船用廢氣鍋爐脹焊接工藝可靠性分析及改進(jìn).pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)，隨著各種能源價(jià)格的大幅度上漲，節(jié)能減排是一個(gè)國(guó)家能夠可持續(xù)發(fā)展的基本國(guó)策。而在船舶行業(yè)中，為提高船用蒸汽動(dòng)力裝置的經(jīng)濟(jì)性，減少其尺寸及重量，增大廢熱回收及循環(huán)利用，增加廢氣鍋爐、經(jīng)濟(jì)器等設(shè)備是船舶蒸汽動(dòng)力裝置的發(fā)展趨勢(shì)。
　　本文針對(duì)張家港格林沙洲鍋爐有限公司自制的船用廢氣鍋爐脹口脹接可靠性進(jìn)行分析及工藝改進(jìn)。首先闡述了脹焊結(jié)合的技術(shù)理論，其次介紹有限元分析軟件的基本原理、應(yīng)用基礎(chǔ)、層次概念，再次針對(duì)脹接壓力分析所用

2、的ANSYS有限元分析結(jié)果。
　　廢氣鍋爐中的對(duì)流管束與鍋爐板的密封和接合強(qiáng)度是非常重要的。鍋爐操作實(shí)際工作條件，往往會(huì)由于鍋爐主機(jī)頻繁啟動(dòng)與關(guān)機(jī)的廢氣溫度的變化過(guò)程，冷熱交替循環(huán)，對(duì)流管束脹口因熱應(yīng)力作用，殘余接觸壓力降低，脹口蠕變，焊接裂紋或腐蝕，導(dǎo)致密封性能退化，脹口或焊縫泄漏，這些問題對(duì)船舶營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)安全性和工作壽命造成了很大的影響。我公司是專業(yè)生產(chǎn)船用鍋爐的制造廠，根據(jù)各國(guó)船級(jí)社的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于船用鍋爐管板連接亦有不同的規(guī)定

3、。
　　根據(jù)船用廢氣鍋爐的特點(diǎn)，對(duì)流管束內(nèi)是煙氣，而管子外側(cè)與管板則構(gòu)成水腔，由于鍋爐特別下管板和煙管的連接處于鍋爐的最底部，鍋爐內(nèi)的水容易結(jié)污，如果沒有消除管板連接處的間隙，在管板連接處的間隙容易結(jié)垢產(chǎn)生腐蝕，從而造成管板泄漏。
　　從各國(guó)船用鍋爐制造規(guī)范來(lái)看，爐管與爐板的連結(jié)基本都需脹接并需焊接，單純焊接雖然可以達(dá)到強(qiáng)度和密封的要求，但由于管束密度過(guò)高，只能采用開大坡口單面焊雙面成型的方法，這樣容易造成應(yīng)力分布不均勻，形

4、成管板撓曲變形，影響產(chǎn)品成型效果和埋下質(zhì)量隱患。單純脹接的主要目的是方便更換鍋爐爐管，如鍋爐遇到超溫超壓的事故時(shí)，脹接處應(yīng)首先泄漏，不致使鍋爐發(fā)生重大事故，但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，鍋爐與壓力容器承壓要求多樣，單純的方法已經(jīng)無(wú)法滿足既要規(guī)范安全又要兼顧實(shí)際應(yīng)用的需要。所以我們采用脹焊結(jié)合的方法來(lái)提升鍋爐本身的工作性能，且能兼顧安全可靠，維修方便的需要。
　　結(jié)合我廠的現(xiàn)行脹管工藝，對(duì)鍋爐對(duì)流管束脹口強(qiáng)度以及滲漏原因做出分析，利用ANSY