化工机械

专题述评

  • 含Cr、Mo钢长期服役后材料脆化的小冲杆检测技术进展

    姚勇创;邱明军;曾世龙;姜枫;张应龙;

    针对含Cr、Mo钢制设备的脆化检测,综述了韧脆转变温度(FATT)及断裂韧性的小冲杆测试方法研究进展,最后从测试效率、测试精度、测试便捷性几个方面对不同小冲杆检测方法进行了对比。

    2026年01期 v.53;No.313 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1460K]
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  • 撬装式承压设备系统的分析与技术应用

    苏明;

    归纳了不同文函、规范及标准对撬装式承压设备系统在设计、制造、监督检验、定期检验及使用登记等方面的规定,总结了相关规定的基本要求,结合行业现状深入分析工作中应重点关注的技术问题,旨在给撬装式承压设备系统相关的各项工作提供参考,从而提升产品设计、制造、检验等工作的水平。

    2026年01期 v.53;No.313 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K]
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试验研究

  • 亲油性颗粒耦合旋流分离操作参数匹配研究

    王丽娜;赵立新;张爽;郭昭阳;鲁辉;

    通过向待分离油水混合液中加入亲油性颗粒,吸附携带油滴运移,以期提高油水分离效率,结合高速摄像及相关图像处理技术,探索亲油性颗粒耦合旋流分离(HydroCyclone Coupled with Lipophilic Particles,HCCLP)强化油水分离的过程和机理,并利用响应面优化方法,探究处理量、含油浓度、分流比等操作参数对HCCLP分离效率及效率增量的影响,建立相关统计模型和回归拟合方程,得出操作参数的最佳作用范围。实验结果表明:亲油性颗粒的添加能有效促进油水分离效率,HCCLP较常规旋流油水分离(CHC)分离效率整体有所提高,最大可提高4.91%,当处理量在1.65~2.00 m~3/h、含油浓度在1.50%以上时,分离效率可高于92.62%。增大处理量、适当提高含油浓度是提高HCCLP分离效率的有效手段之一,但是过大的处理量会加剧油滴的破碎并抑制其聚并,导致分离效率降低。

    2026年01期 v.53;No.313 19-29+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2226K]
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  • 天然气管线对接焊缝缺陷高精度视觉检测

    江晨昊;

    提出一种天然气管线对接焊缝缺陷高精度视觉检测方法。通过焊缝区域粗定位、曝光修正、焊缝偏移修正以及管焊缝拟合与映射,对天然气管线对接焊缝图像展开优化,改善焊缝区域的灰度特征,确保图像质量。引入基于灰度特征的区域分类方法生成灰度极差分布图,分割图像为平缓区与剧烈区,选取焊缝中心区域内像素灰度的均值作为二值化阈值,对图像进行二值化处理,提高特征辨识度,增强焊缝与背景的对比度。采用最小拥挤度粒子群优化算法(LCSPSO)利用二值化处理后的图像特征,对二值支持向量机(BSVM)参数进行优化,使得分类器能够适应不同缺陷的形态和位置变化,实现缺陷的精准识别,并生成可视化检测结果。与传统方法相比,所提方法在焊缝缺陷检测中展现出精准的焊缝区域划分能力和较高的检测精度。

    2026年01期 v.53;No.313 30-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1404K]
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数值分析

  • 海上双层液氢储罐八点支撑结构对比分析研究

    黄邵军;徐鹏程;赵刚;段成红;顾乾丰;

    以海上双层液氢储罐为研究对象,对其内外罐支撑——环氧玻璃钢八点支撑结构进行研究,对玻璃钢与内罐连接的平面结构与弧形结构进行对比分析。采用ANSYS有限元软件,建立双层液氢储罐的有限元模型,对两种不同类型的八点支撑结构进行力学性能分析。结果表明,弧形结构的玻璃钢八点支撑结构在整体性能上表现更优,能够有效降低应力集中,提高强度,并具有良好的热应力适应性。

