特大直径管板拼焊翻转过程中焊缝强度与变形控制分析开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:3667字

1. 研究目的与意义

大型列管式反应器是生产甲基丙烯酸甲酯、顺酐、苯酐等装置中的关键核心设备,其中大直径管板是甲基丙烯酸甲酯氧化反应器中的关键部件,具有直径大、质量重、结构复杂、技术含量高、制造难度大等特点。

本课题所研究的管板由于直径较大,国内目前还无法锻制直径达8m的整体管板,从拼焊工艺、板材规格等方面考虑,选择采用3幅板材拼焊组成该管板。

除了进行焊前热处理,制定合理的焊接参数、选择合适的坡口形式来减小焊接变形增加焊接强度外,如何实现焊接过程中管板的连续翻转以实现对称焊接以控制管板变形是制造过程中的难点。

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2. 国内外研究现状分析

甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的有机化工原料和化工产品,2017年,世界MMA总生产能力为470.6万t/a,比2016年增加了39万t/a,国内MMA生产能力达到85万t/a[1]。

随着MMA需求不断增长,未来世界MMA生产能力还将不断增长,因此生产其的列管式氧化反应器势必将向着大型化发展,掌握大直径管板的制造技术尤为重要。

关于大直径管板的拼焊制造策略,国内外研究者进行了探索,并且在某些方面如焊接工艺的制定、施焊过程中的防变形处理及无损检测等取得了较大的进展,为列管式反应器向大型化发展提供了理论基础。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:(1)查阅焊接规程,分析国内外拼焊工艺研究,结合企业制造能力,制定特大直径管板的拼焊方案;(2)利用材料力学中的梁纯弯曲模型,计算两种翻板方案下的首道焊缝厚度并校核其强度;(3)利用有限元分析软件ANSYS对两种翻板方案下的管板变形及焊缝应力进行分析,比较两种方案的优劣。

研究计划:第1~3周:查阅文献,收集资料,完成开题报告。

第4~8周: 复习材料力学知识,学习SolidWorks建立模型,ANSYS有限元分析应力分布及变形,为下一步研究打下基础。

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4. 研究创新点

特大直径管板拼焊过程管板翻转方案研究

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