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首页 > 《中小企业管理与科技》 > 2009年10期 > 焦炭塔膨胀变形评定

（整期优先）网络出版时间：2009-10-20

作者: 曹福东

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焦炭塔膨胀变形评定

曹福东

曹福东（抚顺矿业集团有限责任公司工程技术研究中心）

摘要：膨胀变形的评定准则为：焦炭塔单边膨胀变形量不得大于焦炭塔外径的2％。

关键词：焦炭塔膨胀变形

0引言

焦炭塔在运行过程中产生膨胀变形是不可避免的。膨胀变形的成因是塑性变形的累积，膨胀变形的过程（规律性）正如指出的那样，在热应力等的作用下，焊缝热影响区局部首先发生屈服，这种屈服区域的不断扩大和累积则形成焦炭塔的膨胀变形。对膨胀变形问题的研究，主要集中于确定膨胀变形量的临界值，并以膨胀变形量是否超过临界值作为评定的准则。

1膨胀变形量的临界值

容器发生塑性失稳时的最低应力成为临界应力，容器发生失稳时的最小变形量称为临界变形量。以外压容器为例，薄壁圆筒受侧向均布外压作用，一旦达到临界压力时，沿周向将形成几个波，轴向形成半个波，轴向半波远大于周向半波。在一定的周边约束条件下，临界压力除与圆筒材料的弹性模量和泊松比有关外，主要和圆筒长度与直径之比值、壁厚与直径的比值有关。按照我国容器标准规定，变形量的正负偏差不超过图1中查得的最大允许偏差值[1]。

式中：e，最大允许偏差，％；

D0，圆筒外径，mm；

t，圆筒厚度（不包括壁厚附加量），mm；

n，失稳时的波数，与有关；

C1，C2，由实验决定的系数，在对失稳压力考虑20%安全裕度后，取C1=0.036，C2=0.030。

参照上述公式，对于某焦炭塔，取t=28mm，D0=5400mm，则当n=2时，e=112.44mm=0.208%D0；当n=4时，e=51.96mm=0.96%D0；当n=6时，e=37.44mm=0.70%D0。

焦炭塔每个筒节变形通常为“C”形或“ε”形，既考虑每个筒节变形量，又考虑整个筒体变形量，据文献，选定单个筒节变形量允许的最大量[2][e]=0.020D0。

膨胀变形的评定标准为：e≥[e]，

式中：e，焦炭塔单个筒节变形量；[e]，焦炭塔单个筒节许用变形量。

综上所述：膨胀变形的评定准则为：焦炭塔单边膨胀变形量不得大于焦炭塔外径的2％。

2焦炭塔膨胀变形评定结果

例：由于焦炭塔单边膨胀变形最大值为60mm，该塔的外径为6000mm，经计算最大允许膨胀变形量为6000×2%=120mm，焦炭塔单边膨胀变形最大值为60mm小于最大允许膨胀变形量120mm，因此可以继续使用。但在使用过程中要注意监控和定期检测，严格控制操作温度和温差，不能超温。掌握焦炭塔膨胀变形的后期发展速率和变化情况，其变形量一旦接近或达到120mm时，应立即停止使用。

参考文献：

[1]国家质量技术监督局.压力容器安全技术监察规程[S].北京.北京中国劳动社会保障出版社.1999.

[2]李祖诒.焦炭塔失效问题的初步分析[J].石油化工设备技术.1985.

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