Effect of Residual Stress on Failure of Tube-to-tubesheet Weld in Heat Exchangers

Message:
Abstract:
In a shell and tube heat exchanger, the failure of tube-to-tubesheet welds results in high-pressure water jet which erodes the refractory in front of the tubesheet. Finite element method was employed to simulate the welding process and post weld heat treatment (PWHT) to find the factors affecting the failure in tube-to-tubesheet weldments. Residual stresses in two different geometries of tube-to-tubesheet weldment were calculated through uncoupled thermal-structural analysis. The results showed that the values of residual stresses are higher in heat exchanger of site 1 than site 2 due to more weld passes and geometry of connection. Also, the maximum stress in site 1 occurs at the shellside face of tubesheet while it is on the weld toe in site 2. High tensile residual stresses, especially in Site 1, reduce the tubesheet life. Therefore, performing an efficient PWHT is vital. The PWHT simulation indicated that the process designed is effective for both sites by reducing the residual stress significantly. In addition, the effect of stress concentration was examined on both sites. Moreover, the stress concentration factor in site 1 is as twice as in site 2 and it is the main reason for more failures in site 1.
Language:
English
Published:
International Journal of Engineering, Volume:32 Issue: 1, Jan 2019
Pages:
112 to 120
magiran.com/p1932565  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 1,390,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!