复杂氢致多鼓泡裂纹有限元模拟与安全评定

发布时间：2020-07-04 14:16

【摘要】：在石化行业,临氢设备易发生鼓泡裂纹等氢损伤问题,对设备安全造成严重威胁。因此,研究多鼓泡裂纹对提升承压设备安全性具有重要意义。本文以干气脱硫吸收塔为研究对象,运用有限元软件ABAQUS模拟多鼓泡裂纹。首先,通过两个物理场顺序耦合,模拟氢在多个夹杂和裂纹中的扩散。结果表明:夹杂和裂纹距离基体内壁越近,氢浓度越大;应力促进氢扩散,应力值越大,氢扩散现象越明显。其次,建立含三个和四个鼓泡裂纹的三维模型,进行线弹性和弹塑性分析。线弹性分析结果表明:相同的氢压和裂纹深度,鼓泡尺寸越大,鼓泡鼓起高度越高;三鼓泡中一个裂纹深度变小,会增大邻近鼓泡KI值;四鼓泡中一个裂纹深度变小,会降低斜对角鼓泡KI值。弹塑性分析结果表明:相同的氢压和裂纹深度,鼓泡尺寸越大,裂纹尖端的等效塑性应变和位移变形也越大。其中一个鼓泡的裂纹深度变大会使所有鼓泡的应力和J积分值都变小,其中自身鼓泡裂纹降低最大。最后,结合安全评定准则对多鼓泡裂纹的设备进行评估,设备安全评估结果与模拟结果基本一致,所以该准则具有一定工程实用价值。本文分析结果对多鼓泡裂纹和设备安全评估的研究具有一定的参考意义。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O346.1

【参考文献】

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本文编号：2741211