姚兴安，王海峰

(南京工业大学，江苏 南京 211816)



蠕变对液压胀接的管板接头残余接触压力的影响分析

姚兴安，王海峰

(南京工业大学，江苏 南京 211816)

利用非线性有限元方法对TA2换热管与TA2-Q345R复合管板连接接头进行胀接模拟，并将胀接后的残余接触压力场作为蠕变分析的预定义场，进行蠕变顺次耦合分析，研究不同温度下TA2纯钛蠕变对胀接残余接触压力的影响。结果表明，胀接后的接触面存在两个高应力环带，TA2纯钛管与钛覆层胀接区域的接触压力较高。受TA2纯钛蠕变的影响，胀接接头的残余接触压力开始下降很快，之后趋于平缓，但80 ℃工况下的最终残余接触压力比20 ℃要低。当温度达到150 ℃时，TA2纯钛出现了蠕变饱和现象，使得残余接触压力相对提高，延长了热交换器液压胀接接头的使用寿命。当温度达到225 ℃以后，TA2纯钛蠕变特征不再出现，残余接触压力只受热应力的影响，随温度升高而降低。

TA2纯钛；复合管板；残余接触应力；顺次耦合；蠕变饱和

0 引 言

钛制热交换器作为一种重要的换热设备，在工业生产中有着较为广泛的应用。通常钛制热交换器换热管多为TA2纯钛管，管板则多为钛-钢复合板[1]，这样不仅管程可走腐蚀性介质，还可避免因采用全钛管板而带来的经济损耗。但是，钛材的弹性模量较低，只为钢材的一半左右，且屈服强度高、泊松比大，胀接后钛管的回弹量远比钢制管板的回弹量大，使得钛管与钢制管板在胀接完成瞬间有效接触压力下降很多[2]。……