福建梅花山隧道岩爆机理的数值模拟分析研究

受隧道分步施工开挖顺序的影响,隧道围岩内将会产生应力应变的非线性变化,在高地应力区域这种力学效应将更加明显,并会引起岩爆、片帮等严重地质灾害。文章结合福建梅花山铁路隧道工程实例,利用3D-Sigma软件建立三维隧道开挖数值模型,以实测应力数据为边界条件并利用Hoek-Brown强度准则估算确定岩体的输入参数,分析了开挖过程中开挖步骤的相互影响,以及隧道的三维时空应力场的变化规律。结果表明,隧道在高地应力作用下,拱顶形成压应力集中,拱肩位置形成了剪应力集中,这些应力集中导致洞壁围岩发生脆性破坏,并且后续的开挖作业会影响先前开挖成型的洞段,导致应力集中作用更为明显,加重围岩的破坏;工程实践中实际发生岩爆的位置与数值模拟结果中显示的最大压应力和最大剪应力集中位置对应良好,证明数值模拟结果能很好地揭示该隧道岩爆发生的孕育机理和规律性。     

基于复变函数理论的深埋隧道岩爆特性分析研究

岩爆的准确预测对隧道的安全、快速施工具有重要的意义。文章针对隧道岩爆特征,借助共形映射函数,以无限单连通域的Laurent级数表示的映射函数为基础,应用Muskhelishvili提出的复变函数解法得出侧压力作用下圆形断面的应力统一解;选择合适的岩爆判据,得出岩爆综合评定等级,并将解析计算的结果与数值模拟计算得出的岩爆结果及实际岩爆情况进行对比分析。结果表明:隧道围岩的不同部位出现不同程度的应力集中,开挖后的最大压应力主要位于拱顶处;深埋隧道段围岩开挖后,受构造应力影响的结构面应力会出现突变及应力集中;解析计算结果与数值模拟和实际岩爆结果基本吻合,证明了借助复变函数分析岩爆预判的有效性,对施工有一定的指导作用。     

电弧喷涂锅炉4管保护涂层丝材Ni／Cr45

锅炉4管(即水冷壁管、过热气管、再热器管、节煤气管)的硫化物腐蚀,高温氧化,粒子冲蚀问题,长期严重地困扰着我国各电厂的正常运行及发展。 美国焊接学会标准AWSC2.3-541,英国国家标准BS2569Part2均规定了镍铬合金是锅炉管道有效的防高温腐蚀和耐磨涂层。     

长输管道对接焊缝裂纹的原因分析及对策

为了研究长输管道施工中部分对接焊口焊接裂纹产生的原因,从管道母材的化学成分、机械性能及管端宏观尺寸的偏差情况,焊材化学成分及性能的符合性、施工工艺的执行情况进行了分析,根据分析情况采取了针对的对策,并进行实践验证。结果表明:直缝埋弧焊钢管母材管端的局部直径和圆度偏差造成焊口错边,施工的强力组对使焊口产生较大的组对应力,又因工装选择不合理,致使焊缝根部焊量少、强度不足,最终产生局部焊接裂纹。     

应力分析技术在长输埋地高凝原油管道上的应用

长输埋地高凝原油管道,一旦因应力集中过载出现开裂泄漏,停输抢修时间有限,存在全线凝管的风险。文中首先针对某长输埋地高凝原油管道出现裂纹的原因进行分析,然后采用数值模拟的方法分析出现裂纹的弯头应力集中情况,并对弯头补强前后的受力状态进行分析,最后对埋地高凝原油管道的设计、施工、运行提出建议。     

某化工厂锅炉过热器爆管原因的分析

锅炉是关系到国计民生的重要设备之一，锅炉的过热器是提高锅炉工作效率的辅助设备。然而过热器的换热管爆管事故时有发生。沈阳市某化工厂使用的75／5．3－Y1锅炉的过热器的换热管2000年发生了爆管的事故，在事故的处理处理中，通过对爆管位置及非爆管位置的比较以及现场取样，并对爆裂和非爆裂的换热管进行了化学成分分析，力学性能试验以及金相组织扫描。通过对其结果的比较和分析，结合锅炉的日常工作状态得出该锅炉过热器爆管的原因。     

