焦炭塔疲劳寿命有限元分析

以焦炭塔失效敏感部位筒体与裙座连接部位为研究对象,基于JB47321995《钢制压力容器分析设计标准》和新版ASME-Ⅷ-2弹塑性分析标准两种方法,利用有限元分析结果,对焦炭塔疲劳寿命进行分析。结果表明,采用弹塑性分析方法对焦炭塔进行寿命估算更为合理,更加安全。     

焦炭塔强度评定及疲劳剩余寿命评估

以某炼油厂LD52B2-2B焦炭塔为研究对象,在机械载荷和温度载荷共同作用下的工况下,利用有限元分析软件ANSYS对其进行应力分析与强度评定,各部位均满足强度要求,同时对其最薄弱区域进行疲劳强度评定,通过对剩余寿命评估方法的研究,得到了焦炭塔的最大剩余使用寿命。     

焦炭塔的剩余寿命评估与安全生产

论证了焦炭塔使用寿命及安全评估与安全生产的意义。指出温差应力是影响焦炭塔使用寿命的主要因素。由于温差应力大、结构不甚合理以及检修质量问题,塔体与裙座连接焊缝开裂周期越来越短、开裂越来越严重,使之成为影响焦炭塔使用寿命的关键因素。评估结果认为,焦炭塔的剩余使用寿命是由疲劳试验结果决定的。焦炭塔剩余寿命评估为延迟焦化装置的安全生产奠定了基础。     

焦炭塔剩余寿命可靠度计算

分析了将传统双对数直线外推法用于持久强度估算高温设备剩余寿命的不可靠性 ,将数理统计的方法引入到材料持久强度数据分析中。对 2 0g材质的焦炭塔剩余寿命进行了计算 ,结果表明 ,利用持久强度统计特性计算焦炭塔剩余寿命及可靠度更科学合理。     

延迟焦化装置焦炭塔安全评估与剩余寿命预测方法

延迟焦化装置中的焦炭塔长期受到温差和机械载荷的共同作用,在这些交变载荷的作用下,焦炭塔体中部易产生鼓胀变形,裙座角焊缝也容易萌生裂纹。因此,如何评估焦炭塔的安全性,并对其疲劳寿命进行预测一直是工程界和学术界的研究难点。运用有限元技术,针对焦炭塔容易产生失效的两个部位,分别位于塔体中部鼓胀位置和塔体下部裙座焊接接头位置进行风险评估,得到整个周期内焦炭塔出现最大应力的危险时间点,再运用ASME VIII-2中相关技术校核危险部位的安定性,最后运用Manson-Coffin公式和S-N曲线方法分别预测焦炭塔的剩余寿命。方法的建立为炼油装置中类似设备的风险评估和寿命预测工作提供了技术支撑。     

焦炭塔剩余寿命的计算模型

分析了将传统双对数直线外推法用于持久强度估算高温设备剩余寿命的不可靠性,通过比较得20g材料的焦炭塔剩余寿命更服从对数正态分布。并在此基础上求出了20g在一定温度及一定时间下的分布函数。     

大型焦炭塔的设计

φ8400mm大型焦炭塔的设计为国内首次,其主体材质选用Cr-Mo钢,焦炭塔上部泡沫段选用不锈钢复合钢板;裙座与筒体连接采用对接堆焊的型式并在裙座上开设膨胀缝。针对焦炭塔操作时低频疲劳容易引起筒体变形和焊缝开裂的问题,采取了多项改进措施。     

焦炭塔剩余寿命的计算模型

在Lifshitz与Wagner模型公式的基础上 ,得到了珠光体球化过程中的动力学方程 ,并且计算出了在焦碳塔工况条件下 2 0g材质达到不同老化程度所需要的时间 ,建立了焦炭塔剩余寿命的计算模型。     

在用焦炭塔筒体接管部位开裂的安全评估

在对焦炭塔筒体预热油入口接管部位的开裂进行分析与评定的基础上，对该接管处疲劳裂纹扩展进行了寿命评估，其结果可为制订该部位裂纹修复工艺提供依据。     

焦炭塔裙座局部更新

采用应力计算法分析优化塔裙连接结构及柔性槽尺寸,改进了焦炭塔塔裙连接结构设计。采用 局部更换裙座的现场施工方法,解决了在役焦炭塔塔裙连接部位的疲劳裂纹问题,延长了焦炭塔的使用寿 命,使安全生产得到了有效保证。     

D级抽油杆疲劳裂纹扩展期剩余寿命预测

测定了四种常用Ｄ级抽油杆用钢在空气和３．５％ＮａＣｌ水溶液腐蚀条件下的裂纹扩展速率，计算了当抽油杆存在不同尺寸可扩展裂纹时的剩余寿命。结果表明，当杆体上存在深０．１ｍｍ可扩展裂纹，使用应力为１１７．６～３７２．６ＭＰａ时，尚可工作两个月到两年。裂纹扩展期的扩展规律表明，任何一种能引入表面残余压应力的表面强化方法，都可以提高抽油杆的使用寿命。     

