本文關鍵詞：在役制氫吸附器安全性能分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：制氫吸附器是一種比較典型的承受疲勞載荷的壓力容器,是煉油、化工、冶金等行業(yè)中常見的重要設備,因其承受復雜交替載荷和吸附介質(zhì)的易燃易爆性,制氫吸附器是一類事故發(fā)生率高的易疲勞壓力容器�；趯χ茪湮狡鞯目煽啃浴踩院推趬勖芯刻岢龅母咭�,本文主要研究某石化企業(yè)PSA裝置制氫工藝中的10臺制氫吸附器,考慮其投用至今己近10年,循環(huán)次數(shù)已接近原始設計壽命(3×105次循環(huán)),對在役制氫吸附器進行理論應力分析、實際應力水平測量、安全評定和疲勞壽命估算,確定其危險受載區(qū)域,為其延長使用壽命,降低生產(chǎn)運行成本,提高生產(chǎn)經(jīng)濟效益,防止安全事故的發(fā)生具有重要的現(xiàn)實意義。 本文應用有限元分析軟件ANSYS對制氫吸附器進行數(shù)值模擬計算,發(fā)現(xiàn)制氫吸附器應力較大的區(qū)域分布在上接管區(qū)、裙座過渡區(qū)和下接管區(qū),通過對制氫吸附器貼應變片的方式進行實際應力水平測量和驗證,發(fā)現(xiàn)制氫吸附器的危險截面位于下接管與封頭過渡處的內(nèi)拐角處,并對在役制氫吸附器進行安全評定和疲勞壽命估算,在滿足疲勞強度條件下,經(jīng)疲勞壽命校核獲得了滿足6×105次的循環(huán)要求、該設備可繼續(xù)使用10年的研究成果。同時,本文分析了內(nèi)表面存在的裂紋對在役制氫吸附器疲勞壽命的影響,一處深約2mm,長約8mm的半橢圓表面裂紋存在于在役制氫吸附器下接管與封頭過渡處的內(nèi)拐角部位,按GB/T19624-2004進行含裂紋條件疲勞評定計算,得出了4.5年后設備將可能失效的研究結果,因此提出了每4年進行一次全面檢驗的建議,以確保設備安全運行。
【關鍵詞】：在役制氫吸附器 數(shù)值模擬 安全性能 疲勞壽命
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH49
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題提出的背景10-11
• 1.2 課題研究的目的和意義11
• 1.3 課題研究現(xiàn)狀及趨勢11-17
• 1.3.1 吸附制氫技術及其關鍵設備介紹11-12
• 1.3.2 制氫吸附器設計制造環(huán)節(jié)相關規(guī)定要求12-13
• 1.3.3 合于使用評價的意義和應用13
• 1.3.4 應力分析發(fā)展概況13-14
• 1.3.5 疲勞評定發(fā)展概況14-15
• 1.3.6 設計分析理論的現(xiàn)狀15-17
• 1.4 課題研究內(nèi)容及技術路線17-19
• 1.4.1 研究內(nèi)容17
• 1.4.2 技術路線17-19
• 第2章 吸附器應力分析19-36
• 2.1 吸附器概況19-20
• 2.1.1 變壓吸附概論19-20
• 2.1.2 吸附器的概況20
• 2.2 建模20-24
• 2.2.1 實體建模20-21
• 2.2.2 有限元模型21-24
• 2.3 約束與載荷24-26
• 2.3.1 約束24
• 2.3.2 載荷24-26
• 2.4 有限元分析計算結果26-35
• 2.4.1 各關鍵截面在設計壓力1.4MPa下的應力水平26-30
• 2.4.2 交變應力分析30-35
• 2.5 小結35-36
• 第3章 吸附器的實際應力水平測量36-41
• 3.1 應變測量36-39
• 3.1.1 應變測量目的36
• 3.1.2 應變測量安排36-37
• 3.1.3 測量結果與有限元分析計算結果比較37-39
• 3.2 應力水平的確定39-40
• 3.3 小結40-41
• 第4章 吸附器的安全評定及剩余壽命估算41-49
• 4.1 吸附器的檢驗檢測情況41-43
• 4.2 不含裂紋條件剩余壽命估算43-44
• 4.2.1 疲勞強度條件43
• 4.2.2 按JB4732進行疲勞壽命校核43-44
• 4.3 含裂紋條件剩余壽命估算44-48
• 4.3.1 假設裂紋44
• 4.3.2 應力水平的確定44-46
• 4.3.3 含缺陷疲勞評定計算46-48
• 4.4 小結48-49
• 第5章 主要結論與展望49-51
• 5.1 主要結論及建議49-50
• 5.2 展望50-51
• 5.2.1 在役的壓力容器延壽技術研究50
• 5.2.2 疲勞多裂紋擴展剩余壽命技術的研究50
• 5.2.3 在役含缺陷壓力容器在線監(jiān)測技術的研究50-51
• 參考文獻51-53
• 致謝53-54
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果54

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