濟南市協(xié)進機械配件有限公司坐落在素有“鐵匠之稱”的山東省章丘市,，南鄰膠濟鐵路,，北依青銀高速，s242省路貫穿南北,，交通貨運十分便利,。 優(yōu)勢產(chǎn)品有：加強圈、齒圈毛坯,，榨圈,，齒輪，法蘭,，鍛件,，碾環(huán)機，鍛造飛輪齒圈,、內(nèi)齒圈,、研磨機齒圈,、斜面錐度環(huán)等環(huán)

走近科學-減壓塔加強圈斷裂之謎   

  減壓塔加強圈為何齊齊斷裂，為何有些裂縫已經(jīng)延伸到內(nèi)圈板處,，完全符合gb150的設(shè)計,，為何會產(chǎn)生這么---的問題。這一切的背后,，是鋼板的扭曲還是型鋼的淪喪?是設(shè)計的疏忽還是校審的的-,？敬請關(guān)注，---《走近科學》讓我們跟隨鏡頭走進減壓塔高溫狂熱的內(nèi)心,。

某年某月的某---,，就像一張破碎的臉，十堰粉碎機內(nèi)齒圈毛坯,，難以開口說再見,，就讓一切重演。這不是件容易的事~~~stop,，言歸正傳.

施工是很嚴肅的事情,，開車儀式上，工地上桌子上擺放紅綢---大白豬,，經(jīng)理率眾燒香拜佛念念有詞,，道士做法保平安，在吊車上高高掛起,，慶功宴席早已預(yù)定,，裝置終于要開車了。

常減壓裝置試開工,，減壓塔設(shè)計壓力為-0.1mpa,，設(shè)計溫度410°c，操作溫度---380°c,，設(shè)備直徑7400mm,，厚度26mm，高度66米,，材料為q345r,。由于是負壓工況，按照gb150計算了外壓失穩(wěn),，設(shè)置了很多工字鋼的加強圈,。強度方面按照塔器規(guī)范設(shè)計，粉碎機內(nèi)齒圈毛坯生產(chǎn)廠家,，一看設(shè)備就像理工科男生,，屬于結(jié)實---型的。

該塔雄壯威武，容貌甚偉,，見下圖：

塔的加強圈型鋼如下：

設(shè)備鋪設(shè)了保溫,，材料為硅酸鋁氈,，厚度為140mm,。

開車沒多久，塔外壁加強圈從下到上均有不同程度的徑向焊縫斷裂現(xiàn)象,，有些裂縫已經(jīng)延伸到內(nèi)圈板處,。事故發(fā)生后，趕緊停止開車,，檢查原因,。

查看計算書，計算書均合格,，而且設(shè)備厚度裕量不小,，加強圈強度慣性矩均有較大裕量，那么一定不可能是因為失穩(wěn),，那么究竟是什么原因造成了加強圈斷裂呢,？

經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)問題可能出在保溫上,。當時施工做的保溫如下圖所示：

加強圈露在保溫外側(cè)110mm,，造成熱損失比較大，加強圈外部溫度低,，內(nèi)部溫度高,，內(nèi)部要膨脹，被外面的低溫的部分約束住無法自由膨脹,。造成加強圈外部的應(yīng)力過大,，從而造成加強圈從外側(cè)開始斷裂，甚至延伸到內(nèi)圈,。

那么怎么證明這點呢,？

可以先估計一下，按照加強圈內(nèi)側(cè)溫度400°較高,，外側(cè)溫度100°c實測,，外側(cè)應(yīng)力應(yīng)該會---過q345r的抗拉強度。要是計算的話,，還需要用有限元計算一下：

建立有限元模型,，保溫和加強圈全部建上。

劃分網(wǎng)格

在設(shè)備內(nèi)壁施加400°c高的操作溫度,，求得溫度場如下,，加強圈外側(cè)溫度為高為139°c，邊緣大概116°c左右：

在筒體下部施加uy方向的位移約束，求解溫度產(chǎn)生的應(yīng)力場如下：

溫差產(chǎn)生的大應(yīng)力---838.55mpa,，遠---過q345r的屈服強度和抗拉強度,！

這就是使得加強圈斷裂的原因?

