【摘 要】
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超长(300米以上)无缝换热铝管是大型LNG绕管换热器国产化的核心部件,长期以来,全球仅由极少数厂家垄断生产并定向供货,成为国产绕管换热器大型化的瓶颈.本项目研究首先对不同牌号铝合金进行试验筛选,优选采用5049合金,该合金属于Al-Mg系热处理型铝合金,具有良好的成型加工性能、抗腐蚀性和可焊性.基于5049铝合金材料,项目研发了超长无缝换热铝管的熔铸、挤压和拉拔等生产加工工艺,并首次开发了300
【机 构】
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中海石油气电集团有限责任公司,北京100027 无锡海特铝业有限公司,无锡江苏214121
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超长(300米以上)无缝换热铝管是大型LNG绕管换热器国产化的核心部件,长期以来,全球仅由极少数厂家垄断生产并定向供货,成为国产绕管换热器大型化的瓶颈.本项目研究首先对不同牌号铝合金进行试验筛选,优选采用5049合金,该合金属于Al-Mg系热处理型铝合金,具有良好的成型加工性能、抗腐蚀性和可焊性.基于5049铝合金材料,项目研发了超长无缝换热铝管的熔铸、挤压和拉拔等生产加工工艺,并首次开发了300米以上超长5049无缝换热铝合金管,成功应用于中国首套FLNG绕管换热器.结果表明,首次开发的国产5049无缝换热铝管性能优良,满足大型LNG绕管换热器关键材料国产化要求.
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采用有限元分析软件对内波外螺纹管轴向刚度进行研究,探讨了基管外径D、壁厚t、槽距S、槽深h对内波外螺纹管刚度的影响.结果表明:内波外螺纹管几何结构的变化对刚度影响较大,刚度值相比直管有一定降低;对模拟结果进行处理,给出了内波外螺纹管轴向刚度削弱系数与基管外径、壁厚、槽距、槽深等结构参数的关联式,并通过实验研究验证了此关联式的可靠性,为内波外螺纹管换热器管板设计提供数据支持.
用有限元方法研究扭曲管在内压载荷下的力学行为,模拟了管的变形过程并给出了管子许用内压的确定方法,以及对不同几何参数扭曲管的许用内压进行计算,分析各参数对许用内压的影响情况.结果表明,许用内压随管壁厚度、扭曲比的增大而增大,随基圆直径、螺距的增大而减小,以及参数间存在协同作用关系.对扭曲管的设计制造起到了指导作用.
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在浮头式换热器计算中,经常遇到换热管受压失稳计算不合格的情况,有时只能通过加厚管板解决.本文分析了管板厚度对换热管轴向压应力的影响,并提出了一种加厚管板降低换热管轴向压应力的简便计算方法,并对GB/T151-2014浮头式换热器计算公式提出了改进建议.
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