    2026年01期 v.53;No.313 38-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1630K]
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  • 内管可移动的管壳式储热器性能优化研究

    丁宇奇;刁汉源;雷紫煌;芦烨;吕奇霖;李智超;

    针对内管可移动的卧式管壳式相变储热器,分析3种内管移动方案下的储热性能,分别为竖直平移、水平平移和旋转。从偏心距和速度角度,对比不同移动方案下储热器内液相率、温度和内管壁热流密度时程曲线,总结各方案的储热性能并加以改进优化。研究表明:内管偏心距越大,储热器内对流效应发展条件越优;内管移动速度越大,相同移动周期内对流效应越强;将竖直平移或旋转方案与静止方案结合,水平平移与竖直平移方案结合,均可针对难熔区域进一步优化储热性能。

    2026年01期 v.53;No.313 44-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2061K]
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  • 透平式能量回收一体机转子动力学特性分析

    周冲;刘浩;汪程鹏;张尊良;王生辉;赵方晓;宋代旺;杨洋;

    针对透平式能量回收一体机转子的动力学特性及运行稳定性问题,基于有限元分析法建立轴承-转子耦合动力学模型,分析自由模态与约束模态下固有频率和临界转速变化规律。结果表明:自由模态前6阶固有频率趋近于零,呈现刚体运动特征,约束模态下识别出4个临界转速点,低阶模态固有频率随转速呈非线性下降趋势,高阶模态易引发径向振动,可通过优化叶轮端部结构以提升局部刚度来提高转子稳定性,研究为转子系统的稳定性提供了设计依据和参考。

    2026年01期 v.53;No.313 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1683K]
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  • 剪切稀化流体在卧式单轴圆盘反应器中的成膜特性研究

    成文凯;颜金钰;李鏊凡;蔡良富;

    以卧式单轴圆盘反应器为研究对象,以剪切稀化流体为模拟物料,通过CFD模拟研究剪切稀化流体在反应器中的流动成膜特性,探讨稠度系数、流动指数和圆盘转速对液膜流速、液膜厚度和表面更新性能的影响。结果表明:当稠度系数增大时,液膜流速变化较小,液膜厚度增大,液膜表面更新性能变差;当流动指数增大时,液膜流速缓慢减小,液膜厚度逐渐增大,液膜表面更新性能变差;当圆盘转速增大时,液膜流速、液膜厚度和表面更新均呈现增大的趋势;圆盘转速对流动成膜特性和表面更新性能的影响更为显著。

    2026年01期 v.53;No.313 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2128K]
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  • 搅拌式移动床热交换器异形颗粒迁移特性研究

    佘敏敏;余龙;曹平;尤雄伟;李勇铜;宋伟;

    为了改善热管式移动床中颗粒滞止和流动空区导致的局部堵塞和床内无颗粒问题,对传统热管式移动床余热回收装置和倾角进行改进和优化。在热管之间添加结构简单不易损坏的搅拌结构,促进颗粒在水平和垂直方向的迁移。通过离散元模拟颗粒迁移过程,观察颗粒物性(密度、直径)、颗粒形状和搅拌结构之间的夹角对颗粒迁移特性的影响。结果表明:6 mm颗粒较3 mm颗粒可提升迁移率68%;椭球体颗粒迁移率最高为0.900,较正六面体颗粒提升28.6%;搅拌倾角在45~60°范围内时,60°倾角的迁移率为0.805,较45°时高18.4%;3 600 kg/m~3的颗粒迁移率为0.810,较1 400 kg/m~3高6.9%;另外低配位数表明颗粒接触松散,迁移自由度更高,迁移率显著提升,而高配位数则抑制迁移行为。

    2026年01期 v.53;No.313 68-77+185页 [查看摘要][在线阅读][下载 2727K]
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  • 轴流式止回阀参数化仿真平台开发与多工况验证

    付佳;汝强;朱凌霞;管桉琦;钱锦远;

