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压力容器弹塑性蠕变疲劳分析简讯

发布时间:2018-06-27 13:44:14   点击量:

    随着炼油和化工装置的不断大型化,设备的规格也不断加大,标准中材料的许用应力大幅提高,这对于高参数的加氢反应器轻量化设计有着重要的意义。与此同时,标准中还要求对于工作在蠕变范围内的承压部件应按规定的Omega Project蠕变方程采用有限元软件进行计算,考察其在1'000'000小时内的蠕变损伤及计及开停车在内的蠕变疲劳寿命预估。
    
目前商用有限元软件中未提供Omega Project蠕变方程的定义,现运用软件提供的用户自定义子程的功能根据OmegaProject蠕变方程定义开发了蠕变子程,并采用了各种模型及工程实例对子程进行了验证,从而实现了蠕变疲劳分析在通用有限元软件中的应用。
    
2017~2018年,全国锅炉压力容器标准化技术委员会项目组首次对某加氢反应器进行了考虑了材料蠕变特性的弹塑性应力分析。
    
项目组针对该项目进行了以下的工作:1)对各个承压部位按真实开、停车升降温曲线、升降压曲线进行多个循环的考虑到材料蠕变特性的弹塑性分析;2)采用危险点的应力应变滞洄曲线进行棘轮判定,运用自定义的应变线性化处理功能对焊缝区、热影响区、母材的累积的非弹性应变进行线性化处理,判定其薄膜应变、薄膜加弯曲应变、总应变是否满足规范要求;3)考察在1'000'000小时内结构上的蠕变损伤系数是否满足规范要求。
    设备弹塑性蠕变疲劳分析对于设备的轻量化设计有着重要的指导意义,也是对我国压力容器应力分析设计领域进行的非常有意义的探索,同时对分析设计标准的修订具有重要的参考价值。

 

              

                            温度场分布

              

 

关键节点应力随时间变化曲线

 

                    

最大应力节点应力应变滞洄曲线

 

             

关键节点蠕变损伤系数随时间变化曲线

 

                

蠕变损伤系数分布云图

 

 

             

关键节点应力随时间变化曲线

 

          

关键节点上的蠕变损伤系数随时间变化曲线

 

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