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超高压容器开孔处裂纹最深点处应力强度因子的计算方法

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机电工程 2024年第6期41卷 1109-1115页

作者：汪志福秦宗川张羽牛铮范海俊戴兴旺合肥通用机械研究院有限公司国家压力容器与管道安全工程技术研究中心安徽合肥230031 河南中原特钢装备制造有限公司河南济源459000

由于超高压容器开孔处的应力梯度变化很大,通常由最小二乘法拟合的三次多项式往往与实际的应力分布之间存在较大偏差。针对这一问题,提出了一种分段插值求解的计算方法。首先,基于应力强度因子及通用权函数的理论,推导出了常数插值、线... 详细信息

由于超高压容器开孔处的应力梯度变化很大,通常由最小二乘法拟合的三次多项式往往与实际的应力分布之间存在较大偏差。针对这一问题,提出了一种分段插值求解的计算方法。首先,基于应力强度因子及通用权函数的理论,推导出了常数插值、线性插值、二次插值求解的计算公式;其次,结合工程实例,基于无裂纹体的弹性应力分析,对比分析了常规最小二乘法与常数插值、线性插值、二次插值的应力分布表征精度及应力强度因子计算结果,确定了线性插值和二次插值方法的可靠性;然后,分析了数据采集量对线性插值和二次插值计算结果的影响,确定了线性插值方法的实用性;最后,对线性插值与有限元分析的计算结果进行了分析验证。研究结果表明:应力分布表征精度为“最小二乘法<常数插值<线性插值<二次插值”,计算结果相对误差约为15%;随着采集数据量的增加,采用线性插值方法的计算结果能较快收敛,更适合于工程计算;线性插值与有限元法的计算结果高度一致,证明了线性插值计算的可靠性。

关键词：超高压容器开孔处应力强度因子通用权函数分段插值求解计算方法裂纹最深点处线性插值计算方法

2507超级双相钢焊接工艺分析及其在中压分解塔中的应用

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中国设备工程 2018年第8期 179-181页

作者：陈美全王传标范海俊合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031

通过对2507超级双相钢的焊接性能进行分析并制定焊接工艺,工艺评定合格后应用于中压分解塔的制造。结果表明,该工艺方法合理、可行,施焊效果良好,确保了中压分解塔的焊接质量,各项试验结果符合设计技术要求。

关键词： 2507超级双相钢焊接工艺中压分解塔

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大型金属壁全容式LNG储罐结构对比

大型金属壁全容式LNG储罐结构对比

第九届全国压力容器学术会议

作者：范海俊朱金花张新建合肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术研究中心

GB 50183-2015《石油天然气工程设计防火规范》对大型LNG储罐的防火间距提出了更高的要求,基于安全防护、投资规模等诸多因素的考虑,全容式LNG储罐逐步代替单容式LNG储罐成为发展的主流。结合EN 14620等国内外相关标准,近几年国内相继... 详细信息

GB 50183-2015《石油天然气工程设计防火规范》对大型LNG储罐的防火间距提出了更高的要求,基于安全防护、投资规模等诸多因素的考虑,全容式LNG储罐逐步代替单容式LNG储罐成为发展的主流。结合EN 14620等国内外相关标准,近几年国内相继开发出了双金属壁全容式LNG储罐以及三金属壁全容式LNG储罐。通过对这两种金属壁全容式LNG储罐的结构形式、绝热性能、施工工艺、建造周期及费用等方面进行对比分析,得出两种结构的优缺点,分析结果可为大型全容式LNG储罐的设计建造提供参考。

关键词： LNG储罐全容式金属壁结构

来源： cnki会议评论

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发夹式换热器异形法兰及封头的设计

管道技术与设备 2020年第3期 40-45页

作者：范海俊牛铮姚佐权合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031 国家压力容器与管道安全工程技术研究中心安徽合肥230031

发夹式换热器后端壳程连接处常采用异形法兰和封头的结构,标准中并未列出相关结构设计和计算方法,给设计带来很多困难。文中结合一台壳程压力7.3 MPa并伴有温度疲劳载荷作用的发夹式换热器,首先对其异形法兰和封头进行结构优化设计,再... 详细信息

发夹式换热器后端壳程连接处常采用异形法兰和封头的结构,标准中并未列出相关结构设计和计算方法,给设计带来很多困难。文中结合一台壳程压力7.3 MPa并伴有温度疲劳载荷作用的发夹式换热器,首先对其异形法兰和封头进行结构优化设计,再利用规则设计方法确定结构的初步尺寸,最终按GB/T 151—2014确定计算工况后进行有限元应力校核。结果表明,规则设计方法计算出的结构应力偏低;尤其对异形封头,因异形法兰对其影响,其结构尺寸必须通过有限元分析进行校核。

关键词：发夹式换热器异形法兰封头规则设计有限元分析应力

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大型液化气球罐现场安装技术及质量管理

化工装备技术 2016年第3期37卷 59-62页

作者：范海俊张新建牛铮合肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术研究中心

针对国内大型丙烷及混合碳四球罐现场安装工程,结合球罐安装工程的特点,制定了覆盖原材料入场复验、现场组装、焊接、焊后热处理、无损检测以及水压试验等各方面的安装技术要求,并对这些重要节点提出了相关的质量管理措施。对球罐安装... 详细信息

针对国内大型丙烷及混合碳四球罐现场安装工程,结合球罐安装工程的特点,制定了覆盖原材料入场复验、现场组装、焊接、焊后热处理、无损检测以及水压试验等各方面的安装技术要求,并对这些重要节点提出了相关的质量管理措施。对球罐安装现场建立了包含业主、总承包单位、施工单位以及监理单位的质量管理体系,对安装过程严把质量关,以确保按照安装技术要求建造的球罐安全运行并满足工艺要求。