    轴流式止回阀的流通能力影响阀门效率与性能。基于参数化建模和有限元的方法,开发了一套面向多型号适配的轴流式止回阀参数化仿真平台。平台架构涵盖参数化建模、网格划分、边界条件设置及结果分析等流程,经不同流量工况试验验证精度较高。相比传统方法,该平台可将仿真时间缩短50%以上,显著提升了产品研发效率与质量。

    2026年01期 v.53;No.313 78-84+173页 [查看摘要][在线阅读][下载 2277K]
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  • 基于动态载荷下泵驱两相流系统特性的数值模拟研究

    乔元明;伍君勇;刘吉祥;

    数值模拟了动态载荷下泵驱两相流系统特性,重点分析了阶跃信号、速度信号、加速度信号和阶梯信号4种动态载荷对系统特性的影响,研究表明:阶跃信号加载时,系统参数急升后趋于准稳态,与泵转速无关;其余信号加载时,系统历经单相区、两相不稳定区和两相稳定区,泵转速降低,两相不稳定区起点提前,历时缩短乃至消失。

    2026年01期 v.53;No.313 85-93+179页 [查看摘要][在线阅读][下载 2435K]
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  • P91钢管道焊接接头残余应力与力学性能研究

    王慧宁;周绍振;肖承燃;

    以P91钢管道焊接接头为研究对象,利用数值模拟研究了其焊接后的微观组织、残余应力和力学性能的变化特征,以对P91钢管道焊接接头性能优化提供工艺指导。研究结果表明:焊接冷却过程中发生的固态相变对残余应力和应变产生了较大影响;热影响区的峰值应力和拉伸最大应变明显上升,接头处存在较大的纵向残余应力且已超过屈服强度,热影响区的应变明显高于焊缝区。

    2026年01期 v.53;No.313 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1813K]
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  • 基于多传感监测数据融合的LNG储罐安全评价体系构建研究

    陈焰;白改玲;赵鹏程;吕孝飞;金吉;钟少龙;潘传禹;

    针对大型液化天然气(LNG)储罐的安全问题,首先构建LNG储罐事故树模型,以识别影响LNG储罐安全的主要因素;其次,根据相关标准规范,明确LNG储罐安全评价的依据,并确定LNG储罐安全监测的数据指标;进一步,构建一个多传感器信息融合的实时在线监测系统,以实现对LNG储罐关键运行参数的实时监测;最后,研发LNG储罐监测数据智能分析评价系统,以实现对LNG储罐在运行状态下的实时安全评估。

    2026年01期 v.53;No.313 100-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2247K]
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  • 化工园区氢气泄漏及爆炸范围的数值研究

    黄宇皓;梁瑞;杜春晓;

    采用数值模拟方法,研究化工园区储氢罐的泄漏和爆炸事故,分析不同泄漏质量流量下氢气云的分布范围和浓度,并对气云爆炸产生的压力和温度,以及防爆墙对泄漏和爆炸的抑制作用进行模拟。结果表明:泄漏的氢气由于受到障碍物的阻隔作用从而聚集起来形成气云团,并且随着距离的增大,气流边界层逐渐向两侧扩展,当泄漏质量流量增大1倍,爆炸产生的最大压力增大约10倍;如果没有防爆墙的阻隔作用,爆炸产生的高温高压会导致压缩机等设备破坏从而造成二次泄漏。

    2026年01期 v.53;No.313 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2021K]
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设计计算

  • 矩形金属波纹管膨胀节挠度计算方法研究

    史志杰;于洪杰;吴志伟;谢月;宋玉;钱才富;

