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高压聚乙烯装置管道失效分析

刘明霞  
【摘要】:超高压聚乙烯反应管是聚乙烯生产装置的关键设备之一,该反应管能否安全运行直接关系到工厂的产值、利润以及人身和财产的安全,一直受到高度重视。随着科学技术和工业生产的发展,超高压聚乙烯反应器的操作条件越来越复杂而苛刻,有频繁的间歇操作或启动、停工和操作过程中的压力波动和脉冲,有周期性的温度变化产生振动等导致反复交变应力,除了考虑静载外,还要考虑疲劳破坏的危险性。据统计,压力容器运行中的破坏有75%以上是疲劳引起的,其中40%以上是疲劳裂纹扩展引起的,所以对疲劳破坏各国都很重视。本文是针对某石化厂的超高压聚乙烯反应管,根据反应管的实际工况,进行了理论分析以及实验分析。根据材料的实际性能,采用优化模型理论计算残余应力,并考虑了平均应力对裂纹扩展速率的影响。并且通过ANSYA软件对高压聚乙烯管进行了有限元分析。对材料进行了宏观与微观的分析,最终结合模拟与实际研究找出高压聚乙烯管的失效原因:腐蚀导致了外壁裂纹的萌生;停车时内压的周期性波动是裂纹扩展的主要动力;自增强残余应力存在一定程度的衰减,使该超高压管的抗疲劳能力下降,根据失效原因提出一定的预防措施。


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