釬焊降溫速率對板翅結構釬焊殘余應力和等效熱變形的影響規律

代忠華, 劉新文, 麻宏強, 王 麗, 張春娥

(1. 甘肅第四建設集團有限責任公司, 甘肅 蘭州 730050; 2. 甘肅建投科技研發有限公司, 甘肅 蘭州 730050; 3. 蘭州理工大學 土木工程學院, 甘肅 蘭州 730050)

板翅式換熱器是一種典型的緊湊型換熱器[1],其作為石油化工系統設備的重要組成部分[2-3],具有結構簡潔、介質之間換熱效率較高且可以多種換熱介質同時進行熱量交換等特點[4-5].板翅結構作為板翅式換熱器的核心部件[6-7],在釬焊過程中,板翅結構內部會伴隨著釬焊殘余應力的產生,板翅式換熱器在實際運行過程中產生的熱應力會與這種釬焊殘余應力產生疊加效應,這將對板翅式換熱器結構的安全性造成嚴重影響[8-9].此外,釬焊降溫速率的變化會引起板翅結構內部的釬焊殘余應力的增大或減少.因此,掌握釬焊降溫速率對釬焊殘余應力的影響規律,對于降低板翅式換熱器內部的應力水平,保證板翅式換熱器的安全運行和延長板翅式換熱器的使用壽命具有重要的現實指導意義.

目前,對于釬焊殘余應力的研究主要集中在如下幾個方面,蔣文春等[10]通過運用三維有限元的分析方法,對釬焊制造過程中不銹鋼板翅結構內部產生殘余應力的過程進行了研究.結果表明,殘余應力的最大值出現在板翅結構的釬焊接頭處.因此,釬焊接頭處為整個板翅結構最薄弱的位置；陳虎等[11]對不銹鋼板翅結構在真空釬焊過程中產生的釬焊殘余應力的分布情況進行了有限元分析,在翅片和隔板之間的釬焊接頭處殘余應力分布較為復雜,且釬焊殘余應力的最大值同樣出現在釬焊接頭處；……