薄壁大直径铝镁合金容器制造变形控制的有限元分析.pdfVIP

维普资讯 第 30卷第 3期 石 油 工 程 建 设 ★ 斗 斗 垮 斗 斗 ’ 毒0曩|0 。 ★ 一 ～警鼍t | ．一 蕾 |毫薯≮ 爱0 薄壁大 0 馥 i∞ ≈ ★ 尊 譬警 ≮ | t ★ lI囊z| lI 1；1 ■蠢～ 。 -- j 汤 燕 (茂名石化建设公司，广东茂名 52501I) 摘 要：文章以茂名乙烯工程高压聚乙烯装置铝镁舍金料仓制作为例，对薄壁大直径铝镁舍金容 器卧式组装制造的变形进行了有限元数值分析，分析结果及工程实测均表明，薄壁大直径铝镁舍 金容器的制造必须采取合适的变形控制措施才能采用卧式组装及 自动焊技术。文中给 出了一种控 制变形的加固措施 ，并对其进行了有限元变形数值分析，分析结果及工程实际应用说明该种变形 控制措施可以满足薄壁大直径铝镁舍金容器卧式组装及 自动焊制造技术对变形控制的要求。 关键词：铝镁合金；容器；制造；有限元分析；变形控制 中图分类号：TE972 文献标识码：A 文章编号 ：1001—2206 (2004)03-0001一o4 O 引言 1 变形数值分析 薄壁大直径铝镁合金容器在石油化工工业 中 在薄壁大直径铝镁合金容器的卧式组装制造 已经得到 了广泛 的应用 ，特别是在乙烯工程 “三 过程 中，其单筒节卧置于转胎上进行组焊时的变 聚”装置 中已广泛采用薄壁大直径铝镁合金容器 形最大。因此，只要计算出单筒节卧置于转胎上 作为产品掺混及贮存容器。薄壁大直径钢制容器 的变形情况是否满足卧式组装及 自动焊技术 的要 在制造中的变形已很大，必须采取措施加以控制。 求 ，就能确定采用卧式组装及 自动焊技术是否需 而铝镁合金的弹性模量、密度、强度等参数均约 要采取变形控制措施。 为钢材 的 1／3，其刚度更小，更柔软，延展性更 1．1 计算模型 好 ，更容易产生变形。因此，控制变形是薄壁大 卧置于转胎上的单筒节的变形数值分析计算 直径铝镁合金容器制造 的一大难点。面对这一难 模型见图1，即计算出单筒节圆柱壳在转胎处线性 点，国内Jt,~l／多单位在薄壁大直径铝镁合金容器 位移为零的位移边界条件下及在 自重的荷载情况 制造 中都采用现场立置倒装及手工焊制造工艺 。 下的变形分布情况。 这种工艺属于传统的老式制造工艺，虽然较易控 制和调整制造变形 ，但制造过程易受现场及气候 条件的限制 ，与厂房制造相 比需要大量 的吊车台 班 。并且无法实施 自动焊技术，因而不但使制造 成本增大 ，而且还使制造速度和质量均受到很大 程度的制约。 本文正是试图解决薄壁大直径铝镁合金容器 圈 l 未采取变形控剜措施 的单筒节计鼻曩型 制造变形控制这个技术难点，使其制造工艺不受 本计算模型既非圆柱壳的球对称问题 ，亦非 此限制 。通过对制造变形进行有限元数值分析， 圆柱壳 的轴对称 问题 ，即无解析解。因而只能用 选用合适 的控制变形加固措施 ，薄壁大直径铝镁 数值计算方法解决。有限单元数值计算方法是一 合金容器制造可 以采用新工艺 ，即卧式组装及 自 种强有力的数值分析计算方法。有限单元法的计 动焊技术，以取代现场立置倒装法这一