超高压管式反应器疲劳特性试验研究

《超高压管式反应器疲劳特性试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、工程硕士学位论文超高压管式反应器疲劳特性试验研究作者姓名祝伟华工程领域安全工程校内指导教师马小明副教授校外指导教师李绪丰高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年4月ExperimentalStudyonFatigueCharacteristicofUHPTubularReactorADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhuWeihuaSupervisor：AssociateProf.MaXiaomingSeniorEngineerL

2、iXufengSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：X933.4学校代号：10561学号：201521002997华南理工大学硕士学位论文超高压管式反应器疲劳特性试验研究作者姓名：祝伟华指导教师姓名、职称：马小明副教授、李绪丰高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：安全工程论文形式：□产品研发□工程设计□√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：安全监控系统及装备故障诊断技术论文提交日期：2018年4月12日论文答辩日期：2018年5月29日学

3、位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：袁智委员：姜立春、罗建东、李建三、田震摘要随着我国石化行业的发展，超高压容器在石化企业生产中的作用愈加重要。超高压容器所处的工况十分复杂，常受到高温、高压、腐蚀等因素的影响，容易导致疲劳失效。对超高压容器进行自增强再处理，能够使容器内壁产生有利的残余应力，从而极大的提高容器的承载能力和疲劳寿命。但我国在役的超高压容器均为上世纪七八十年代从国外引进，其疲劳寿命已出现严峻下降。因此，对在役超高压管式反应器开展疲劳特性试验研究具有重要的意义。本文在前人研究的

4、基础上，以服役21年的管式反应器为研究对象，运用理论公式推理、有限元数值模拟、试验验证等方法，开展疲劳特性研究。论文主要工作如下：（1）推导了热应力、仅操作条件下、自增强处理、自增强处理后在操作条件下共四种工况的三向残余应力计算公式，分析了应力分布规律，将自增强处理前后的疲劳寿命进行了对比分析。（2）对超高压管式反应器进行了循环疲劳试验，得到了外壁环向应变衰减规律，拟合出外壁应变与循环次数N的关系式，并采用名义应力法计算出超高压管式反应器经8000次循环后的剩余寿命。（3）对超高压管式反应器进行了自增强再处理试验，得

5、到加载内压与外壁环向应变的关系式，计算出服役期间的疲劳寿命损耗为2035次，经自增强再处理后的疲劳寿命提高1755次。同时研究了自增强压力与内壁残余应力之间的关系。（4）借助理化性能试验数据，对以上四种工况进行了有限元应力分析和疲劳寿命运算，实现了有限元模拟法对在役反应器的寿命评估，丰富在役反应器的疲劳特性分析理论和试验方法。本文通过对反应器的疲劳特性进行试验研究，为超高压管式反应器的安全运行提供支持，具有一定的工程与学术参考作用。关键词：超高压管式反应器；自增强；热应力；名义应力法；疲劳寿命IABSTRACTWit

6、hthedevelopmentofChina'spetrochemicalindustry,theroleofUHPvesselsintheproductionofpetrochemicalproductsisevenmoreimportant.TheconditionsoftheUHPvesselsareveryharsh,andareaffectedbyfactorssuchastemperature,pressure,andcorrosion,whichmayeasilyleadtofatiguefailure

7、.AutofrettageoftheUHPvesselsmaygeneratefavorableresidualstressontheinnerwallofthevessels,andthengreatlyimprovethebearingcapacityandthefatiguelifeofthevessels.ButtheUHPvesselsinserviceofChinawereallimportedfromabroadinthe1970sand1980s.Atpresent,theyhaveenteredth

8、efinalstageofdesignedlife,andtheirfatiguelifehasbeenseverelyreduced.Therefore,itisofgreatsignificancetocarryoutexperimentalresearchonthefatiguecharacteristicoftheUHPtubularr