连续油管疲劳寿命预测模型的建立

连续油管的疲劳是应力状态较复杂的多轴低周疲劳 ,目前该疲劳寿命预测理论还不成熟 ,为此 ,在前人疲劳研究方法的基础上 ,建立了连续油管的疲劳寿命预测模型。在该模型中 ,将连续油管的复杂应力转化为等效的单向拉伸应力 ,将连续油管的低周疲劳应变 -寿命关系转化为应力 -寿命关系 ,得到了一个半经验寿命公式。用国外连续油管的部分疲劳实验数据对公式进行对比验证 ,结果表明 ,建立的寿命预测模型计算寿命值与实验值基本接近 ,模型基本正确。     

基于支持向量机算法的注水管道剩余寿命预测

支持向量机是在统计学习理论的基础上发展而来的一种新的模式识别方法, 在解决有限样本、非线性及高维模式识别问题中表现出许多特有的优势。鉴于此, 针对注水管道的使用寿命和腐蚀影响因素之间复杂的映射关系, 在注水管道的剩余寿命预测研究中引入基于统计学习理论的支持向量机算法。研究了胜利油田某实验区注水水质腐蚀的影响因素, 应用LibSVM软件建立了注水管道的剩余寿命预测模型, 从而提供了一种预测注水管道剩余寿命的新方法。实际应用结果表明, 用支持向量机算法预测注水管道剩余寿命在样本有限的情况下具有明显优势。     

加压变换炉体剩余寿命研究

通过非破坏性的模拟试验,研究了已运行3.3万h加压变换炉体的剩余寿命。结果表明,炉体最高温部位的剩余寿命约为2.4万h。     

连续油管疲劳寿命的预测及模糊优选

连续油管的失效主要是弯曲疲劳失效。疲劳寿命是衡量其可靠性的关键指标。而目前连续油管疲劳寿命预测理论还很不成熟。现文利用等效应力建立了连续油管的疲劳寿命估计模型;并根据理论模型,综合考虑连续油管使用的实际条件和有关因素,对连续油管的疲劳寿命预测模型进行了模糊处理,得到了连续油管的模糊可靠性寿命,并用现场实例进行了验证说明。     

连续管井口疲劳寿命预测方法研究

连续管作业过程是大变形塑性过程。通过理论分析和有限元分析相结合的方法,在对连续管因弯曲引起的轴向应变、环向应变和径向应变进行分析的基础上,建立了连续管疲劳寿命预测模型。试验对比分析结果表明,此模型可以较好地预测连续管的寿命;同时指出:随着循环次数的增加,连续管的直径也在增大,平均应变水平随之增大,而壁厚在减小,所以表现为连续管越接近损伤极限,每次的损伤值也越大。     

钢制压力容器与管道腐蚀剩余寿命可靠性预测

在已有研究成果的基础上,借助数理统计方法,分析认为介质及环境对钢制压力容器 与压力管道的最大腐蚀深度符合Ⅰ型极大值分布,耐腐蚀寿命属于Ⅰ型极小值分布。初步建立了 腐蚀剩余寿命与腐蚀速率及变异系数、腐蚀裕量、可靠度之间的定量关系,得到了确定腐蚀剩余 寿命的计算公式。实例计算表明,该方法比现有腐蚀剩余寿命计算方法更科学、更合理。最后指 出最大腐蚀深度和腐蚀速率等参数的变异系数往往大于0.2,因此不宜用正态分布模型进行压力 容器与管道耐腐蚀剩余寿命的计算与分析。     

加热炉炉管安全分析及剩余寿命计算

介绍了加氢裂化反应加热炉炉管运行状况和安全性 ,并采用拉逊 -米勒指数法计算了炉管剩余寿命。     

含缺陷油气管道剩余疲劳寿命的预测

采用Paris公式计算分析了含轴向表面裂纹油气输送管的疲劳裂纹扩展过程 ,通过含缺陷油气输送管的全尺寸实物疲劳试验 ,对所采用的含缺陷管道疲劳寿命预测方法的计算结果做了实验验证 ,结果表明 ,含缺陷管道的疲劳寿命数值计算结果与实物试验结果基本吻合 ,采用Paris公式以及Zahoor等提出的管道表面裂纹尖端应力强度因子表达式进行油气输送管道的疲劳寿命计算分析是可行的。由分析和计算得知 ,含表面裂纹缺陷钢管疲劳加载周期为 1465次 ,考虑安全裕度 ,其剩余疲劳寿命约为 2 0a。含外表面裂纹疲劳扩展过程分为疲劳裂纹稳定扩展和疲劳裂纹快速失稳扩展两个阶段 ,前者的扩展周期较长 ,后者的扩展周期相对较短。