2.25cr1mov鋼加氫反應設備蠕變疲勞壽命設計方法

1、天津大學碩士學位論文2.25Cr1MoV鋼加氫反應設備蠕變疲勞壽命設計方法鋼加氫反應設備蠕變疲勞壽命設計方法ADesignApproachfCreepFatigueEvaluationofHydrogenationReactMadeof2.25Cr1MoVSteel學科專業(yè)：化工過程機械研究生：武欣宇指導教師：陳旭教授天津大學化工學院2015年5月中文摘要中文摘要加氫反應設備在服役過程中會受到高溫高壓和循環(huán)載荷的共同作用，在設計過程中需

2、要同時考慮蠕變疲勞交互和熱應力的影響。而目前針對高溫構件蠕變疲勞交互作用的設計方法很少且適用性不強。ASME規(guī)范案例2605基于Omega蠕變損傷模型提供了一種針對加氫反應設備用鋼2.25Cr1MoV的蠕變疲勞交互作用壽命設計方法。本文針對加氫反應設備在設計中需要考慮的不同失效模式，參照ASME規(guī)范對加氫反應設備分別進行了靜載強度校核和蠕變疲勞交互作用下的壽命設計，并對裙座進行了優(yōu)化設計以減小熱應力。本研究對于加氫反應設備及其他高溫容器

3、或管道的設計及安全運行具有重要的指導意義。Omega蠕變方法可用于高溫服役設備剩余壽命的評估，本文對Omega蠕變損傷方法進行介紹，給出了通過實驗獲得Omega參數(shù)的方法。在455℃不同應力水平下進行蠕變試驗，通過Omega蠕變方法對于試樣的剩余壽命進行預測。預測結果表明，當試樣進入蠕變第三階段后，Omega蠕變方法對剩余壽命的預測結果比較理想。對規(guī)范中Omega蠕變模型分析可知，多軸損傷參數(shù)?m隨著溫度和應力的增加而下降，多軸因子Kt

4、大于0.5時，多軸損傷參數(shù)?m快速增長。借助有限元分析軟件ANSYS，以加氫反應設備圓柱筒體正交接管結構為例，分別采用線彈性分析方法和彈塑性分析方法，對結構進行靜載下的強度校核。結果表明強度校核滿足要求。采用ASME案例2605中的方法對結構進行蠕變疲勞壽命校核，討論操作溫度和壓力對于設計壽命的影響。結果表明，接管結構蠕變疲勞壽命校核滿足要求，筒體與正交接管連接處出現(xiàn)應力集中，由于蠕變應變的產(chǎn)生，應力集中處的應力值隨蠕變時間的增加不斷下