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[doc] 超高压水晶釜釜体外壁盲孔部位有限元应力分析[doc] 超高压水晶釜釜体外壁盲孔部位有限元应力分析 超高压水晶釜釜体外壁盲孔部位有限元应 力分析 ? 32?中国特种设备安全第23卷第1期 安全按球 超高压水晶釜整体外壁盲孔 部位有限元应力分析 夏锋社., (陕西瓴炉霹力寄器.】目盘l毋ll咚事7p4_一 淡勇 ?”.曩u, (西北大学化工学院) 在容器的定期检验中,经常遇到在役压力容器 中含有与原设计图纸不符的结构,如果不加以合理 的分析,简单的不允许这些结构的存在,会造成不 必要的返修,甚至有可能将合乎于使用要求的设备 判废...

[doc] 超高压水晶釜釜体外壁盲孔部位有限元应力分析
[doc] 超高压水晶釜釜体外壁盲孔部位有限元应力分析 超高压水晶釜釜体外壁盲孔部位有限元应 力分析 ? 32?中国特种设备安全第23卷第1期 安全按球 超高压水晶釜整体外壁盲孔 部位有限元应力分析 夏锋社., (陕西瓴炉霹力寄器.】目盘l毋ll咚事7p4_一 淡勇 ?”.曩u, (西北大学化工学院) 在容器的定期检验中,经常遇到在役压力容器 中含有与原设计图纸不符的结构,如果不加以合理 的分析,简单的不允许这些结构的存在,会造成不 必要的返修,甚至有可能将合乎于使用要求的设备 判废.更为严重的是,若结构返修不当,反而会增加 新的危险.只有对与原设计图纸不符的结构进行合 理的分析.科学的评定,才能既保证在役压力容器 的安全使用,又可获得较好的经济性. 图1为一超高压水晶釜.用户为了监控反应釜 的操作温度.在釜体外壁面上钻了1个,6mm× 14.75ram的盲孑L,以便安装测温装置.釜体处壁面盲 孑L的出现,违反了原设计要求,因此,对反应釜的安 全性提出了疑问.本文采用有限元的方法对盲孑L部 位进行了详细的应力计算,旨在判断该反应釜能否 安全运行 图l釜体上盲孔的结构 l基本参数 水晶釜釜体,由PCrNi3MoVA钢材锻造,机械加 工而成.实测其内,外直径分别为~b250.13ram~l 35.45mm;设计压力为151MPa,工作压力为 137MPa;设计温度为400~C,工作温度为38O?;釜体 外部非火焰加热,釜体材质机械性能测试结果见 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1. 表1PCrNi3MoVA机械性能 抗拉强度断裂韧性屈服强度 cr~/MPa弹性模量MPaMP aK~/(MPa/m”1 1072ll642.1×1Ol15 2有限元计算 2.1计算模型的建立 釜体在内压作用下.属于轴对称结构.由于盲 孑L的存在且尺寸较小,故计算模型取釜体的1/4结 构,如图2所示. . {一 O 图2有限元计算模型 第23卷第1期中国特种设备安全?33? 边界条件的处理:由于对称性.在XO湎和XOZ 面分别给定向和X方向位移为零的约束.为防止 刚体位移.在模型右端给定y方向位移为零的约束; 在模型内壁面施压均布压力Pl=151MPa.在模型左 端面施加的均布拉力/~=74.74MPa.p2的确定由Lame 方程确定如下: p2==74.74MPa 其中p为设计压力,取151MPa;K为径比,经计算为 1.74.由于该设备采用外加热有保温.且在轴向设备 一 端自由无约束,所以不计温度应力. 本文计算采用中国锅炉压力容器标准化技术 委员会认证并在国务院17个部委推广使用的AN— SYS5.7分析程序.整个计算共用了11888个四面体 单位.18268个节点,网络划分如图3所示.+ 图3孔周围局部网格图 2.2计算结果和分析 根据计算结果,釜体上盲孔部位的应力场及沿 主要剖面的应力分布情况见图4,7所示. 图4盲孔部位的应力场 从应力分布图可见,最大应力出现在釜体内壁 面,其值为389.34MPa,而孔边缘处最大应力出现在 4号点(见图6)处,晟大值为282.82MPa,相对无盲孔 肘基本应力(128.72MPa),具有2.2应力集中系数,其 余点应力较小. ? 图5釜体外壁盲孔周围应力分布 图6XO撺J面沿1,2,4线应力分布 79.4923.84739.74555.64371.54187.439103.336 图7X0z音0面沿1,2,3线应力分布 3结束语 有限元计算结果表明,带有盲孔的釜体,在设 计压力作用下,其最大当量应力发生在釜体内壁 面,而不在盲孔周围,尽管孔外缘有2.2的应力集中 系数.因此.超高压水晶釜釜体上该盲孔的出现,不 会影响到该设备的安全运行.但应在使用中加强管 理和监控.进行定期检验. (收稿日期2006-06-07) 们们蝌川挑娜咖 的?弧?如4332一一
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