    EJMA或GB/T 12777—2019《金属波纹管膨胀节通用技术条件》标准中关于矩形波纹管膨胀节挠度的计算基于单边梁模式,没有考虑邻边的影响,结果和实际挠度相差甚远。首先通过有限元计算单条直边段波纹管在压力作用下的挠度,并基于计算结果对标准中的挠度计算公式进行修正,考虑了波高和长度的影响;然后建立了单斜接角矩形波纹管有限元分析模型,计算了内压作用下的长边最大挠度,发现该挠度受短边影响很大,为此再次对单条直边段波纹管挠度计算公式进行了修正,引入了短边影响,并最终得到了单斜接角矩形波纹管挠度计算公式,为该形式波纹管的精准工程设计提供了重要参考。

    2026年01期 v.53;No.313 115-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2261K]
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  • 基于GA-BP模型的水下高压储氢罐结构参数设计方法

    彭磊;杜春晓;吴育新;王妮鹏;

    水下高压储氢罐作为自动无人潜水器和潜艇中的关键设备,直接影响系统的运行寿命和稳定性。然而,深海环境的复杂性使得传统设计方法难以有效解决高压储氢罐的优化问题。为应对这一挑战,提出了一种基于遗传算法(GA)优化的神经网络模型预测水下高压储氢罐的结构设计参数。通过对比该模型与传统BP模型10次独立运行的结果验证其稳定性。此外,预测了两种模型对两组新数据的风险系数,在高风险系数区的预测值相对误差降低了16.03%。最后,GA-BP模型对40°螺旋角下安全系数预测值的最大误差仅为2.63%,进一步验证了该模型在复杂环境条件下应用于水下高压储氢罐设计的可行性和有效性。

    2026年01期 v.53;No.313 125-132+155页 [查看摘要][在线阅读][下载 2367K]
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  • 沉降罐导热油加热装置的设计与数值模拟分析

    汪忠宝;王真力;郭剑波;李永东;杨倩倩;郭昭阳;王丽娜;

    设计了一种新型电加热装置,该装置利用导热油对含油气水三相的采出介质进行间接加热。通过数值模拟,研究了加热盘管温度、沉降罐来液流量等参数对沉降罐加热效果的影响。结果表明:所设计的电加热装置在处理量200 m~3/d、含水率80%、气液比50∶1的工况下具有高效的加热效果,最高实现温升42℃。

    2026年01期 v.53;No.313 133-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 2111K]
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  • ASME规范第Ⅲ卷核级部件焊缝的疲劳强度减弱系数探讨

    马千禧;高付海;刘亚楠;王鲁波;

    分析探讨了应力集中系数与ASME规范中疲劳强度减弱系数(FSRF)的区别和联系,确定了FSRF的使用方法,系统梳理总结了核1级部件基于疲劳强度减弱系数法的疲劳评定流程,并指出了NB分卷缺少针对焊缝金属疲劳强度试验的要求。对核设备设计人员正确应用ASME规范疲劳强度减弱系数法及我国自主化设计规范疲劳分析评定方法的制定具有指导意义。

    2026年01期 v.53;No.313 141-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1885K]
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  • 基于可靠性的产品排料系统执行机构预测维修模型

    孙浩;姜景超;徐晓刚;王振波;

    针对当前UNIPOL气相法聚乙烯装置中产品排料系统(PDS)出料阀执行机构故障检修及过度检修的现象,基于设备及其零部件的最小可靠度,借助威布尔分布建立了以零部件最小可靠度为检修依据的预防性维修模型,根据最小可靠度对设备进行整体更换及局部修复,实现了PDS系统出料阀门执行机构的预测检修。

    2026年01期 v.53;No.313 149-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1791K]
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  • 基于稀疏时频和深度学习的滚动轴承故障诊断

    虞菲洁;刘炳成;阚琛;郭明超;王维民;

