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焊管 2024年第9期47卷 14-20页

作者：刘磊单新煜毕逢东薛庆王凡任国琪中国石油天然气股份有限公司天然气销售分公司北京100101 中国石油集团工程材料研究院有限公司西安710077

针对小直径薄壁钢制管道用B型套筒修复过程中,出现标准要求不一致、套筒几何尺寸不合理、角焊缝处应力集中导致延迟开裂等问题,以外径273 mm、钢级L245的钢管为研究对象,建立B型套筒与钢管的有限元模型,分析B型套筒的长度、厚度、焊缝... 详细信息

针对小直径薄壁钢制管道用B型套筒修复过程中,出现标准要求不一致、套筒几何尺寸不合理、角焊缝处应力集中导致延迟开裂等问题,以外径273 mm、钢级L245的钢管为研究对象,建立B型套筒与钢管的有限元模型,分析B型套筒的长度、厚度、焊缝形式以及安装间隙对套筒角焊缝应力的影响。结果表明,在采用B型套筒修复钢管时,在地质稳定区,套筒壁厚不小于11.3 mm,对于地质不稳定区,套筒壁厚应为11.3~17 mm;通过控制角焊缝宽度为焊缝高度的1.5倍,可有效降低角焊缝处的应力,从而降低套筒角焊缝处开裂的几率;在安装B型套筒时,将安装间隙控制在1~4 mm范围内,可有效避免钢管几何偏差、焊接工作量等对套筒安装和焊缝应力的影响。

关键词：管体缺陷修复 B型套筒角焊缝开裂角焊缝应力

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圆钢管相贯节点角焊缝受力特点及面内抗弯承载力计算理论

圆钢管相贯节点角焊缝受力特点及面内抗弯承载力计算理论

引用

作者：李晨南京工业大学

学位级别：硕士

相贯节点由于有构造简单、外表美观、节省钢材且易于维护等优点被广泛应用于建筑结构、杆塔结构及海洋平台结构。相贯角焊缝是影响节点承载力特性的重要因素,但是关于相贯角焊缝受力特点的研究尚不多见。实际工程中相贯节点除了承受轴... 详细信息