关键词：大型球罐丙烷安装技术要求质量管理液化气

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大温差薄管板气体换热器的选型与设计

大温差薄管板气体换热器的选型与设计

基于ANSYS的三通道储罐结构加固及修复技术

第十届全国压力容器学术会议

作者：范海俊秦宗川徐鹏陈梦真郑健合肥通用机械研究院有限公司国家压力容器与管道安全工程技术研究中心

氦气空气换热器中管壳程两侧温差很大,一般结构形式难以满足要求。因低温氦气热容大、导热系数高,类比余热锅炉的管壳程介质特点,借鉴GB/T151中挠性管板的设计方法,选择固定管板式换热器作为其结构形式,管板选用薄管板;结合其破坏和失... 详细信息

氦气空气换热器中管壳程两侧温差很大,一般结构形式难以满足要求。因低温氦气热容大、导热系数高,类比余热锅炉的管壳程介质特点,借鉴GB/T151中挠性管板的设计方法,选择固定管板式换热器作为其结构形式,管板选用薄管板;结合其破坏和失效形式,进行了合理的隔热布局和结构设计,利用ANSYS按照标准对其进行多工况应力分析,结合JB4732的方法完成应力评定,确保该换热器的结构选型和详细设计满足要求。

关键词：薄管板隔热热应力结构设计有限元分析

来源： cnki会议评论

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管道技术与设备 2020年第2期 46-50页

作者：牛铮范海俊姚佐权合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031 国家压力容器与管道安全工程技术研究中心安徽合肥230031

以一台三通道储罐为分析对象,此储罐在轻微压力环境下即发生了局部开裂。以ANSYS有限元方法为基础,通过在内部合理布置T型钢加强筋的方式进行结构加固。并在确保结构强度的前提下,计算出了板制T型钢厚度的最优解。自加固修复后,此三通... 详细信息

以一台三通道储罐为分析对象,此储罐在轻微压力环境下即发生了局部开裂。以ANSYS有限元方法为基础,通过在内部合理布置T型钢加强筋的方式进行结构加固。并在确保结构强度的前提下,计算出了板制T型钢厚度的最优解。自加固修复后,此三通道储罐已安全运行2 a以上,这种基于ANSYS的结构加固及修复技术,体现了良好的工程实用性和经济性。

关键词：三通道储罐开裂 ANSYS 结构加固修复

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大型LNG双金属壁和三金属壁全容罐对比

煤气与热力 2019年第5期39卷 10004-10007,10012,10044,10045页

作者：范海俊朱金花戴兴旺牛铮中国科学技术大学安徽合肥230026 合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031 国家压力容器与管道安全工程技术研究中心安徽合肥230031

考虑到大型LNG接收站中采用混凝土次容器的全容罐造价过高、制造安装工艺复杂,针对城市调峰和液化厂项目中公称容积5×10~4m^3以下的LNG储罐,根据GB/T 26978—2011《现场组装立式圆筒平底钢质液化天然气储罐的设计与建造》等标准规范的... 详细信息

考虑到大型LNG接收站中采用混凝土次容器的全容罐造价过高、制造安装工艺复杂,针对城市调峰和液化厂项目中公称容积5×10~4m^3以下的LNG储罐,根据GB/T 26978—2011《现场组装立式圆筒平底钢质液化天然气储罐的设计与建造》等标准规范的要求,设计了性价比更高的金属壁全容罐。虽然相关标准对金属壁全容罐有所定义,但是此种储罐国外尚未有先例,国内的实例较少。以某地在建的1台25 000 m^3全容罐作为分析对象,对LNG双金属壁全容罐、三金属壁全容罐的结构形式、绝热性能、施工工艺、施工工期、造价进行对比分析,分析两种结构的优缺点。双金属壁全容罐和三金属壁全容罐各方面指标均能够达到标准规范中金属壁全容罐的要求。双金属壁全容罐和三金属壁全容罐在占地面积、工程造价以及施工工期方面无明显的差异。三金属壁全容罐在绝热性能以及施工工艺方面,比双金属壁全容罐具有一定优势,更加安全可靠和节能。

关键词： LNG储罐双金属壁三金属壁全容罐结构绝热性能

多层包扎高压容器筒体与球形封头连接部位的结构分析与优化

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石油化工设备技术 2021年第2期42卷 7-10,19,I0001页

作者：范海俊朱金花牛铮姚佐权合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031 国家压力容器与管道安全工程技术研究中心安徽合肥230031

石油化工以及航空航天行业中经常需要使用大型高压容器作为反应或储存容器,受制于材料厚度以及单层筒体壁厚方向力学性能均匀性问题,筒体常采用多层包扎的形式,封头一般采用受力状态良好又节约材料的单层球形封头。根据中径公式,筒体壁... 详细信息

石油化工以及航空航天行业中经常需要使用大型高压容器作为反应或储存容器,受制于材料厚度以及单层筒体壁厚方向力学性能均匀性问题,筒体常采用多层包扎的形式,封头一般采用受力状态良好又节约材料的单层球形封头。根据中径公式,筒体壁厚大约是球形封头壁厚的2倍。但由于二者连接的部位结构突变,存在应力集中和边缘应力,因此其壁厚比例关系以及连接形式值得探讨。文章通过分析若干种局部连接结构形式并对其有限元分析结果进行对比,给出该局部结构的优化路径,为类似容器的设计提供参考。

关键词：高压容器多层包扎筒体球形封头连接结构