化工压力容器可靠性设计

可靠性设计是一种新方法,不仅能得到精确的设计计算结果,同时还能对设计对象的可靠性预先估算,在多个领域的设计中等列广泛应用.介绍如何将化工压力容器设计的壁厚计算公式与可靠性公式相互结合,根据工程上规定或要求的可靠度来设计化工压力容器.     

凸形封头压力容器优化设计

针对传统的化工行业压力容器壁厚较大,生产成本过高的情况,课题组利用ANSYS有限元软件,以凸形封头压力容器中的 椭圆形封头和碟形封头压力容器为研究对象,考察其应力分布和位移分布的特点,并进行优化设计。结果表明：在相同载荷下,椭圆形封头压力容器应力较小; 椭圆形封头压力容器短半轴的变化、碟形封头压力容器直边段内径的变化趋势与目标函数体积的最大值相一致;经过21次迭代得到压力容器的最优设计参数,优 化效果明显。研究结果对于压力容器的优化设计和材料的合理利用有一定的参考意义。     

铸铁烘缸主螺栓的设计计算

从压力容器设计基本理论出发,遵照新的《固定式压力容器安全技术监察规程》及有关规定,对铸铁烘缸用主螺栓进行了受力分析,给出了详细的计算方法,除按强度计算外,还应作疲劳强度校核,通过受力分析,给出了全新的强度计算公式,不同于其它基于连接螺栓计算方法,由于提出残余预紧力估算,该项理论分析计算达到较高精度,由此为铸铁烘缸的设计及行业标准的修订奠定了基础。     

压力容器数字化液压试验系统

针对目前压力容器液压试验过程中,传统的人工操作存在试验效率低下,试验结果误差较大的情况,提出了基于 微型计算机控制技术的压力容器数字化液压试验系统。采用传感器技术实现了对试验过程中压力和温度数据的数字化 采集;运用微型计算机控制技术设计自动控制模块,实现对试验过程的自动控制和管理;使用串口通信技术实现上位机 与下位机之间的数据交换。仿真结果显示该系统性能稳定,使用方便,试验结果精确可靠。系统能够有效提高压力容器 液压试验的效率,确保试验结果的准确性。     

试验压力下带接管外压容器的可靠性分析

针对压力容器在工业生产中一旦发生故障或事故，将导致严重的经济损失和人生安全的问题，分析了压力容器可靠性分析的意义，以薄膜蒸发器分离筒整体结构为对象，采用一次二阶矩法和可靠性串联模型，进行可靠性分析，可以得到分析对象在给定条件下的具体可靠程度，并得出外压容器与内压容器可靠性分析的区别，为外压容器系统结构的可靠性分析提供了理论依据。     

CFRP缠绕压力容器的爆破试验与有限元分析

对一碳纤维缠绕压力容器壳体在已知爆破压强为30MPa的情况下,通过理论计算得到缠绕角、筒体螺旋向及环向缠绕厚度及各缠绕层数等工艺参数。按此工艺参数,采用环氧/胺类体系,选取了传统刚性较高的配方制备了5个碳纤维缠绕压力容器壳体试件,按照国家标准GB 15385——2011对试件进行水压爆破试验,获得爆破压强,均值为34.2MPa。最后又利用ANSYS软件对这一模型进行了有限元分析,得爆破压强为32MPa。比较结果显示:纤维缠绕复合材料压力容器的有限元设计与实测的爆破实验结果有较好的接近,使其在工程上的应用具有很好的实用价值和经济价值。     

氨油分离器爆裂的材料失效分析

利用扫描电子显微镜对一台氨油分离器的爆裂断口进行了观察，分析了裂纹形成的机理，找出了容器失效的原因。认为这起事故主要是由于处于拉应力状态下的容器，在液氨特定介质的作用下，材料发生应力腐蚀，引起晶间裂纹的产生和扩展，最终导致了容器的爆裂。为减少和避免类似事故的发生，对在特定介质中运转的压力容器的设计、制造及使用等方面提出了一些方法。     

基于国内外安全系数标准对比的球墨铸铁储罐强度研究

针对目前球墨铸铁越来越多地应用于压力容器的制造中,而我国尚未更新相关标准中球墨铸铁压力容器安全系 数的现状,分析比较了我国TSG R00042009《固定式压力容器安全技术监察规程》、美国ASMEⅧ 1和欧盟EN 13445 6等国内外标准规范对球墨铸铁压力容器许用应力安全系数的规定。采用ANSYS Workbench有限元分析软件 对球墨铸铁储气罐进行计算,依据国内外不同的评定标准进行强度评定,并通过爆破试验验证了该空气储罐的安全性。 分析结果表明我国球墨铸铁压力容器安全系数偏大,过于保守;应在保证安全性的条件下,适当地降低安全系数。     

基于ANSYS软件对压力容器开孔接管区的应力与疲劳分析

文章利用ANSYS有限元软件对压力容器开孔接管区进行应力分析，获得了开孔接管区的应力强度分布图，得到最大应力发生在筒体最高位置与接管的连接处，[HTK]最大应力强度值为247.478 MPa。然后利用ANSYS进行疲劳寿命分析，将有限元方法与疲劳寿命分析理论相结合，得到累积使用系数均小于1，即开孔接管部位满足疲劳强度的要求，因此该容器是安全的。通过此次分析再次证明了ANSYS软件为压力容器实际工程应用中提供了可靠的、高效的理论依据。     

