曼型煤气拒渗漏油失效的有限元分析及其治理

曼型煤气柜自出现Ｗ来在国内外大型钢铁厂、化工厂及民用设施得到广泛应用，对于平衡输气管路系统压力波动，平衡二次能源的发生与消耗发挥重要作用。很多工厂在使用煤气柜过程中遇到焊缝渗漏密封油的问题，查找失效原因并采取合理措施，对维护设备长期稳定运作具有重要意义。

基于ＡＮＳＹＳ软件，针对煤气柜在操作工况时多种载荷共同作用时应力与变形进行了有限元计算，并将有限元结果与基于板壳理论推出的侧板、抗风环等结构的解析解进 行对比，验证了有限元解的准确性。结果表明，各向应力沿煤气柜环向一圈变化不大，即结构载荷对煤气柜的各个方位的影响无明显差异，而煤气柜的失效是有一定的方位性的，说明结构载荷这一因素影响较小。

根据ＡＳＨＲＡＥ晴空模型，选用根据我国太阳福射强度拟合得到的随年序日连续变化的系数，应用ＡＮＳＹＳ计算了煤气柜日照温度场分布。根据＂室外折算综合温度４＂表 征法求得太阳賴射正晒面的温度结果与有限元结果基本相同。根据求得的日照温度场计 算煤气柜在操作工况下的热应力及其变形，发现侧板左右边缘处应力分布很不均匀，有点状突变，但是在材料许用应力范围内，正常情况下不会引起失效，该处为焊接热影响区，其削弱了煤气柜局部结构的承载能力，所Ｗ热应力可作为煤气柜局部失效的重要因素。

基于专用焊接模拟软件ＳＹＳＷＥＬＤ进行侧板与导轨板间焊缝的模巧，焊后构件残余 应力大小表明焊接热影响区己经发生塑性变形，结构的脆性増加，承受外载荷的能力下 降。在侧板与导轨板焊接时沿焊缝方向有收缩变形，同样在下一步两侧板连接焊时在同样位置具有最大收缩变形，这导致了两道焊缝构成的Ｈ角焊缝是煤气柜结构强度最弱的位置，也是实际工况中煤气柜的泄漏位置，可见，焊接质量对煤气柜的正常使用有关键 性的作用。

基于上分析，提出了安装调整、烧性加固与择接质量控制这几种治理措施，对于煤气柜的设计、安装及泄漏问题的解决具有工程参考价值。关键词：曼型煤气柜；有限元方法；日照温度场；热应力；焊接模拟