外加钢箍石墨压力容器筒体制造关键工艺参数研究

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石墨材料良好的导热性能和化学稳定性,使其在石油化工行业得到广泛应用。然而,其内部存在大量孔隙,必须通过浸渍后才能用于压力容器制造;浸渍工艺不但能够提高石墨的抗渗透能力,还能有效提高其强度。尽管如此,浸渍石墨抗拉强度还是不及Q235屈服强度的10%,因此,纯石墨压力容器通常壁厚较厚,而且在压力较大时,即使增加壁厚也无济于事。   为此,业内开发了外加钢箍的圆筒形石墨压力容器,并在国内外投入实际应用。但针对石墨容器的研究还不够充分,尚无完善的相关设计和制造标准可依,各企业内部也没有完善的制造工艺规程。   基于国内外石墨容器现状,本文开展了钢箍强化石墨圆筒的研究,获得如下成果:研究了壁厚与石墨容器承压能力的关系,给出了纯石墨容器的合理壁厚;研究了钢箍对石墨圆筒的强化原理,给出了钢箍强化石墨圆筒的合理壁厚;建立了钢箍强化石墨圆筒的简化模型,即双筒模型,在此基础上获得钢箍尺寸设计方法和合理间距。论文进行了有限元分析、应变测试和爆破试验,结果表明,解析解、FEM数值解和实验结果吻合较好。   本文研究成果对石墨压力容器相关标准和工艺规程制订具有指导意义。
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