基于磁记忆管道应力检测信号仿真和实验研究

为了研究应力对磁记忆信号的影响，建立了力磁耦合模型，利用磁导率作为中间量建立磁记忆信号和应力之间的耦合关系。利用有限元法仿真了管道在不同管径、不同壁厚以及不同内压情况下应力集中区的磁记忆信号特征的影响规律，进行了不同内压下磁记忆信号采集实验。研究结果表明：管道的壁厚、管径以及内压都会影响应力集中区的应力，进而使得磁记忆信号发生了变化。     

锅炉水垢的酰洗方法

以锅炉为例，介绍了流体机械产生水垢的原因及其危害。给出了实用的水垢酸洗方法。     

公路桥梁组合跨度结构锚固区应力集中系数研究

为研究公路桥梁组合跨度结构锚固区的应力-应变状态,文章采用LIRA程序建立有限元模型,对公路桥梁组合跨度结构锚固区的应力集中系数进行数值研究,并分析了法向应力沿跨度结构高度和长度分布的性质.所获得的系数可用于现有桥梁设计的耐久性和强度计算,也可用于确定桥梁结构的剩余寿命以及预测其使用寿命.     

静荷载下水平岩层隧道围岩力学行为研究

为研究水平岩层厚度和施工方法对隧道围岩力学行为的影响规律,文章基于数值计算软件Midas-GTS建立隧道三维数值模型,通过对比六种不同水平岩层厚度和施工方法工况下的围岩上各监测点的数据,明确在全断面法和台阶法施工下,水平岩层厚度改变对围岩各监测点竖向位移、竖向应力和剪切应力的影响规律。研究得出：全断面法和台阶法施工对隧道围岩的变形和受力的影响均不大,隧道围岩力学行为基本一致,综合考虑效率和经济性可采用全断面法施工;水平岩层厚度对围岩变形影响较大,围岩各监测点的竖向位移随岩层厚度增加而增大,当水平岩层最小时,隧道变形最小,具有更好的稳定性;隧道围岩拱肩处剪切应力最大,拱脚处最小,其余位置数值较小;水平岩层厚度的变化会引起隧道围岩力学行为较大改变,围岩应变随岩层厚度增加而增大,因此实际施工中应注意水平岩层厚度过大时的施工安全问题。     

三通内拐角椭圆裂纹应力强度因子分析

应力强度因子K1是缺陷结构安全评定参数,三通内拐角椭圆裂纹应力强度因子计算十分复杂。用ANSYS软件建立内压载荷下三通内拐角椭圆裂纹有限元模型,计算了不同几何结构参数下裂纹的应力强度因子K1,拟合了裂纹前缘的形状因子F计算公式。结果表明：内压下三通内拐角椭圆裂纹前缘形状因子最大值出现在主管或支管表面位置;三通主管壁厚增加,形状因子F减小;内压下椭圆裂纹有扩展为圆形裂纹的趋势。     

大型油罐底部边缘板的设计与焊接施工

大型油罐底部边缘板所受应力很大,并且容易腐蚀,罐壁与罐底边缘板连接区域容易断裂,严重影响油罐的安全使用,在设计和焊接施工中必须予以重视。分析了大型油罐底部边缘板的强度条件,介绍了边缘板的厚度设计、宽度设计方法,以及大型油罐底部边缘板的焊接施工方法及防腐焊接处理方法。     

卡箍式快开结构的设计与疲劳分析

文中设计的高压卡箍式快开结构与多层包扎筒体相连接,属于径向自紧式密封结构,具有优良密封效果。在对其进行常规计算并初步确定主体结构尺寸后,运用有限元软件ANSYS建立了相关的静力计算模型,计算了设计工况下卡箍式快开结构各部件的应力。采用线性处理方法,按照JB 4732—1995(2005年确认),对上平盖、卡箍、筒体端部各个危险截面处进行了应力强度评定和疲劳分析。经计算合格后,确定了卡箍式快开结构各部位的结构尺寸,使其同时满足结构静强度和疲劳强度的要求。     

