在役制氢吸附器安全性能分析研究
本文关键词:在役制氢吸附器安全性能分析研究,由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】:制氢吸附器是一种比较典型的承受疲劳载荷的压力容器,是炼油、化工、冶金等行业中常见的重要设备,因其承受复杂交替载荷和吸附介质的易燃易爆性,制氢吸附器是一类事故发生率高的易疲劳压力容器。基于对制氢吸附器的可靠性、安全性和疲劳寿命研究提出的高要求,本文主要研究某石化企业PSA装置制氢工艺中的10台制氢吸附器,考虑其投用至今己近10年,循环次数已接近原始设计寿命(3×105次循环),对在役制氢吸附器进行理论应力分析、实际应力水平测量、安全评定和疲劳寿命估算,确定其危险受载区域,为其延长使用寿命,降低生产运行成本,提高生产经济效益,防止安全事故的发生具有重要的现实意义。 本文应用有限元分析软件ANSYS对制氢吸附器进行数值模拟计算,发现制氢吸附器应力较大的区域分布在上接管区、裙座过渡区和下接管区,通过对制氢吸附器贴应变片的方式进行实际应力水平测量和验证,发现制氢吸附器的危险截面位于下接管与封头过渡处的内拐角处,并对在役制氢吸附器进行安全评定和疲劳寿命估算,在满足疲劳强度条件下,经疲劳寿命校核获得了满足6×105次的循环要求、该设备可继续使用10年的研究成果。同时,本文分析了内表面存在的裂纹对在役制氢吸附器疲劳寿命的影响,一处深约2mm,长约8mm的半椭圆表面裂纹存在于在役制氢吸附器下接管与封头过渡处的内拐角部位,按GB/T19624-2004进行含裂纹条件疲劳评定计算,得出了4.5年后设备将可能失效的研究结果,因此提出了每4年进行一次全面检验的建议,以确保设备安全运行。
【关键词】:在役制氢吸附器 数值模拟 安全性能 疲劳寿命
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TH49
【目录】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第1章 绪论10-19
- 1.1 课题提出的背景10-11
- 1.2 课题研究的目的和意义11
- 1.3 课题研究现状及趋势11-17
- 1.3.1 吸附制氢技术及其关键设备介绍11-12
- 1.3.2 制氢吸附器设计制造环节相关规定要求12-13
- 1.3.3 合于使用评价的意义和应用13
- 1.3.4 应力分析发展概况13-14
- 1.3.5 疲劳评定发展概况14-15
- 1.3.6 设计分析理论的现状15-17
- 1.4 课题研究内容及技术路线17-19
- 1.4.1 研究内容17
- 1.4.2 技术路线17-19
- 第2章 吸附器应力分析19-36
- 2.1 吸附器概况19-20
- 2.1.1 变压吸附概论19-20
- 2.1.2 吸附器的概况20
- 2.2 建模20-24
- 2.2.1 实体建模20-21
- 2.2.2 有限元模型21-24
- 2.3 约束与载荷24-26
- 2.3.1 约束24
- 2.3.2 载荷24-26
- 2.4 有限元分析计算结果26-35
- 2.4.1 各关键截面在设计压力1.4MPa下的应力水平26-30
- 2.4.2 交变应力分析30-35
- 2.5 小结35-36
- 第3章 吸附器的实际应力水平测量36-41
- 3.1 应变测量36-39
- 3.1.1 应变测量目的36
- 3.1.2 应变测量安排36-37
- 3.1.3 测量结果与有限元分析计算结果比较37-39
- 3.2 应力水平的确定39-40
- 3.3 小结40-41
- 第4章 吸附器的安全评定及剩余寿命估算41-49
- 4.1 吸附器的检验检测情况41-43
- 4.2 不含裂纹条件剩余寿命估算43-44
- 4.2.1 疲劳强度条件43
- 4.2.2 按JB4732进行疲劳寿命校核43-44
- 4.3 含裂纹条件剩余寿命估算44-48
- 4.3.1 假设裂纹44
- 4.3.2 应力水平的确定44-46
- 4.3.3 含缺陷疲劳评定计算46-48
- 4.4 小结48-49
- 第5章 主要结论与展望49-51
- 5.1 主要结论及建议49-50
- 5.2 展望50-51
- 5.2.1 在役的压力容器延寿技术研究50
- 5.2.2 疲劳多裂纹扩展剩余寿命技术的研究50
- 5.2.3 在役含缺陷压力容器在线监测技术的研究50-51
- 参考文献51-53
- 致谢53-54
- 攻读学位期间参加的科研项目和成果54
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐刚;周捫;陈栋华;魏传峰;;轿车后桥疲劳寿命的数字化预测研究[J];汽车技术;2007年04期
2 章向明;陈礼威;杨少红;许陆文;;含裂纹钢板复合材料修补疲劳寿命数值分析[J];海军工程大学学报;2008年04期
3 么亮;冯蕴雯;;三参数威布尔分布疲劳寿命分散系数确定方法[J];科学技术与工程;2009年06期
4 刘东星;陶华;刘早立;刘风雷;;干涉量对复合材料层合板疲劳寿命的影响[J];航空制造技术;2011年08期
5 夏念国;王钊;;某型飞机单机寿命监控技术研究[J];新技术新工艺;2011年09期
6 邓子娜;;正交异性钢桥面板疲劳寿命评估应用[J];交通世界(建养.机械);2011年10期
