氫吸附塔是某石化制氫裝置變壓吸附單元的關鍵設備,是承受機械應力循環(huán)的壓力容器。這種應力循環(huán)使其產生較高的應力強度水平,從而導致機械疲勞失效。本文研究的氫吸附塔接近設計壽命,采用ANSYS建立數(shù)值模型,研究氫吸附塔的應力分布規(guī)律,估算疲勞壽命,并采用無損試驗方法,比較預測值與試驗值,確保了氫吸附塔的安全運行。本研究主要利用ANSYS有限元分析軟件,對氫吸附塔建立力學模型,對氫吸附塔進行靜應力及動態(tài)應力分析,在氫吸附塔的幾何結構不連續(xù)的區(qū)域,如上封頭人孔接管鍛件內壁、上封頭與筒體連接焊縫、下封頭與筒體連接焊縫、下封頭接管鍛件內壁、手孔接管鍛件拐角等部位應力較大,整體應力強度最大值發(fā)生在手孔接管鍛件拐角,應力強度值為220.5MPa。利用ANSYS軟件對評定路徑上的應力強度范圍進行線性化處理,得到的應力強度按照JB4732-95《鋼制壓力容器-分析設計標準》中的規(guī)定進行應力強度范圍的分類,然后查得各自的設計疲勞曲線數(shù)據(jù),得到允許的循環(huán)次數(shù)。利用S-N疲勞曲線和線性累積損傷理論進行疲勞評定和疲勞壽命校核,結果表明氫吸附塔滿足下個檢驗周期疲勞壽命的要求。同時,對吸附塔上封頭處人孔的M24螺栓及手... 

【文章來源】：中國石油大學(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

氫吸附塔的理想壓力曲線

第 2 章 氫吸附塔建模2）JB4732-95《鋼制壓力容器-分析設計標準》提供的設計疲勞曲線已經考應力對疲勞壽命的影響，同時也考慮試驗數(shù)據(jù)的分散性、構件的尺寸、表，以疲勞壽命為基礎取安全系數(shù)為 20，以應力幅為基礎取安全系數(shù)為 2. 及 20 鍛件設計疲勞曲線數(shù)據(jù)表如表 2-3 所示。表 2-3 碳素鋼 20g、20 鍛件設計疲勞曲線數(shù)據(jù)表Table2-3 Carbon steel 20g、20forging design fatigue curve data table1E1 2E1 5E1 1E2 2E2 5E2 1E3 2E3 5E3 1E4 2E4 5E4 1E5 2E5 3886 2747 1842 1374 1038 703 556 428 322 255 207 155 134 111

Nf（Cycle）圖 2-3 35CrMoA 鋼 20℃時的設計疲勞曲線Fig2-3 The fatigue design curve of 35CrMoAsteel at 20℃吸附塔常規(guī)分析評定吸附塔相關參數(shù)用國際大型通用有限元分析軟件 ANSYS，建立 l80°三維幾何模型。根據(jù)次試驗結果，氫吸附塔各部位的計算厚度在扣除腐蝕余量 1.0mm，按筒體 l頭 20.0mm、手孔鍛件 19.0mm、人孔鍛件 19.0mm，下接管 20.0/6.0mm 建的結構尺寸見吸附塔設計圖紙。限元模型選取 SOLID95 實體單元，建立 16910 個單元、l02585 個節(jié)點，如圖 2-4、、圖 2-7 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3295227