冲锻焊阀门焊接成形缺陷处理

文中对冲锻焊阀门从制造工艺角度,对焊接后焊接应力进行分析,采用合理的热处理实验,对焊接热影响区晶粒直径、焊接应力状态,以及热处理温度和时间进行了测定研究,找到了Q345材质冲锻焊阀门合理的焊接残余应力处理工艺方法,在退火去除焊接残余应力的工艺中采用高温回火逐步向中温回火处理,既可以很好地减小焊接应力,又可以减小焊接后组织晶粒,进而有效地提高冲锻焊阀门的性能。     

高压金属软管焊接自动化

在普通环缝焊机的基础上,依据高压金属软管结构特点,研制了一套金属软管焊接自动化装置,主要由旋转装置、传动机构和焊接夹具组成。焊接5种金属软管的实践证明：焊接质量符合标准要求,焊接效率与环缝焊机相当。     

错边对压力管道焊接接头应力集中影响的研究

采用有限元软件ANSYS9.0,针对压力管道焊接接头出现的不同位置、不同尺寸条件下的错边缺陷,研究它们对焊接接头应力集中程度的影响,为压力管道的安全评定提供可靠的力学依据。计算结果表明:压力管道焊接接头的应力集中不仅随着错边量的增大而增加,并且同尺寸的错边引起的应力集中,纵缝较环缝更明显。此外,还探讨了降低接头处焊缝金属的坡度,减小此处应力集中的可行性。     

城市燃气管网安全性检测与评价

以北京市二高压线为例,介绍了城市管网安全性的检则和评价方法。对土壤环境性质、防腐层破损程度和管体腐蚀状况进行检测和评价的结果表明:土壤含水量偏高,呈弱碱性,土壤环境腐蚀性综合评价为中等。管线防腐层老化严重,厚度较薄且有破损点,保护性能比较差。管道的部分管体已经遭到破坏,003号探坑处已经不符合强度安全要求;其他探坑处管道在现在的服役条件下,剩余壁厚仍然可以提供足够的强度,但是管体已经发生腐蚀,建议加强检测或采用阴极保护。     

天然气输送用双抗型钢管的焊接工艺试验研究

为了研究影响双抗型钢管的抗氢诱导裂纹和抗硫化物应力腐蚀开裂的产生因素,对某双抗型钢管采用双V型坡口形式,通过不同线能量下手工电弧焊工艺施焊后,对焊接接头的力学性能、焊接裂纹性能、最高硬度、金相组织进行试验分析.采用美国腐蚀工程师协会的试验方法进行试验,发现钢管焊缝试样的硫化氢应力腐蚀裂纹大多沿着粒状贝氏体晶界和焊缝组织...     

空冷凝汽器排汽管道的制作与焊接

介绍了宁夏灵武电厂直接空冷发电机组凝汽器排汽管道的制作与焊接,制定了较为先进的四辊数控卷板机卷制钢板工艺及埋弧自动焊工艺和CO2气体保护焊工艺。针对异型件在加工过程中焊接质量较难控制的情况,采用埋弧自动焊进行焊接,取得了良好的焊接质量和较高的功效,为国内同类型直接空冷发电机组排汽管道的制作与焊接提供了借鉴。     

1000MW超临界锅炉低再管外壁腐蚀膜微观分析

为了保障超临界锅炉的长期安全稳定运行和降低检修成本,文中借助于OM、SEM、EDS、XRD等对1 000 MW超临界锅炉低再管表面腐蚀产物的形貌、元素组成及分布、物相构成等进行了分析。试验结果表明:1 000 MW超临界锅炉低再管垂直段表面的腐蚀层为两层,内层由Fe_2O_3、Fe_3O_4和少量Cr的氧化物构成,外层由Si、Al和Fe的氧化物构成。同时该锅炉的长时间超温运行加大了腐蚀膜开裂剥落的几率,进而造成了管子的腐蚀损伤,增加了爆管的可能性。