两器大开孔接管嵌入式补强结构设计及施工

发布时间：2017-10-04 07:08

  本文关键词：两器大开孔接管嵌入式补强结构设计及施工

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【摘要】：两器是指反应器和再生器,它们是石油炼制过程中催化裂化的两个核心设备,而其功能需要决定了设计时必须在其合适的位置进行开孔接管,有时开孔的尺寸远远超过《钢制压力容器》标准中规定的范围,属于大开孔压力容器。目前针对开孔接管补强的技术主要有贴板补强、接管补强和整锻件补强,然而这些补强技术在实际应用中会产生各种问题,主要有以下两点:贴板补强和接管补强会带来筒体与接管相交处较大的应力集中,且这两种补强技术不能用于大面积和大范围的补强;整锻件补强会引起加工成本的显著增加,而且需要的制造周期很长。为了解决以上两个问题,本文开展了两器大开孔接管嵌入式补强结构设计及施工技术的研究,主要的研究内容体现在以下三点:(1)对压力容器开孔引起的应力集中的原因进行了分析,并对开孔周围的应力情况进行了研究,然后提出可以通过补强的形式减小开孔周围的应力,还对工程上常用的一种等面积补强的方法进行了研究。然后对目前常用的开孔补强形式进行了分析,并分析了这些补强形式的优缺点。最后对两相交圆柱壳体的理论进行了研究,通过在薄壳理论中引入小量,使得方程的解的精度从(7)(8)1/2O T/R提高到了(7)(8)3/4O T/R。(2)从一个受力杆的有限元分析入手,研究了有限元分析的思想,并结合非线性的手段提出了非线性有限元应力分析的流程,而且用一个受内压压力载荷的贴板补强结构对非线性有限元方法进行了验证,分析表明非线性方法计算的应力更加接近真实情况。最后对嵌入式补强结构进行了详细研究,并用非线性有限元的方法对其应力情况进行了分析,从应力云图可以看出嵌入式补强能够大大改善补强结构的应力情况,而且应力最大值出现在筒体与接管的相交处。(3)对两器大开孔接管嵌入式补强施工技术进行了研究,分别从组装排版、组装焊接和热处理三个主要方面展开。排版的好坏是一个成功施工的开始,组装的顺序和焊接的质量才是施工成功的关键,最后的后处理则是有效消除焊接残余应力的有效方法。
【关键词】：两器 大开孔 嵌入式补强 薄壳理论 有限元
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH49
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国内研究现状10-11
• 1.2.2 国外研究现状11-13
• 1.3 本文研究内容及组织结构13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第二章 压力容器大开孔补强理论研究15-27
• 2.1 补强计算及其形式15-21
• 2.1.1 补强计算15-19
• 2.1.2 补强形式19-20
• 2.1.3 大开孔补强20-21
• 2.2 理论研究21-25
• 2.2.1 数学模型的建立21-22
• 2.2.2 数学模型的求解22-25
• 2.3 本章小结25-27
• 第三章 两器大开孔接管嵌入式补强结构设计27-49
• 3.1 有限元分析流程27-36
• 3.1.1 有限元分析27-32
• 3.1.2 有限元分析流程32-33
• 3.1.3 算例验证33-36
• 3.2 嵌入式补强结构设计36-48
• 3.2.1 嵌入式补强36-39
• 3.2.2 嵌入式补强结构有限元分析39-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第四章 两器大开孔接管嵌入式补强施工技术49-57
• 4.1 施工工艺流程49
• 4.2 组装排版49-52
• 4.3 组装焊接52-53
• 4.4 热处理53-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 结论及展望57-59
• 5.1 结论57
• 5.2 展望57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士学位期间所发表的论文64-65

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本文编号：969272