超高压管式反应器端部结构应力场的研究

超高压管式反应器是管式超高压聚乙烯装置的关键设备,其端部通常为夹套与反应管的过盈配合连接结构。利用电阻应变测量技术,针对某石化厂发生疲劳断裂的超高压管式反应器端部结构应力场开展试验研究,采用应力释放法获得过盈配合后的局部应力场数据,在此基础上,建立基于ANSYS软件的有限元模型,并与试验数据进行对比分析。结果表明,端部结构的过盈配合边缘局部范围内存在较高的轴向拉应力,且大于环向应力,应力水平随过盈量增加而提高;接触刚度对应力场数值模拟结果影响较大,在保证收敛的前提下应尽量增大接触刚度以提高模拟精度,有限元模拟结果与试验数据符合得较好。研究结果对后期的数值模拟以及结构失效原因的分析提供重要参考依据。

秦山三期重水堆核电站风险监测器研发进展

核电站风险监测系统(Risk Monitor)可对核电站的运行风险进行实时监测和预测,是概率安全评价(PSA)技术的高级应用之一。FDS团队广泛调研了国际现有核电站风险监测系统的研发现状,深入研究了风险监测系统涉及的各种关键算法并探索了相关实现技术,基于前期自主研发的大型集成概率安全分析软件RiskA发展了通用核电站风险监测系统RiskAngel,并以此为基础结合秦山三期重水堆核电站的安全特点和实际应用需求开发了秦山三期重水堆核电站风险监测器(TQRM)。本文总结了核电站风险监测系统的发展现状及趋势,对TQRM系统的设计思想、总体架构、主要功能、关键算法、技术特点及相关测试应用进行概要介绍。

高压聚乙烯反应管自增强残余应力的无损检测

针对超高压聚乙烯反应管内径小、壁厚大、内部介质压力为超高压等特点 ,开发出一套管内壁应变片粘贴装置和引线密封装置 ,从而保证了内压达 5 5 0 MPa以上时应变片及引线的密封与绝缘性。基于内壁应变—压力关系曲线与残余应力之间的对应关系 ,成功地测取了反应管内壁残余应力。本方法可推广应用于小管径管道内壁应变和自增强残余应力的测试。

超高压管式反应器端部结构应力场的数值模拟

基于大型通用有限元软件ANSYS,对发生疲劳断裂的超高压管式反应器的端部结构进行数值模拟,分析了其在过盈套合、自增强处理以及服役期间开停工循环载荷三种工况下的局部应力场。结果表明:三种工况下,端部结构在过盈套合边缘局部范围内均存在较高的轴向拉应力,且大于环向应力;局部轴向应力随套合过盈量和自增强压力的增加而增大;半径过盈量为0.05 mm时,开停工循环载荷下的局部轴向平均应力最大值可达86.71 MPa,轴向交变应力幅值最大值达到62.2 MPa,裂纹垂直于轴向扩展的推动力较大。模拟分析结果对端部结构失效破坏原因的分析及其设计改进有一定的指导意义。

加氢反应器运行状况安全分析

根据有关试板解剖的实验结果 ,对反应器的最低升压温度进行了估算 ,对检出缺陷进行了断裂安全评定。结果表明 ,反应器在现有条件下有较大的安全裕度。

高压聚乙烯装置超高压反应管内腐蚀缺陷有限元分析

基于Von Mises屈服准则,采用有限元弹塑性分析方法对含腐蚀缺陷的高压聚乙烯装置超高压反应管道的应力分布进行有限元分析,研究腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对压力管道极限载荷的影响,把分析得到的临界失效状态下的壁厚作为超高压管道爆破的安全阈值。

含缺陷超高压管式反应器剩余寿命预测与工程措施

对含缺陷超高压管式反应器,确定其主体材料K10X在醋酸环境下的腐蚀速率,根据最大允许腐蚀深度计算出剩余寿命;依据有限元模拟温度场分析保温层在不同工况下对温度分布影响的结果,增加了保温层以防止醋酸蒸汽的冷凝。模拟不同流速的氮气对管道内醋酸积液的吹扫效果。结果表明,施加保温层后,可以有效提高金属温度,防止醋酸蒸汽冷凝;进行氮气吹扫时,吹扫速率应不低于2m/s,吹扫时间不低于30min。

在役压力容器安全评估与剩余寿命预测的研究

鉴于压力容器应用的广泛性和使用中的重要地位,对其的安全评估犹显重要。阐述了对在役压力容器的安全评估的研究方法的发展演进以及各种研究方法的适用范围。鉴于核反应堆压力容器使用的高危险性及其重要作用,分析了核反应堆的安全评估的方法和国内外现状。压力容器剩余寿命预测一直是国内外研究热点,鉴于以往国内外对压力容器的安全评估基本上偏重于失效机理和应用静态的评估方法进行评定,报道了四川大学制造学院提出的基于缺陷失效路径的动态安全裕度概念的在役压力容器剩余寿命预测新方法。

基于ANSYS技术的尿素合成塔安全寿命评估

针对国内高压设备的运行状态,为进一步提高尿素高压设备的科学管理水平,最大限度挖掘设备潜力,减少故障损失,提高维修效益,将设备安全寿命评价技术引入尿素高压设备的管理中,建立一套完整的尿素高压设备安全寿命评价体系。结合设备运行的目标期望及现场情况,以乌鲁木齐石化公司化肥厂尿素合成塔为例,运用AN-SYS有限元分析技术,提出尿素合成塔安全寿命的评价流程,给出了尿素合成塔安全寿命的简化计算评价方法和基于有限元的精细计算评价方法。根据该方法可以在不同条件和要求下对尿素高压设备寿命进行估算,并利用尿素合成塔安全寿命评估实例对尿素高压设备安全寿命评估体系进行分析和说明。结果表明,该体系能够根据现场情况合理地对尿素高压设备进行寿命评估。

超高压反应器自增强处理的理论与模拟研究

超高压反应器长期在高温、高压的严酷条件下服役,受到压力波动、腐蚀因素的影响,一旦发生泄漏、爆炸事故,将造成严重的人员伤亡和重大的财产损失。本文通过理论计算与有限元模拟分析,针对某石化厂的现役超高压聚乙烯管式反应器,研究其自增强处理前、后,工况条件下反应器沿壁厚方向当量应力的变化规律,并利用安全系数,量化评估自增强处理对反应器安全性的影响。

超高压自增强管式反应器的安全评定方法

采用专家评定系统和相应的评定规则相结合的方法 ,对超高压管式反应器进行安全评定 ,评定结果与工程实际具有较高的一致性。专家评定系统为超高压管式反应器安全评定提供了一种可靠的方法。

超高压管式反应器安全检验方法

根据生产实际的需要 ,结合与国外最新的交流成果 ,利用先进的理论和测试方法并参考有关规范 ,制定了超高压管式反应器检维修方法 ,实践表明 ,所制定的检维修方法可靠 ,可应用于工程实际。

超高压管道失效模式及防护对策研究

通过分析反应管振动、开停工及生产牌号转换循环载荷、正常服役期间的压力和温度波动、伺服脉冲阀动作脉冲载荷以及乙烯超温分解反应等因素对超高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛的影响。指出乙烯超温分解是导致超高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛的主要原因,并给出了反应管外壁腐蚀损伤机理和夹套管的失效模式。提出了防止超高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛的对策,并指出应采取在制造过程中尽量消除反应管残余拉应力、改善冷却水水质及优化夹套管结构等措施,来有效防止腐蚀损伤的发生和提高夹套管冷却水的有效流动性,从而保证了超高压聚乙烯反应管安全、可靠、长周期的运行。