容器表面不同角度双凹坑干涉效应及安全评定

凹坑缺陷的存在,导致应力集中,产生局部峰值应力,压力容器强度降低。针对这一现象展开分析计算,利用有限元 ANSYS 软件计算其最大应力,并分析不同角度凹坑缺陷间的应力集中干涉效应对压力容器的影响,并对其进行安全评定。     

基于ANSYS对某含有凹坑缺陷发酵罐的静力分析

对含有凹坑缺陷的发酵罐按照GB/T19624-2004《在用缺陷压力容器安全评定》进行安全性评定,在此基础上利用ANSYS对不同间距的轴向排列的多凹坑进行静力分析,得到轴向排列的多凹坑的最大应力值和应力集中系数与相邻凹坑间距和数量的关系。经过分析可知,当相邻凹坑间距增大到L/X≥3.0时,各凹坑之间的应力分布几乎无影响;应力集中系数随着两凹坑中心距的增加而减小,当间距L/X3时其变化幅度较大,当L/X≥3后趋于恒定;同时最大应力值和应力集中系数与凹坑缺陷数量成正比,而与相邻的凹坑间距成反比。     

油气管道组合缺陷等效应力

以20号钢椭圆形环向组合缺陷和轴向组合缺陷管道为研究对象,借助ANSYS Workbench 16.0有限元分析软件,首先考察组合缺陷管道应力云图分布特点,其次,考察缺陷间距和缺陷尺寸如腐蚀长度、宽度、深度对其最大等效应力的影响规律。结果表明,在无缺陷管壁上,等效应力分布比较均匀;越靠近缺陷,其等效应力突变越大;当缺陷尺寸不变时,随着缺陷间距的增大,最大等效应力呈减小的趋势,并出现临界点;对于轴向组合缺陷,当缺陷间距不变时,随着缺陷长轴长度的增大,最大等效应力随之增大;随着缺陷短轴长度的增大,最大等效应力随之减小;随着缺陷深度的增大,最大等效应力随之增大;缺陷深度的影响程度最大。所得结论对油气管道腐蚀与防护有一定的指导意义和参考价值。     

含有不同间距凹坑缺陷的发酵罐应力分析与计算

对含有不同间距凹坑缺陷的发酵罐进行应力计算与分析,得到轴向排列的多凹坑区域应力值分布情况和应力集中系数与相邻凹坑间距L和凹坑数量的关系。经过分析可知,当相邻凹坑间距与X方向宽度比值L/X<3时,其应力值随着凹坑间距的增加而减小,当L/X≥3时,相邻凹坑之间间距对应力分布几乎无影响。应力集中系数随着两凹坑中心距离增加而减小,当L/X<3时,应力集中系数的变化幅度较大,当L/X≥3时其变化趋于恒定。最大应力值和应力集中系数与凹坑缺陷的数量成正比,而与相邻的凹坑间距成反比。     

含凹坑缺陷的薄壁圆筒形压力容器疲劳寿命数值模拟研究

利用有限元分析软件MSC.Patran和疲劳分析软件MSC.Fatigue对含凹坑缺陷的薄壁圆筒压力容器进行静力分析和疲劳寿命分析,得出满足G0>0.1的不同深度和长度的凹坑的最大主应力、应力集中系数和疲劳寿命的情况.通过对数据的分析和处理得到:随着凹坑深度的增加,最大主应力、应力集中系数是线性增加的,而疲劳寿命则是线性减小的.并且随着凹坑长度的增加,最大主应力和应力集中系数是不断减小的,而疲劳寿命也有上升趋势,但变化不明显,由此可知疲劳寿命的主要影响因素是凹坑的深度.     

含体积型缺陷管道安全评价技术研究

为研究体积型缺陷对管道安全性的影响，通过Workbench软件，结合管材的应力–应变曲线和塑性失效准则，对缺陷管道的最大等效应力和失效压力进行了评价，考察了倾斜角度、腐蚀深度、腐蚀长度等参数变化对管道局部应力分布的影响。结果表明，当缺陷具有一定倾斜角度时，缺陷左右拐角处的高应力集中最为明显，上下拐角处的低应力集中最为明显，缺陷沿轴向分布时对管道的危险性更大；腐蚀深度与最大等效应力和失效压力呈线性关系；腐蚀长度和腐蚀宽度的变化对最大等效应力和失效压力的影响有限，随着腐蚀长度的增加，最大应力点从缺陷内边缘转移至缺陷中心；在有限元分析范围内，各因素对管道安全性的影响程度依次为倾斜角度、腐蚀深度、腐蚀长度和宽度。研究结果可为提升管道完整性管理水平提供技术思路。     

双点腐蚀缺陷油气管道剩余强度

以X80油气管道为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,考察环向双点腐蚀缺陷管道和轴向双点腐蚀缺陷管道等效应力云图分布特点,通过改变环向双点腐蚀环向间距、轴向双点腐蚀缺陷长度和缺陷深度,考察其对等效应力和剩余强度的影响。结果表明,最大等效应力出现在双点腐蚀缺陷周围区域,容易发生强度失效;远离缺陷区域,等效应力迅速衰减至薄膜应力;随着内压载荷的增加,等效应力呈增加的趋势,并出现屈服阶段;随着环向间距的增加,剩余强度基本维持不变;随着缺陷长度和缺陷深度的增大,剩余强度呈减小的趋势,安全性降低。所得结论对于双点蚀缺陷管道剩余强度的研究具有一定的参考意义。     

接管弯矩作用下筒体-补强圈补强区局部应力的试验研究

本文对接管弯矩作用下压力容器开孔-补强区的局部应力进行了试验研究。研究范围包括三台具有不同d/D比及补强圈补强的试验容器。试验结果表明,在接管弯矩作用下,容器筒体在补强圈补强范围内的局部应力,特别是孔边的应力集中明显降低,但由于几何形状的不连续及焊缝的作用,在补强圈外边缘特别是容器横向截面内出现了较大的不连续性应力,试验结果同时表明,接管横向弯矩M_o在容器横向截面内产生的应力比接管纵向弯矩M_L在容器纵向截面内产生的应力要大很多。     

接管弯矩作用下筒体—补强圈补强区局部应力的试验研究

本文对接管弯矩作用下压力容器开孔－补强的局部应力进行了试验研究。研究范围包括三台具有不同ｄ／Ｄ比及补强圈补强的试验容器。试验结果表明，在接管弯矩作用下，容 筒体在补强圈补强范围内的局部应力，特别是孔边的应力集中明显降低，但由于几何形状的不连续及焊缝的作用，在补强圈边缘特别是容器横向截面内出现了较大的不连续性应力，试验结果同时表明，接管横向弯矩Ｍ０在容器横向截面内产生的应力比接管纵向弯矩ＭＬ在容器纵     

压力容器多凹坑干涉效应分析

分析研究了多凹坑周围的应力分布以及应力集中的干涉效应。通过对单凹坑分析计算做出安全评价,建立了压力容器多凹坑模型。利用有限元软件ANSYS对该模型进行静力分析,得出沿环向排列的多凹坑最大主应力、应力集中系数和应变集中系数随凹坑数量变化的关系。通过对数据的分析和处理得到,在线弹性范围内薄壁圆筒形压力容器内沿环向排列的凹坑的最大主应力、应力集中系数和应变集中系数,随着凹坑个数的增加是线性递减的。