煤氣發(fā)生爐水夾套失效分析

【摘要】：某陶瓷廠在煤氣發(fā)生爐檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)水夾套存在嚴(yán)重的鼓包，嚴(yán)重影響了整個(gè)系統(tǒng)的安全生產(chǎn)，為此立項(xiàng)對(duì)水夾套進(jìn)行失效分析，作者通過(guò)理化檢驗(yàn)、結(jié)構(gòu)應(yīng)力有限元分析的方法分析設(shè)備失效的主要原因，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。 樣品的宏觀觀察表明，鼓包變形的形貌符合塑性變形的基本特征。樣品的理化檢驗(yàn)顯示，拉伸試驗(yàn)強(qiáng)度達(dá)不到要求，塑性性能達(dá)標(biāo)；沖擊試驗(yàn)韌性有不同程度的下降，甚至低于標(biāo)準(zhǔn)的要求；硬度測(cè)試數(shù)據(jù)顯示無(wú)異常；金相顯示沿鐵素體晶界生成了大量的滲碳體，甚至觀察到微裂紋，且有擴(kuò)展的跡象；沖擊樣品斷口的掃描電鏡呈現(xiàn)韌窩和準(zhǔn)解理混合花樣，甚至二次裂紋；樣品能譜測(cè)試C、N元素含量大量增加，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，P、Si元素含量也超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，Mn元素含量低于標(biāo)準(zhǔn)值；試樣邊緣的纖維區(qū)和剪切唇區(qū)檢測(cè)出含量較高的Mg元素；熒光光譜及金屬面分析表明C、Si、P、S含量嚴(yán)重超標(biāo)，Mn含量低于標(biāo)準(zhǔn)值，出現(xiàn)了很多雜質(zhì)元素，比如Mg、Ca、K、Na等，這些元素多以氧化物形式存在。 同時(shí)，利用ANSYS分析軟件對(duì)水夾套進(jìn)行了結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析，在結(jié)構(gòu)、邊界簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，獲得水夾套的應(yīng)力分布。分析結(jié)果顯示：水夾套的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布較低，水夾套在人孔附近產(chǎn)生的應(yīng)力較高。 綜合分析表明：本次水夾套內(nèi)筒失效屬于金屬構(gòu)件過(guò)熱導(dǎo)致屈服強(qiáng)度降低和蒸汽內(nèi)壓力作用下，發(fā)生的鼓包失效。 【關(guān)鍵詞】：煤氣發(fā)生爐 水夾套 鼓包 失效分析
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TQ545
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題背景及意義9-13
• 1.1.1 煤氣發(fā)生爐裝置的特點(diǎn)9-11
• 1.1.2 水夾套在煤氣發(fā)生爐裝置中重要作用11-13
• 1.2 失效分析研究狀況13-17
• 1.2.1 國(guó)外失效分析的發(fā)展?fàn)顩r13-14
• 1.2.2 我國(guó)失效分析現(xiàn)狀14
• 1.2.3 失效分析技術(shù)及理論14-15
• 1.2.4 失效分析的有限元模擬15-16
• 1.2.5 相關(guān)失效分析案例16-17
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及方法17-19
• 第二章 變形失效的基本理論19-26
• 2.1 變形定義19
• 2.2 變形失效的原因和特征19-21
• 2.3 變形失效的機(jī)理和過(guò)程21-24
• 2.4 變形失效的預(yù)防措施24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 水夾套材料的理化檢驗(yàn)分析26-48
• 3.1 基本情況26-27
• 3.2 宏觀形貌分析27-29
• 3.3 拉伸性能試驗(yàn)29-30
• 3.4 沖擊性能試驗(yàn)30-32
• 3.5 硬度測(cè)定32-34
• 3.6 金相分析34-41
• 3.7 掃描電鏡分析41-43
• 3.8 能譜分析43-45
• 3.9 熒光光譜分析及 C、S 元素分析45-47
• 3.10 本章小結(jié)47-48
• 第四章 基于 ANSYS 的水夾套結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析48-54
• 4.1 有限元方法概述48
• 4.2 單元類型選擇48
• 4.3 分析模型及網(wǎng)格48-50
• 4.4 材料參數(shù)50
• 4.5 邊界條件50-51
• 4.6 工況下的應(yīng)力分析51-53
• 4.7 本章小結(jié)53-54
• 第五章 水夾套鼓包失效原因綜合分析54-58
• 5.1 鼓包失效分析54-57
• 5.1.1 介質(zhì)因素54-55
• 5.1.2 材料因素55-56
• 5.1.3 結(jié)構(gòu)因素56
• 5.1.4 應(yīng)力因素56-57
• 5.1.5 溫度因素57
• 5.2 失效機(jī)理分析57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-60
• 1 結(jié)論58-59
• 2 建議59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果64-65
• 致謝65-66
• 附件66

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