    为解决轴承故障信号受强噪声干扰难以进行人工识别诊断的问题,提出了基于稀疏时频和深度学习的轴承故障智能诊断方法。首先,基于稀疏表示和短时傅里叶变换构建稀疏约束范数下的时频模型;其次,利用布雷格曼迭代约束优化策略求解模型,得到具有可解释性的高聚集性和高分辨率时频图;最后,采用嵌入卷积块注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM)的改进卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)模型进行特征提取,在故障辨识中采用全局平均池化操作提升模型鲁棒性和泛化能力。采用实验台多种类轴承故障数据验证所构建的深度学习模型,识别诊断精度达到了99.636%。应用离心机实际工程数据对所提轴承故障智能诊断方法进行验证,所提方法诊断精度达到了99.276%,结果表明所提方法提高了离心机轴承微弱故障信号特征提取能力和故障辨识能力,可为旋转机械智能化发展、预测性维护提供理论基础。

    2026年01期 v.53;No.313 156-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 2625K]
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  • 基于超声波辅助技术的LNG站场管道内部腐蚀缺陷无损检测方法

    青鹏;钟嘉;严小勇;陈程;陈奕;

    为了提升LNG站场管壁缺陷检测的能力,提出一种基于超声波辅助技术的管壁缺陷检测模型(UAT)。模型利用超声波辅助技术,对超声波回波信号进行差异性分析。过程中使用参数分解的方法,对信号极值进行采样;同时模型还通过回波之间的时间差和管内声波速度的乘积来进行信号二次处理,最终完成对管壁缺陷的智能化分析。模拟测试结果显示,所提出的模型能够准确模拟实际的探测信号,精确保留了实际信号中的5处波峰,且将采样间隔均匀控制在100,在保证数据简洁的同时又确保了对信号特征的完整提取。在实际运用中,UAT模型对10处缺陷点的测量误差均小于0.10 mm,平均测量误差仅为0.043 mm。结果表明,所提出的模型具有优秀的运行性能,能够完成对LNG管路环境的精准检测,对提升LNG站场管道运输的安全性具有重大意义。

    2026年01期 v.53;No.313 167-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 1981K]
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技术应用

  • 丙烷脱氢加热炉设计要点分析与总结

    谢朝阳;

    针对丙烷脱氢加热炉关键部位及结构(如辐射炉管、衬里、炉顶密封、炉区管道接点位置)在设计过程中的要点进行分析总结,保证了丙烷脱氢加热炉的设计质量和稳定运行。

    2026年01期 v.53;No.313 174-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 2170K]
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  • 补强件材料引入膨胀差效应考量及其ΔT计算逻辑辨析

    康雨辰;钱皓;

    根据GB/T 150.3—2024《压力容器》中,针对开孔补强新增的限补强金属与器壁金属膨胀差的相关要求,阐述了热应力公式中无量纲常数0.000 8的意义、ΔT(计算温度差)的“三值取大”选取原则、应用延伸及工程应用案例分析等内容。同时指出,SW6-2024软件在ΔT的输入界面与结果输出之间存在表述不一致问题,易导致用户误解,需要进行优化。工程案例验证了考虑补强金属与器壁金属膨胀差效应的重要性,强调合理选材对设备安全的关键作用。综上所述,补强件引入膨胀差效应需要依靠标准、软件与工程实践协同推进。

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  • 基于电磁超声在线检测技术的大型容器腐蚀测厚应用

    柴斌斌;刘在康;黄智;杨帆;

    基于电磁超声检测技术(EMAT),结合磁力爬行腐蚀测厚系统,对某加氢装置循环氢脱硫塔T1103壳体割板、在役低温液体贮罐和一氯甲烷球罐进行试验分析。结果表明:电磁超声能够检测出加氢装置循环氢脱硫塔T1103壳体割板内氢鼓泡缺陷的位置和大小(直径40~300 mm,高度5~25 mm),在不用搭建贮罐内外壁脚手架和检测区域打磨的情况下,电磁超声在线检测磁力爬壁装置对在役容器具有良好的检测效果,且装置操作灵活,能够轻松跨越焊缝,降低检测成本的同时提高了检测效率,提升了数据可靠性,有助于检验员客观的评估容器健康状态,对预防容器事故、维护容器安全运行具有一定的实际意义。

    2026年01期 v.53;No.313 186-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 2549K]
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