泵水工装堵板的变形分析.pdf

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1、机械工程师MECHANICALENGlNEER泵水工装堵板的变形分析张宇航(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司工艺处，哈尔滨150046)摘要：气缸是汽轮机中的重要部传，鬻缸在工作状态会承受不同程度的压强。因此在气缸试验阶段需用水进行压力试验来模拟工作状态的压强对气缸产生的变彩情况。气缸需要将各个开放的管口在实验前用五装堵板堵住，堵板的变形会使密封不严，这会影响气缸的泵水试验。关键字：泵水：堵板：变形：气缸中图分类号：TK269文献标志码：B文章编号：1002—2333(2016)07—0169—020引言泵水是汽轮机和压力容器行业经常用到的试验方式，

2、汽轮机中经常用到的泵水有气缸泵水、管路泵水、辅机泵水和阀体泵水等四种。管路泵水是考察各管路间的连接是否可靠，其余三种多为铸造件或铸造连接件，主要考察铸造件是否存在缺陷。1介绍一种气缸泵水堵板的形式气缸是汽轮机中重要部件和组成部分，一般分为高压缸、中压缸和低压缸。其中高压缸需要承受的压力最高。为了检测气缸在工作状态受到压力后的变形情况，以及气缸铸造的质量，在工作之前需要对气缸进行泵水强度试验。由于气缸不是一个全封闭的腔体，因此需要将除了进出口以外的管口堵住，这就需要应用泵水堵板进行封堵。封堵与管口之间需要用密封圈密封，应用螺栓紧固联接，计算泵水堵

3、板变形和密封槽的变形非常重要。一般堵板均为圆形的回转体结构，用均布的螺栓进行紧固联接。如图1所示。当试验的时候气缸内部压强为定值的均布压强，由于气体不容易密封，而且检测漏点困难，因此用同压强的水模拟压强的环境，需要用液压泵向缸体内注水来模拟气体压力。其中的关键尺寸为厚度，螺栓孔大小(螺栓的大小决定堵板和气缸的拉紧程度)，为使得参数相对少，密封槽的大小一般固定。2典型堵板的建模和分析典型堵板应用SiemensNX8．0进行建模，如图2和图3所示。图2为背离管口的方向，图3为与管口贴合的方向，其中堵板外径为158mm，密封圈槽宽为7mm，槽深4mm

4、，受压强作用的圆直径为94mm，整个堵板厚度为20mm，螺栓孔直径为9mm。由图上可以看出其结构，为了便于选取施加螺栓给螺栓孔的载荷，将每个螺栓孑L处增加一个圆环，螺栓孔的圆环平面将被定义为固定约束。将SiemensNX8．0建立的模型应用其中的软件仿真进行应力应变和位移的仿真。按有限元分析的加载顺序。首先为泵水堵板指派材料为Steel，系统自动定义弹性模量和泊松比，其次选择约束条件，固定约束为各个螺栓孔，受力为密封槽内径以里的圆形平面，由于泵水压力为4MPa，圜．

5、因此选择载荷类型为一一压强4MPa。进行网格划分，单元大小输入5mm，数值太大

6、会使结果不准确，数值太小会使运算速度变慢。受力和网格划分结果如图4所示。经过以上设置和前处理，先对模型进行检查，无误后对模型进行有限元的分析，应用静力学分析模块，勾选应力应变和位移选项。求解后观察应力应变云图，如图5、图6所示，看云图可知泵水堵板在4MPa的压强下，最大变形必然发生在中心，而且中心最大变形量为0．149mm，而密封槽的变化量在0．050～0．062mm之间。应力云图如图7所示，20mm厚的钢板在产生0．149mm的变形量的情况下，其应力虽然满足屈服极限，但是不能够很好地密封。从应力图还可以看出，变形最大的地方应力并非最大，变形最

7、大处为中心，而应力最大处为螺栓孔内侧。3归纳和总结经过应用有限元方法对汽轮机气缸泵水堵板进行计网址：WWW．jxgcs．com电邮：hrbengineer@163．com2016年第7期l169机械工程师MECHAN}CALENGfNEER王德贵u。朱浩铭u，吴小雄坫。邓宝l，2。游娜毕，唐霄坫(1．国家油气钻井装备工程技术研究中心，陕西宝鸡721002；2．宝鸡石油机械有限责任公司，陕西宝鸡721002)摘要：在钻井过程中，钻柱振动是影响机械钻速和提高进尺最为显著的因素之～，不仅如此，钻柱振动会使钻进过程风险增加，作业成本提高，并且可能给钻进

8、过程带来很多困难，其一直是困扰石油行业的一个关键问题：为了减少钻柱振动，业界做了多种研究，已研发出多种新型钻柱减振工具，如防失速工具(AST)、V—Stab、NeoTork、ActiveVibrationDamper等．文中重点介绍了这些工具的技术现状、结构和性能，对国内钻柱减振工具研究具有一定的借鉴作用。关键词：钻井振动：工具：减振中图分类号：TE921文献标志码：A文章编号：1002—2333(2016)07一0170—03O引言寻求更先进的技术，提供更有效的解决方案，以提高钻进效率，实现安全、高效、经济钻进，是石油工业永恒的追求目标。钻井

9、必须在一种保证钻井井眼质量，并且不损坏设备和诱发风险的前提下进行。大量与冲击和振动相关的钻井经验表明。钻柱振动被确定为影响机械钻速和进尺提高最为显著的