7 奚蔚;姚卫星;;一种新的缺口件疲劳寿命分布计算模型[J];科学技术与工程;2013年10期
8 熊映青;;关于轴向球塞马达球垫的设计[J];机械工程师;1983年04期
9 ;谈车轴的疲劳寿命[J];铁道车辆;1977年Z1期
10 曾春华;;疲劳寿命预计方法的探计[J];机械强度;1981年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 乔扬;陈海波;;高频噪声激励的结构声振疲劳寿命预报[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
2 刘志远;杨庆生;;有缺陷的薄壁圆筒疲劳数值模拟[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
3 王茜;高建岭;张宏涛;;复合材料修复含裂纹管道的疲劳寿命估计方法[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
4 张伟;卢芳云;杨凯;魏东;;飞机结构损伤光固化复合材料疲劳寿命研究[A];第四届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2006年
5 李辉;王佰超;张大舜;姜合萍;;扭力轴疲劳寿命影响因素分析[A];全国先进制造技术高层论坛暨第八届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2009年
6 张蕾;陈群志;宋恩鹏;;预腐蚀对某型飞机42框横梁疲劳寿命的影响[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(二)[C];2007年
7 王逾涯;张蕾;陈群志;崔常京;;带孔钛合金壁板模拟件疲劳寿命研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
8 王瑞杰;尚德广;刘泓滨;;两级加载下两点拉剪点焊接头的损伤[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
9 刘宇杰;康国政;阚前华;;SS304不锈钢考虑棘轮-疲劳交互作用的疲劳寿命模型[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
10 冀亚锋;张宏;毕宗岳;鲜林云;曹艳彬;王娣;王丽;;连续管井口疲劳寿命预测方法研究[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 重庆大学 龚士弘 盛光敏;震区用钢知识问答[N];中国冶金报;2002年
2 林立恒;阀门弹簧用线材特点[N];世界金属导报;2010年
3 邵立勤;大力发展和应用现代轨道交通关键材料[N];科技日报;2003年
4 ;轴承钢新技术与方向[N];中国冶金报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 奚蔚;缺口件疲劳寿命分布及参数敏度分析[D];南京航空航天大学;2012年
2 段红燕;不同载荷下缺口参数对轴类零件低周疲劳寿命的影响[D];兰州理工大学;2009年
3 郑淳;基于断裂力学的公路钢桥疲劳寿命可靠度方法研究[D];华南理工大学;2013年
4 肖建清;循环荷载作用下岩石疲劳特性的理论与实验研究[D];中南大学;2009年
5 弯艳玲;蜻蜓翅翼三维空间结构的动力学与疲劳寿命研究[D];吉林大学;2010年
6 王翔;48MnV退役曲轴剩余疲劳寿命测评技术研究[D];上海交通大学;2011年
7 黄宁;大型结构件的疲劳寿命预测方法研究[D];中南大学;2013年
8 罗明军;汽车后扭力梁振动疲劳数值分析与研究[D];南昌大学;2014年
9 肖维灵;Glidcop材料疲劳特性及同步辐射挡光元件的热疲劳寿命研究[D];中国科学技术大学;2014年
10 林杰威;涡扇发动机风扇叶片疲劳寿命评估与可靠性分析[D];天津大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李颖;核主泵叶轮非定常流场及疲劳寿命可靠性分析[D];上海交通大学;2009年
2 林杰威;航空发动机叶片疲劳寿命和可靠性研究[D];天津大学;2009年
3 于立群;阶梯轴几何参数及平均应力对其疲劳寿命的影响[D];兰州理工大学;2008年
4 冀伟;载荷状况对三支承轴的疲劳寿命的影响[D];兰州理工大学;2012年
5 崔中文;载荷作用次序对疲劳寿命影响的试验研究[D];东北大学;2010年
6 张正远;机车弹簧碰撞情况下的损伤及疲劳寿命研究[D];西南交通大学;2011年
7 李增华;深海半潜平台剩余疲劳寿命预报研究[D];江苏科技大学;2012年
8 陈勇;基于焊点疲劳寿命的某轿车B柱焊点布置研究[D];吉林大学;2013年
9 曹婷婷;橡胶疲劳寿命的有限元分析研究[D];华南理工大学;2014年
10 汪航;新型贝氏体钢在磨损载荷作用下协同疲劳寿命的初步研究[D];贵州大学;2008年
本文关键词:在役制氢吸附器安全性能分析研究,由笔耕文化传播整理发布。
,本文编号:324658
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/324658.html