于制造中采用未开坡口单面焊结构，使用中出现开裂失效。采用有限元软件ABAQUS对3种类型的管座角接头进行了应力计算，并与实际开裂情况进行了比较。研究结果表明：开坡口全焊透的角接头筒体内壁所受应力最小，未开坡I：3双面焊角接头应力中等，未开坡口单面焊角接头开孔处简体内壁所受应力最大，与液氨储罐排污门管座角接头开裂情况一致

2、。在重要场合要避免使用未开坡口的单面焊接的管座角接头结构。关键词：液氨储罐；管座；角接头；ABAQUS中图分类号：TQ053．2；TQ050．2文献标识码：A文章编号：1001—4837(2011)02—0028—05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2011．02．006StressComputationonTubeSocketFilletJointofLiquidAmmoniaTanksBasedonABAQUSJIANGYun—jian一，LIWen—bin，NIUXiao—guang，FENG

3、Yan—ting．ZHENGXiang—feng(1．SchoolofMaterialScienceandEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2．HebeiE—lectricPowerResearchInstitute，Shijiazhuang050021，China)Abstract：Tubesocketfilletiointofliquidammoniatankswasinvalidedinserviee．duetoone—sideweldingstruct

4、urewithoutgroove．Stresscomputationsontubesocketfilletjointofthreetypesarecondue—tedwiththeABAQUScode．Thecalculationresultsandactualobservationarecompared．TheobtainedresultsshowthatthestressintheinsidewallofcylinderfullyweldedwithgrooveiSthesmallest．Thestressisthemi

5、ddleforthedouble——sideweldedstructurewithoutgrooveandisthebiggestfortheone——sideweldedstructurewithoutgroove．Calculationresultsareconsistentwiththecrackobservationofaen—gineeringtubesocketfilletjointofliquidammoniatanks．Thetubesocketfilletjointone—sideweldedstructu

6、rewithoutgrooveshouldbeavoidtobeusedforimportantoccasions．Keywords：liquidammoniatanks；tubesocket；filletjoint；ABAQUS开裂接管角接头如图1所示，并伴有氮气泄露现0引言象。该液氨储罐为三类压力容器，2009年3月l8日，设备安装竣工后投入使用，2009年5月27某电厂在对液氨储罐使用氮气进行置换工作Et，发现排污门管座角接头处开裂，使用时间仅2时，发现液氨储罐底部排污门管座角接头处开裂，个多月。第28卷第2期压力容器

7、总第219期开裂接管材料16MnII；规格5mm×15mm。后经进一步检验发现，该接管角焊缝结构设计为全焊透结构，但在实际制造过程中，由于制造工人的疏忽造成该角接头为未开坡口单面焊结构，仅在简体外部进行了角焊缝焊接。文中对该液氨储罐的管座角接头进行有限元应力计算⋯，对角接头在可能的几种情况下开孔处简体进行了图1液氨储罐及接管角接头开裂示意应力分析。液氨储罐的内径2800mm，长13532mm，容积80m，其余参数见表l。1角接头不同结构及有限元模型表1液氨储罐的主要参数项目设计参数1．1角接头不同结构设计压力／MPa2．2在

8、容器中接管与简体角接头结构主要有开坡设计温度／℃5O筒体、封头材料l6MnR口全焊透、未开坡口双面焊接和未开坡口单面焊筒体厚度／ram24接等结构形式，如图2所示。(a)开坡口全焊透结构(b)未开坡口双面焊结构(c)未开坡口单面焊结构图2管座角接头结构示意1．2有限元模型1．2．1有限元网