一般來說現(xiàn)場的保溫制作會將加強圈一起包進保溫里面，但是這個項目的施工方并未按照標準要求,，而是將加強圈露在外面,，而因為設(shè)備直徑大，加強圈剛性又很大,，導致熱應(yīng)力非常大,，從而造成加強圈的。

下圖為另一項目中,，對于加強圈處的保溫結(jié)構(gòu)詳圖,，一般現(xiàn)場施工，均需要將加強圈包在保溫內(nèi)部,，包的厚度一般也需要有保溫層的厚度,，這種工程經(jīng)驗，一般施工隊都應(yīng)該有,。

事情已經(jīng)發(fā)生了,，那么應(yīng)該如何彌補呢？

舒婷有首詩寫的---：

《這也是一切》

不是一切大樹都被暴風折斷,；

不是一切種子都找不到生根的土壤,；

不是一切真情都流失在人心的沙漠里；

不是一切夢想都甘愿被折掉翅膀,。

不,，不是一切

都像你說的那樣！

不是一切火焰都只燃燒自己

而不把別人照亮,；

不是一切星星都僅指示黑夜

而不報告曙光,；

不是一切歌聲都掠過耳旁

而不留在心上。

不,，不是一切

都像你說的那樣,！

不是一切-都沒有回響；

不是一切損失卻都無法補償,；

的確不是一切損失都無法補償,，工程團隊就是要解決出現(xiàn)的實際問題。

幸運的是,，粉碎機內(nèi)齒圈毛坯銷售,，扒開保溫，經(jīng)過檢查,，設(shè)備和加強圈內(nèi)圈均沒有出現(xiàn)裂紋,。

原因可能在于外側(cè)加強圈斷裂，變形，釋放了應(yīng)力,，使得內(nèi)側(cè)的應(yīng)力大幅度下降,，所以設(shè)備還是完好無損的。

停車之后將外壓加強圈開裂部分焊好,，并重新作保溫,，將加強圈外露部分也做上有效的保溫。

再分析一下加強圈也蓋上保溫的溫度場,，可以發(fā)現(xiàn),，加強圈溫度上升很多,，從110多度上升到360度,，溫度更均勻，也就意味著,，約束更小,。

查看應(yīng)力場結(jié)果，大點的位置沒有變化,，但是大點的應(yīng)力從838.5mpa下降到106.79mpa,，下降幅度非常大，遠遠小于許用應(yīng)力,。

業(yè)主再也不用---開裂了,。

濟南市協(xié)進機械配件有限公司坐落在素有“鐵匠之稱”的山東省章丘市，南鄰膠濟鐵路,，北依青銀高速,，s242省路貫穿南北，交通貨運十分便利,。 優(yōu)勢產(chǎn)品有：加強圈,、齒圈毛坯，榨圈,，齒輪,，法蘭，鍛件,，碾環(huán)機,，鍛造飛輪齒圈、內(nèi)齒圈,、研磨機齒圈,、斜面錐度環(huán)等環(huán)

加強圈位于鞍座平面內(nèi)是指加強圈位于鞍座平面內(nèi)兩側(cè)各小于等于b2/2的距離。那么現(xiàn)在問題來了：由于結(jié)構(gòu)問題筒體內(nèi)部無法設(shè)置加強圈,，加強圈設(shè)置在外側(cè)時,，當設(shè)備直徑較大時，鞍座的墊板寬度，筋板寬度都比較大,，如果要躲避墊板的話,，加強圈的中心線就不在鞍座平面內(nèi)了。

如果不躲避的話,，只能把加強圈設(shè)置在墊板包角以外的地方,。例如，150度鞍座,，墊板包角162度,。那么，加強圈只能覆蓋1/2稍大的圓周,。以前看過幾張圖紙,，他們的加強圈就是這樣做的。不過這樣做的話,，加強圈覆蓋不到的地方,，而且還是受力較大的區(qū)域。所以我認為加強圈應(yīng)是整圈的,。也有人認為鞍座本身的結(jié)構(gòu)也是可以起加強圈的作用的,，因此加強圈不用整圈的。