Совершенствование метода расчета змеевика печи пиролиза с учетом локальных концентраторов напряжений

• Автор: Симарчук, Анна Сергеевна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Глава 1. Литературный обзор
1.1 Характеристика печей пиролиза
1.2 Трубчатые змеевики печей пиролиза
1.3 Распределение отказов змеевика
Глава 2. Материалы и методы исследований
2.1 Змеевик, конструкция, материальное оформление
2.2 Отбор проб металла
2.3 Методы исследований
Глава 3. Металлографические исследования дефектных областей змеевиков печей пиролиза
3.1 Результаты замеров микротвердости металла в дефектной области
3.2 Результаты микроструктурного анализа
3.3 Результаты ренгенофазного анализа
Глава 4. Оценка напряженно-деформированного состояния змеевика печи пиролиза
4.1 Основные этапы построения геометрической модели исследуемого объекта
4.2 Алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния змеевика методом конечных элементов в зоне локальных дефектов с учетом упругопластических свойств материала
4.3 Оценка напряженно-деформированного состояния змеевика печи пиролиза в реальных условиях
4.4 Изучение влияния ползучести на накопление остаточной деформации в змеевике печи
4.5 Изучение влияния толщины кокса на напряженно-деформированное состояние змеевика печи

4.6 Изучение влияния ремонтных сварных соединений на напряженно-деформированное состояние змеевика печи пиролиза Общие выводы по работе Приложение А
Список использованных источников
В настоящее время обеспечение безопасности эксплуатации труб печей пиролиза основано на применении средств технической диагностики, которые позволяют с достаточной точностью определять расположение, тип и размеры повреждения стенок. Вопросы, связанные с определением реальной опасности выявленных дефектов и предельными сроками их устранения, пока разработаны не в полной мере.
Для экспертизы привлекаются высококвалифицированные специалисты, проводящие, как правило, субъективную оценку на основе своего значительного производственного опыта.
В этой связи актуальным становится создание обобщенной методики оценки опасности дефектов всех типов, применимой в производственной практике и позволяющей оценивать степень опасности дефектов без привлечения экспертов.
Анализ различных типов дефектов и всего многообразия, соответствующих им расчетных схем, показал, что получить приемлемо точную оценку напряженно-деформированного состояния в зоне дефектов различных типов при общей постановке задачи можно только с использованием численного метода расчета. Был выбран метод конечных элементов, как один из наиболее общих методов решения инженерных задач.
Многократные расчеты показали устойчивость работы алгоритмов метода конечных элементов при анализе напряженно-деформированного состояния с учетом реальных упругопластических свойств материала, требующих сходимости в двух итерационных процессах.
Поэтому следует признать актуальным и отвечающим потребностям промышленной практики исследование, посвященное анализу напряженно-деформированного состояния цилиндрических оболочек с учетом отложения кокса и позволяющее оценивать несущую способность таких оболочек.
4.1 Основные этапы построения геометрической модели исследуемого объекта.
Строится сама цилиндрическая оболочка, что осуществляется достаточно просто, поскольку она имеет каноническую форму, а также отвод. Затем данный полученный элемент конструкции копируется с заданным шагом и в заданном количестве.
Таким образом мы получаем расчетную модель, которая имеет следующие геометрические размеры: внутренний радиус оболочки 11=57 мм, толщина оболочки 8=7 мм, расстояние между трубами змеевика равно 26=228 мм, длина каждой длины змеевика 1=6 м. Расчетная модель представлена на рисунке 4.1.
6000 мм
0114x7 мм

1'М
І^ИВВіЖІ
С'-д5ЕЬУ-2'13ВВВВЕ7Ф4ВВВВ .«ВВ1№19|ВВВВВВ»-+'«ВВВВ
««■■I №18 ■ЯВЯВВНШММШВ «В1№ 17 ІВВВЯ ■■■?*?■■■■■ _ ,=======-
1!внн1Ш.5явв«ёввввтф| ь|авв№11ії§иввивів:;# і!ввв№і-3яівввввв|ї|
»ЯВВ №12 іввввввеМ;
і№11 ЇВВВВВВЇ.й І №10 ІВВВВВВ»><
■яввгж'іввва
в завеМаввве зі
К*ВІ№2ПВВВВВВ*¥«і 1
Рисунок 4.1 - Расчетная модель
Будем, как и ранее, предполагать, что рассчитываемая нами конструкция
представляет собой тонкостенную изотропную цилиндрическую оболочку.