高压聚乙烯反应器自增强残余应力松弛研究

高压聚乙烯反应器自增强残余应力松弛研究

一、高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛研究(论文文献综述)

司李星[1](2019)在《超高压反应管疲劳寿命与极限载荷研究》文中研究说明随着工业与科技的快速发展,超高压技术的应用范围越来越广泛。超高压反应管是低密度聚乙烯生产合成的关键设备,长期在苛刻的条件下工作,受高温、超高压、腐蚀等因素的影响,一旦发生泄漏、爆炸事故,将造成严重的人员伤亡和财产损失。目前,我国的超高压聚乙烯反应管大多已进入设计寿命的中后期,对超高压反应管的疲劳寿命与极限载荷进行研究,对于保障安全生产、人员和财产的安全十分重要。本文以某石化企业服役19年后退役的超高压反应管为研究对象,基于理化性能测试、疲劳试验和爆破试验等,结合理论分析计算与ANSYS有限元模拟,对反应管疲劳寿命与极限载荷进行了研究,并进一步对含裂纹等缺陷的超高压反应管的疲劳寿命与极限载荷进行了分析,以了解不同裂纹对反应管安全可靠性的影响,本文主要内容如下:(1)采用双线性强化模型对超高压反应管进行应力分析,推导最佳自增强压力关系式,得到该反应管最佳自增强处理压力为652MPa。结合ANSYS有限元分析反应管自增强处理前后应力变化规律,利用安全系数定量分析了自增强处理对反应管安全性的影响程度。(2)基于应力-寿命法对反应管疲劳寿命进行了理论分析,结果表明经630MPa自增强处理后可将反应管疲劳寿命提高到未经自增强处理时的11.02倍,652MPa最佳自增强处理后可将疲劳寿命提高到原来的12.65倍,有限元模拟分析疲劳寿命与理论分析结果之间最大误差为6.2%。并对超高压反应管进行了12000次模拟实际工况的疲劳试验,研究反应管疲劳寿命与残余应力衰减变化规律。(3)对反应管进行了爆破试验研究,试验结果表明该反应管的极限载荷为957.40MPa,理论计算与有限元模拟的最大误差分别为1.2%和1.1%,证明了有限元模拟分析极限载荷的可行性与准确性。(4)对含裂纹反应管的疲劳寿命与极限载荷进行了研究,基于断裂力学法对含裂纹的反应管疲劳寿命进行理论分析,结合有限元模拟,进一步对裂纹方向、尺寸等对疲劳寿命与极限载荷的影响进行研究,结果表明轴向裂纹危险性大于环向裂纹,裂纹深度对反应管的影响更为显着。结合疲劳试验中达到寿命极限的含缺陷小管实例,有限元模拟与理论分析疲劳寿命的误差分别为4.49%和2.84%,证明了有限元模拟与理论计算分析含缺陷设备疲劳寿命的可行性与准确性。本文对反应管的疲劳寿命与极限载荷进行了研究,并分析裂纹对其疲劳寿命与极限载荷的影响,可为此类超高压反应管的安全运行与评估提供支持,具有一定的工程与学术参考作用。