相贯节点由于有构造简单、外表美观、节省钢材且易于维护等优点被广泛应用于建筑结构、杆塔结构及海洋平台结构。相贯角焊缝是影响节点承载力特性的重要因素,但是关于相贯角焊缝受力特点的研究尚不多见。实际工程中相贯节点除了承受轴向荷载外还受面内弯矩的作用,但是目前《钢结构设计规范》中仅给出支管受轴力作用下相贯节点承载力的计算公式,未对相贯节点面内抗弯承载力进行规定。本文对平面K型、空间KK型相贯节点进行模拟分析,考察角焊缝的应力分布、发展及其影响因素。通过T型圆钢管相贯节点面内抗弯承载力的试验研究、非线性有限元模拟以及计算理论分析,探讨了T型圆钢管相贯节点破坏模式、应变发展规律和抗弯承载力特性。本文的主要研究内容和结论如下：(1)平面K型相贯节点角焊缝的受力分析(支管-主管夹角=45°)建立平面K型相贯节点模型,分析支管在轴心拉、压力作用下角焊缝的受力特点,考察角焊缝的应力分布、发展及其影响因素。受拉支管、受压支管相贯角焊缝的最大、最小应力分别为鞍点、跟点;受拉支管相贯角焊缝的最大、最小平均应力分别为冠点、跟点,受压支管相贯角焊缝的最大、最小平均应力分别为鞍点、跟点。随着角焊缝高度的增大,应力差异变小。主管轴压力变化对角焊缝应力分布差异的影响较小。(2)空间KK型相贯节点角焊缝的受力分析建立空间KK型相贯节点模型,分析支管在轴心拉、压力作用下角焊缝的受力特点,考察角焊缝的应力分布、发展及其影响因素。受拉支管、受压支管相贯角焊缝的最大、最小应力分别为鞍点、跟点位置：受拉支管、受压支管相贯角焊缝的最大、最小平均应力分别为鞍点、跟点。随着角焊缝高度的增大,应力差异变小。主管轴压力变化对角焊缝应力分布差异的影响较小。(3)不同主管与支管连接角度时平面K型节点角焊缝的受力分析建立7种不同主管与支管连接角度的平面K型相贯节点模型,分析支管在轴心拉、压力作用下角焊缝的受力特点,考察角焊缝的应力分布、发展及其影响因素。主管与支管连接角度为90°、75°、60°时,受拉支管相贯角焊缝的最大、最小平均应力分别为鞍点、跟点;主管与支管连接角度为45°、37.5°时,受拉支管相贯角焊缝的最大、最小平均应力分别为冠点、跟点;主管与支管连接角度为30°、22.5°时,受拉支管相贯角焊缝的最大、最小平均应力分别为冠点、鞍点。主管与支管连接角度为90°、75°、60°、45°时,受压支管相贯角焊缝的最大、最小平均应力分别为鞍点、跟点;主管与支管连接角度为37.5°、30°、22.5°时,受压支管相贯角焊缝的最大、最小平均应力分别为冠点、跟点位置。(4)T型圆钢管相贯节点面内抗弯承载力计算理论开展T型圆钢管相贯节点面内抗弯承载力的试验研究、非线性有限元模拟,探讨了T型圆钢管相贯节点的破坏模式、应变发展规律和抗弯承载力特性;试验中主管受压侧应变发展较快,当节点荷载临近极限承载力时,T型相贯节点主管受压侧发生明显凹陷的局部屈曲;继续增加荷载,试验结束时焊缝产生撕裂破坏。同时,开展相贯节点的非线性有限元模拟,分析得到节点的失效模式、承载力与试验均吻合较好。基于试验研究和非线性有限元模拟,考察相贯节点抗弯承载力的主要影响因素,提出节点抗弯承载力计算理论;节点承载力的计算值与国外规范计算值、有限元模拟值吻合较好,验证所建议的相贯节点承载力计算理论合理正确。(5)设置加劲肋T型圆钢管相贯节点面内抗弯承载力特性开展设置加劲肋T型圆钢管相贯节点面内抗弯承载力的试验研究、非线性有限元模拟分析,探讨了设置加劲肋T型相贯节点的破坏模式、应变发展规律和抗弯承载力特性;试验中主管受压侧加劲肋附近应变发展较快,当节点荷载临近极限承载力时,节点主管受压侧加劲肋附近发生明显凹陷的局部屈曲,同时加劲肋发生面外弯曲失稳;设置加劲肋节点面内抗弯承载力比无加劲肋节点承载力明显提高,说明设置加劲肋后有效提高了节点抵抗变形的能力,增加了节点的刚度和强度,使节点承载力有大幅度的提升。同时,开展相贯节点的非线性有限元模拟,分析得到节点的失效模式、承载力与试验均吻合较好。基于非线性有限元模拟,考察加劲肋布置方式和尺寸对抗弯承载力的影响,提出合理的加劲肋布置方式。最后,对本文的研究工作进行归纳和总结,并提出了今后有待进一步解决的研究课题。

关键词：圆钢管相贯节点角焊缝应力面内抗弯承载力失效模式加劲节点

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锅炉T形接头角焊缝裂纹的原因分析

引用

中国特种设备安全 2018年第11期34卷 51-52,76页

作者：韦谞深河南省锅炉压力容器安全检测研究院新乡分院新乡453003

本文通过对卧式内燃锅炉的内部检验,发现回燃式卧式内燃锅炉前管板与锅壳筒体采用T形接头,不符合《锅炉安全技术监察规程》第3.7.2条要求,随对T形接头角焊缝进行渗透探伤检测,发现右侧角焊缝有一长15mm的裂纹。经过对裂纹产生的原因进... 详细信息

本文通过对卧式内燃锅炉的内部检验,发现回燃式卧式内燃锅炉前管板与锅壳筒体采用T形接头,不符合《锅炉安全技术监察规程》第3.7.2条要求,随对T形接头角焊缝进行渗透探伤检测,发现右侧角焊缝有一长15mm的裂纹。经过对裂纹产生的原因进行认真分析,认为高温区采用T形接头是裂纹产生的根本原因,提出在对该型式锅炉内部检验时要对T形接头角焊缝增加无损检测项目,并要求使用单位尽快更换锅炉。

关键词： T形接头角焊缝应力疲劳高温裂纹

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