加氢换热器角焊缝密封接头焊缝结构优化

换热器作为装置系统能量平衡和能量回收中不可缺少的关键设备,随着石油化工装置向着大型化和高参数方向的不断发展,其体积和质量也越来越 大。为此,设备的长周期安全运行已越来越受到有 关行业的高度关注。高压加氢换热器作为加氢装置的主要设备之一,担负着原料油与反应生成油的热量交换任务,由于设备的操作压力和温度均较高,介质属于易燃、易爆的油气类,因此换热器一旦泄漏后果将十分严重。某公司加氢装置中有多台换热器的管箱密封结构采用了平板形焊接密封结构,其中 较多的采用了角焊缝焊接密封接头[1~3]。该密封结构具有密封可靠、寿命长的特点,但在长期的高温、高压和临氢环境下,此焊缝结构易出现裂纹,甚至开裂而引起泄漏[4]。因此,研究焊接密封接头处残余应力及其影响因素[5],并对焊接密封结构进行优化, 对延长密封结构寿命以及保证加氢装置长周期安全 运行具有重要的工程意义。

    目前,国内外对焊接密封结构残余应力有限元 模拟及其影响因素研究尚未查到相关文献。文中利 用有限元软件ABA[6],对加氢高压换热器管箱 法兰的角焊缝焊接密封接头的焊接残余应力进行了 数值分析,讨论了焊缝角度和焊缝尺寸的大小对焊 接残余应力的影响,得到了焊接部位的温度场和应 力场的分布规律。