李小红[2](2018)在《超高压聚乙烯反应器失效模式研究》文中研究指明在高压聚乙烯反应管服役期间,由聚乙烯发生热分解时的瞬时超温过程会使反应器的应力状态变得十分复杂并造成自增强残余应力松弛现象,使得反应器疲劳强度明显降低。反应管外壁在工作应力和腐蚀介质共同作用下的应力腐蚀现象也严重影响到反应器的安全。研究反应器的失效模式,对确保LDPE管式反应器的安全生产和提高其使用寿命具有重要意义。本文通过有限元方法和应力腐蚀电化学试验,完成的工作主要如下:(1)运用ABAQUS有限元软件建立反应管截面的平面有限元模型,模拟了反应器在压力-温度耦合冲击下的温度场和应力场,并对有无自增强下高压聚乙烯反应管的温度场及应力场进行了对比分析。结果表明,聚乙烯超温分解发生后会产生大量热量,该热量在短时间内会引起内壁温度和应力急剧升高,随着泄压阀的打开、冷料的注入以及反应器内部导热程度的加强,反应器温度和应力不断降低并最终在20 s左右趋于稳定。在承受热冲击时,自增强反应管比未经过自增强反应管所受到的最大等效应力更低。(2)通过对热冲击前后的应力及应变变化情况的分析,得到了自增强残余应力的松弛原因及规律,并分析了热冲击次数、自紧度和阀门开启时间对反应管自增强残余应力松弛的影响。结果表明,在距内壁2mm范围内残余应力发生松弛,内壁处松弛最严重,残余应力发生松弛的原因是随温度升高的热应力与自增强残余应力相叠加,使近内壁区域发生了压缩切向塑性应变,导致残余应力进行了重新分布。自紧度越大,近内壁区域处残余应力松弛率也越大,内壁最大松弛率可达到50%左右。阀门开启时间越长,近内壁区域残余应力的松弛率就越大。(3)对加载完应力后的C型环试样进行应力腐蚀电化学试验,分析了工作介质的水质对反应管材料应力腐蚀性能的影响情况。结果表明,酸度的增大以及氯离子浓度的增加都会使腐蚀电流密度及其增加速率增大。(4)针对某超高压聚乙烯装置的试验研究与理论计算,并结合国内有关装置的事故情况,探讨了反应管的失效机理及模式。反应管内壁的失效主要源于短时超温与冷料瞬间冷却的热冲击作用,反应管外壁的失效则主要源于应力腐蚀和腐蚀疲劳的复合作用。

肖鹏[3](2016)在《在役聚乙烯超高压反应管剩余寿命试验研究》文中指出经自增强处理的聚乙烯超高压反应管,由于长期在高温、高压等苛刻的环境下服役,安全性能逐渐下降,易发生疲劳、腐蚀失效等,进而导致泄漏、火灾、爆炸等的事故,严重威胁着企业的安全生产和人员的生命健康。我国企业的聚乙烯超高压反应管部分已进入设计寿命的后期,提前退役不仅会造成巨大浪费,还会对聚乙烯的产能造成影响。因此,开展在役聚乙烯超高压反应管剩余寿命的研究,对评估使用风险,保障生命和财产安全,具有重要的研究价值和工程意义。本文以某石化企业服役29年的聚乙烯超高压反应管为研究对象,通过自增强再处理试验,结合ANSYS有限元模拟、服役工况条件分析,对反应管的剩余寿命进行了估算,具体内容如下:(1)对在役超高压反应管进行与初始自增强压力相同的自增强再处理试验,得出反应管在试验过程中不同部位的应力变化规律及服役后的残余应变衰减率。采用试验对比法、名义应力法和局部应力应变法,由实测反应管外壁应变数据评估反应管剩余寿命。对比发现,名义应力法评估结果更为可靠,为评估企业在役聚乙烯反应管的安全运行提供了依据。(2)根据反应管外壁实测残余应变衰减率,提出了弹塑性界面等效转移和内外壁残余应力等比例衰减两种假设,使反应管服役后的应力水平在ANSYS模拟的结果中得到表征,实现了有限元模拟法对在役反应管的寿命评估,拓展了在役反应管剩余寿命评估理论与方法。对比发现,基于内外壁等比例衰减的假设得出的结果安全性更高。(3)在反应管服役后应力水平近似变换的基础上,分析了不同压力和温差波动下反应管内壁的应力分布。利用Manson和Shigley近似法求得了反应管在不同服役工况条件下的剩余寿命,为进一步研究温差及压力波动对反应管剩余寿命的影响提供了可靠的数据支持。本文对在役聚乙烯超高压反应管的影响因素分析及剩余寿命的预测研究,为企业实施安全监控、减少潜在事故发生提供了重要参考。

