催化装置外取热管程出口三通焊缝开裂失效分析

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1、WuhanInstituteofTechnology硕士学位论文催化装置外取热管程出口三通焊缝开裂失效分析类型/领域：动力工程研究生：伍伟指导教师：何家胜教授培养单位：机电工程学院二○一六年五月分类号:TQ053.6学校代号：10490学号：20131021密级:公开武汉工程大学硕士学位论文催化装置外取热管程出口三通焊缝开裂失效分析作者姓名：伍伟指导教师姓名、职称：何家胜教授申请学位类别：工程硕士学科专业名称：动力工程研究方向：结构仿真与失效分析论文提交日期：2016年3月28日论文答辩日期2016年5月23日学位授予单位：武汉工程

2、大学学位授予日期：2016年6月日答辩委员会主席：朱晓明教授WeldSeamCrackingFailureAnalysisofOutletTeeTubeoftheExternalHeatExchangerofFCCUnitAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor：PowerEngineeringCandidate：WuWeiSupervisor：Prof.HeJiashengWuhanInstituteofTechnologyWuhan,Hubei430073,P.R.China独创性声明

3、本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的內容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名是寺＾＇。２０Ｍ年ｓ月多日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，良Ｐ；我校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅。本人授权武汉工程大学研

4、究生处可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可レッ采用影印、缩．印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密０，在年解密后适用本授权书。＿本论文属于不保潮／＂＂（请在ｔｕ上方框内打Ｖ），＾心足学位论文作者签名；作峰指导教师签名呵苗严＞２０１６年＾月５。曰２〇少年夕月＾曰备摘要三通是一种重要构件，其大量地用于工业生产的各个领域，但三通结构由于结构变化不连续，在相贯线处往往形成极大的应力集中，并且由于生产制造前后的某些原因，三通结构往往存在气泡、裂纹等缺陷，这更使得三通成为

5、实际工程中易于发生破坏的构件。因此，三通的失效分析对保障装置长周期安全运行有着重要意义。本文以工程实际中催化装置外取热器进出口水汽管开裂失效为背景，对其出口三通的焊缝开裂进行研究，探讨了其开裂失效的原因，并在此基础上给出改进建议和防治措施，对预防此类失效事故的发生有一定的参考作用。首先，本文运用有限元分析方法对整体三通进行有限元应力分析，探讨了仅受内压作用下三通的强度问题，并对三通焊缝处的应力集中情况进行了讨论；其次，通过对设备循环水的水质分析、失效三通试样断口的宏观分析和微观分析、三通材料的化学成分分析和材料微观组织分析，对焊缝处

6、裂纹的产生及破坏进行了分析和研究；最后，为了讨论焊缝处裂纹对三通结构承载能力的影响，根据断裂力学基本原理，对三通焊缝处半椭圆形裂纹进行了应力强度因子分析，得到了裂纹前缘应力强度因子值的分布情况，并与临界应力强度因子KIC作比较探讨了裂纹的扩展情况及扩展原因，同时对裂纹长度及裂纹深度的变化对应力强度因子的影响进行了研究。关键词：三通，失效分析，焊缝开裂，有限元，应力强度因子IAbstractTheteeisanimportantcomponent,whichisusedinmanyfieldsofindustrialproductio

7、n.However,duetodiscontinuityofgeometricstructure’schangeoftee,seriousstressconcentrationfrequentlyoccursattheintersectionline.Andduetosomeofthereasonsbeforeandaftermanufacturing,theteeoftencontainsdefectssuchasporosityandcrack,whichmakesteemoreeasilydamagedinthepractic

8、alengineering.Therefore,thefailureanalysisofthethreelinksisofgreatsignificancetothelongperiodsafeoperationoftheequipm