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基于ANSYS分析的加氢反应器裂纹扩展研究

杨达  
【摘要】: 加氢反应器是石油化工中十分重要的反应设备,因其长期处于高温高压的操作环境下,不可避免的会产生容器材料的损伤。在产生的缺陷中,尤以裂纹缺陷的危害最为危险,查阅相关文献,不难发现一旦发生事故就会产生非常严重的后果,因而加强对加氢反应器中产生裂纹的研究有着重要的实际意义。 本论文在研究众多加氢反应器裂纹成因及常出现的裂纹类型的前提下,以某炼油厂加氢裂化反应器为研究载体,结合理论基础与实际情况,假设其下封头接管连接部位存在半椭圆形表面裂纹。应用现行标准《GB/T 19624- 2004》对其进行安全评定,运用平面缺陷简化评定及平面缺陷常规评定对其检验均得出,该裂纹缺陷可以被接受的结论。 考察实际加氢裂化反应器的运行情况,总结出其应力及温度的波动情况,运用标准《GB/T 19624-2004》对其进行疲劳评定,计算出其安全使用寿命。 根据加氢裂化反应器的实际操作情况,应用ANSYS软件分别在仅受内压,稳态温度场,瞬态温度场及机械温度偶合应力时,研究其力学行为。在理论计算的基础上,采用有限元方法数值模拟加氢反应器存在的裂纹,首先对其进行二维裂纹的简化模拟,计算出其应力强度因子变化值与裂纹长度的关系;然后以所学的知识为基础对三维裂纹进行初步的探讨和研究,进而为在实际工程中出现的裂纹形势提供参考的依据。


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