手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
螺紋連接的第一個螺紋接頭屬于壓力容器的范圍，有關(guān)重大事故也常見報道。某廠第三套聚乙烯裝置由于高壓氣體的法蘭螺栓材料質(zhì)量不好，造成大量乙烯氣體泄漏引起爆炸停產(chǎn)事故，某所一臺內(nèi)徑為130mm、工作壓力150MPa的等靜壓超高壓容器，工作不到40個循環(huán)，就在其頂部首牙處應(yīng)力集中嚴(yán)重部位橫斷破壞。
高壓聚乙烯裝置脈沖閥主體結(jié)構(gòu)如圖所示，進(jìn)口螺栓跨中均布，出口螺栓對中均布。文獻(xiàn)報道，閥體進(jìn)出口法蘭盤的緊固螺栓各8支，按圖紙要求，每支螺栓螺母緊固扭矩應(yīng)控制在604.77(m·kg)。約1年多后對該閥進(jìn)行解體檢查和裝配，進(jìn)行了318MPa壓力試驗，合格后重新投入使用，當(dāng)壓力升至250MPa時，發(fā)現(xiàn)脈沖閥聲音異常，降壓后解體檢查發(fā)現(xiàn)脈沖閥進(jìn)口法蘭螺栓斷裂。螺栓的斷裂和一支螺栓的裂紋均發(fā)生在相同部位，即與法蘭盤端面相對應(yīng)部位，斷裂表面基本與螺栓軸向垂直，斷口附近金屬未發(fā)生明顯塑性變形。本研究進(jìn)一步對該閥的螺紋連接進(jìn)行強度分析及前人分析中存在的問題作全面分析。
超高壓脈沖閥承受周期性載荷，隨著脈沖的開關(guān)，閥的入口壓力實現(xiàn)降壓和升壓。壓降大約在40MPa。一般脈沖周期設(shè)定為28，脈沖深度設(shè)定為1.5-2.0s。在循環(huán)運行過程中，閥的出口伴隨著一個“反焦耳-湯姆遜”現(xiàn)象，閥的出口溫度會上升到2900℃左右�；炯夹g(shù)參數(shù)如下：設(shè)計壓力290MPa，設(shè)計溫度3430℃，密封實驗壓力290MPa，閥體實驗壓力345MPa，正常工作壓力228MPa，工作溫度2460℃。
文獻(xiàn)認(rèn)為，斷裂螺栓材料的化學(xué)成分符合美國AISI4340H標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，螺栓顯微組織均屬正常4340H高強度鋼調(diào)質(zhì)處理的典型組織，即回火索氏體。螺栓材料化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能均正常，斷裂屬于交變應(yīng)力作用下發(fā)生的疲勞斷裂，原因是高壓應(yīng)力脈動、螺栓周圍的氣體中含有氯離子、螺栓不均勻受力，建議螺栓采用高強度不銹鋼制作。兩組斷裂螺栓的實際屈服強度見表2Cz70表中的換算強度是作者根據(jù)硬度平均值對照GB/T1172-1999《黑色金屬硬度及強度換算值》插值計算而得，高出直接檢測平均值，說明檢測結(jié)果可靠。分析表可知，室溫下兩組螺栓的實際屈服強度及沖擊韌性與AISI4340H的典型數(shù)據(jù)非常接近，可以初步推斷工作溫度或設(shè)計溫度下兩組螺栓的實際屈服強度也與AISI4340H的典型數(shù)據(jù)接近。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
杭州納泰科技咨詢有限公司
本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司www.hanpinfa.cn，轉(zhuǎn)載請注明出處和相關(guān)鏈接！