质量管理
衬氟管道的形变量仿真分析
聂兴臻黄颜锋
刘奇英(湖北兴发化工集团股份有限公司443007)
摘要：在化工生产中，村氟管件是铺设酸性管道主要构件之一，特别是高温高压管战的铺设，对氟管件得到广泛运用，而运行的过程中，高温高压条件下的村氧管件容易损坏，现利用ANSYS 强大的热力学分析功能，寻求通过仿真分新，通过分析得出的热形变量(最大住移量)等，得出同管径的管道长度及村氧层厚度的关系，以此表保证后续生产中照此进行备件采购及使用，减少后期衬氟管线的维护量及备件的购置量，从而减少生产运行成本，增加公司的收益。
关键词：村氯管件；ANSYS；热形变；仿真分析
聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene)一般称作"不粘涂层“或“易洁键物料“：是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易洁键和水管内层的理想涂料在化工生产中，强酸强碱性物料必不可少，因而钢衬聚四氟乙烯(PTFE)管道应运面生，经过多年来的实际使用得出，直接影响其使用寿命和性能稳定的因素是温度、压力、介质等，由于内衬是聚四氟乙烯，故面钢村聚四氟乙烯(PT-FE)管道具有如下特点：1、使用温度高：在强度蚀介质条件下，可以满足使用温度范围-60口～150口，在此温度范围内（除了熔融碱金属、元素氟及芳香烃经类外），可满足所有化学介质，2、耐高压：在混度使用范围内，可承受高达3Mpa的使用压力，3、抗渗透：选用优质的聚四氟乙烯树脂，经过先进衬里工艺加工成高密度、足够厚度的PTFE村里层，使产品具有优越的抗渗遵性，
蔬婚
图1村象四氟乙培管件衡装鼓环状况图2衬累四氟乙培管件伤真分折模型
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化工置筑
2014年9月
.钢衬聚四氟乙烯(PTFE)管道使用现状
钢村聚四氟乙烯管件在使用过程中，由于使用温度的变化，容易出现衬氟层的斯裂或断裂（见图1所示，图1衬聚四氟乙烯管件撕裂破坏状况)，而且发生此类状况的一般为长管件。产生上述情况，由于聚四氟乙烯和碳钢的热膨胀系数不一致，导致村聚四氟乙烯管道在热账冷缩的状况下，热形变不一致，产生的局部破损严重，从面出现撕裂或断裂。聚四氟乙烯的线膨胀系数为钢的10-20倍（聚四氟乙烯：（25250）10~12×10-5/口；碳销：（20-200）12.32e-6)，比多数塑料大，其线影账系数随着温度的变化而发生变化，考虑到生产过程的要节约备用件的储存，即减少后期维护成本，并通过此类分析，得出聚四氟乙烯管随厚度的变化关系及随温度及长度的变化关系，厚度的关系，有利于采购的过程中确定衬聚四氟乙烯管件长度尺寸。
二.钢衬聚四氟乙烯(PTFE)管道形变量仿真分析的模型
考患到钢衬聚四氯乙烯管件的复杂性，在此形变分析中，采用的模型为外径为57mm的钢管，销管壁厚为3mm，内衬聚四氟乙烯（PTFE或F4)，聚四氟乙烯的厚度为2mm、3mm.4mm及 5mm，即聚四氟乙烯管的管外径为51mm.考要实际使用温度为 150～170之间，分析的温度值采用了100～180之间，间隔为 10口，考患到分析的简化，直接使用聚四氟乙烯管，由于液体在钢衬聚四氟乙烯管流动，使管内具有一定的压力，保证了聚四氟乙烯管的外壁与钢管一直紧密接触，故在管外径曲面上施加×向及Y向位移约束（即在四氟管外表面上施加周向约束，四氟层在长度方向上具有轴向移动)，此模型中主要分析聚四氟乙烯的形
图3聚四氯乙烯管仿真分析结果（L=200mm）中
图4累四氯乙烯管仿真分析结果云图（4mm）