液化石油气钢瓶焊接工艺中存在的问题浅析

在压力容器的制造业中，对焊接工艺进行评定，是制造压力容器的重要的工序。对焊接工艺的评定主要是评价焊缝是否符合GB5tu－86要求及贝叶肥一犯的要求，然而在焊接工艺中由于生产技术、设备和工人素质等方面的因素，在生产的每一批液化石油气钢瓶中，均存在一些焊接方面的问题     

凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化

针对凸形封头与筒体不连续引起局部范围内应力迅速增大，使压力容器强度削弱的现象，利用有限元分析软件ANSYS，以球形封头、椭圆形封头和碟形封头这3种凸形封头为研究对象，考察不连续现象对其应力分布和应力集中系数的影响，并对其进行优化。结果表明：3种凸形封头压力容器的最大应力出现在不连续区域；远离不连续区域，应力基本维持不变，为薄膜应力；3种凸形封头削边长度出现临界值；对3种凸形封头削边段进行优化，球形封头压力容器优化效果最理想。研究结果对于凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化有一定的参考意义。     

基于LS DYNA的移动式压力容器侧翻碰撞分析

运用有限元和瞬态动力学的有关理论和方法对移动式压力容器动态侧翻的安全性进行了研究。首先采用三维建模软件建立了移动式压力容器运输车的实体模型,然后分别利用有限元分析软件ANSYS和瞬态动力学仿真软件LS DYNA对模型进行前处理分析和求解计算,得到满载车速为36 km/h时因过度转弯造成侧翻后,压力容器罐体、组合支座、车架及牵引销的动态应力响应情况。计算结果表明：运输车整体吸收冲击的能力较强,车架、支座起到了一定的缓冲作用,但压力容器焊缝的强度需要提高。     

基于ANSYS/LS DYNA的移动式压力容器动态碰撞仿真分析

运用有限元和瞬态动力学的有关理论和方法对移动式压力容器受碰撞后的安全性进行了研究。首先采用三维建模软件建立了移动式压力容器运输车的实体模型,然后分别利用有限元分析软件ANSYS和瞬态动力学仿真软件LS DYNA对模型进行前处理分析和求解计算,分别得到车速为60 km/h车尾受到碰撞时车架、压力容器罐体、组合支座及相关辅件的动态碰撞应力响应情况。计算结果表明：车架及连接螺栓失效,但有效降低了对压力容器罐体的冲击,基本保证了其安全性,并为今后的优化设计提供了理论支撑。     

复合金属球形压力容器无模爆炸成形

利用无模爆炸成形技术制造复合金属球形的压力容器是一种简便易行的新方法。本文通过工程实例验证了复合金属球形压力容器的壳体结构设计原则及主要工艺参数并揭示了该项技术工程应用的广阔前景。     

中国石化集团第二建设公司

中国石油化集团第二建设公司是中国石化集团公司直属的大型施工企业，始建于1954年，具有建筑、安装、设备吊装和运输、物资采购，大型石油储罐等综合配套的施工能力。持有化工石油工程施工总承包一级资质，国家一，二，三楼压力容器设计、制造及现场组焊许可证，GAI级、GB类、GCI级压力管道安装许可证，特种设备安装改造维修许可证，美国机械工程师协会的ASME“U”钢印证书以及国外承包工程劳务合作经营许可证等，通过了ISO9001：2000质量管理体系认证及安全、环境健康管理体系（HSE）认证。     

涡旋压缩机异形封头可靠性设计

为评估异形封头结构在涡旋压缩机运行过程中的可靠性,参考压力容器椭圆形封头设计理论,采用常规设计方 法对封头进行了结构设计和强度校核;基于封头材料性能、结构尺寸等设计参数的分散性,将各参数作为正态分布的基 本变量,对封头结构进行了可靠性设计,并对基本变量分布参数的灵敏度进行分析。计算结果表明,与常规设计方法相 比,可靠性设计在确保结构安全性的前提下,同时保证了设计的经济性;影响封头可靠度的主要因素是材料屈服极限、工 作压力和壁厚。     

平板封头不连续应力分析

封头是压力容器等化工设备的主要承压元件,其结构形式与其制造过程、承载能力、制造技术等有关。笔者采用ANSYS数值模拟和试验测定二者相结合的方式测定平板封头应力分布;对两种应力分析方法进行对比分析,得出封头应力变化的规律,对平板封头设计和选型具有一定的指导意义。     

单面缺口的韧性断裂细观力学参量及其应用

为了在细观大学的空穴扩张比参量的基础上建立压力容器中常见的表面凹坑、机械切口、焊缝咬边等缺陷韧性断裂的安全评定方法，本文提出采用缺口张一开位移作为宏观的工程断裂参量、在用含轴向缺口的模型容器作实验研究的基础上，分析了单百缺口的变形特点，并进行了大变形弹塑性有限元分析。     

高强度低松弛扁弹簧钢丝热处理研究

本文叙述了高强度低松弛扁弹簧钢丝的研究情况,探讨了热处理对钢丝松弛性能的影响,提出了降低钢丝松弛率的途径。 高强度低松弛扁弹簧钢丝是用来制造大型压力容器的一种异型钢丝。为了保证压力容器的性能要求及其使用寿命,对钢丝的性能有严格的要求: (1)具有高的强度极限:σ_b>1700MPa。 (2)具有高的屈强比:σ_S/σ_b>0.9。     

圆柱壳开孔补强结构极限载荷的有限元分析

满足等面积补强法对圆柱壳开孔的要求，分别确定圆柱壳开孔未补强、采用补强圈补强和采用厚壁接管补强的三个压力容器模型，使用ANSYS软件求出三个模型的极限载荷．结果表明：采用补强圈补强和采用厚壁接管补强均使壳体的极限载荷有了很大的提高；厚壁接管补强优于补强圈补强．