胡波[4](2015)在《高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛研究》文中认为本文对交变内压作用下的高压聚乙烯反应管自增强残余应力和均匀温度场中的高压聚乙烯反应管自增强残余应力进行了松弛试验,以更好地探索其残余应力的规律。分析了其产生的原因,指出了影响它的主要因素。

孙宝财,吴恭平,李沧,于佳平,何颜红,王小平[5](2015)在《超高压管道失效模式及防护对策研究》文中研究指明通过分析反应管振动、开停工及生产牌号转换循环载荷、正常服役期间的压力和温度波动、伺服脉冲阀动作脉冲载荷以及乙烯超温分解反应等因素对超高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛的影响。指出乙烯超温分解是导致超高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛的主要原因,并给出了反应管外壁腐蚀损伤机理和夹套管的失效模式。提出了防止超高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛的对策,并指出应采取在制造过程中尽量消除反应管残余拉应力、改善冷却水水质及优化夹套管结构等措施,来有效防止腐蚀损伤的发生和提高夹套管冷却水的有效流动性,从而保证了超高压聚乙烯反应管安全、可靠、长周期的运行。

赵敏[6](2014)在《超高压反应管疲劳寿命与安全性能的试验研究》文中进行了进一步梳理随着科技的快速发展,超高压反应管在石化企业聚乙烯生产中的作用日益突出。反应管在投入使用前需进行自增强处理以改善应力分布状态,但在实际生产中由于反应管工况条件及工作环境等因素会使自增强残余应力发生松弛,降低反应管的疲劳寿命及安全性能,同时我国从上世纪七八十年代从国外引进的几套超高压反应装置均已进入设计寿命的中后期阶段,设备安全状况严峻。因此开展反应管的安全性能及疲劳寿命的研究,对保障人员在生产中的安全,也为设备故障诊断及技术革新提供依据,具有重要的理论价值及工程实际意义。本文以某石化企业服役20年、存放7年的超高压反应管为研究对象,结合理化检验、X射线残余应力测试、自增强及疲劳等相关试验研究,在Ansys分析的基础上提出采用Shigley近似法与Ansys疲劳寿命分析法,对反应管的疲劳寿命进行了估算,主要内容如下:1、根据反应管在弹性层及塑性层的残余应力表达式,在第四强度理论下推导出弹塑性交界面处当量应力的表达式,对反应管在4种特殊工况下的弹性承载能力进行了系统分析,得出反应管的最大弹性承载能力、影响因素及变化规律。2、自增强试验前对反应管进行反向屈服分析,得出安全自增强压力范围为:Ps1407.6MPa Pa min(Ps2, Ps3)758.2MPa。同时对反应管进行8000次疲劳试验,得出外壁环向应变与疲劳次数的关系式,为企业在线监测反应管安全运行提供依据。3、根据Ansys模拟结果,对比630MPa及716MPa自增强处理效果,对最佳自增强处理半径及压力进行分析,得出该反应管的最佳自增强处理半径为27.15mm,处理压力为653MPa。再利用Shigley近似法及疲劳分析法对反应管在不同自增强处理压力下的疲劳寿命进行预测,通过对比发现,两者最大相对误差为19.79%,最小相对误差-3.89%。4、利用X射线残余应力测试仪对反应管进行残余应力测试,得出半径r=20.3mm处环向残余应力值Rt=-34.9MPa,在此基础上利用Shigley近似法求得出反应管剩余疲劳寿命。

黄永敏[7](2013)在《残余应力对LDPE管式反应器疲劳特性的影响研究》文中研究指明LDPE超高压管式反应器是低密度聚乙烯生产工艺中的核心设备。在投入使用前通过自增强而获得有益的残余应力,提高了弹性承载能力,但由于服役条件极其恶劣,要受到开停工循环载荷、正常操作时的压力和温度波动、稳态温度场和脉冲阀动作的脉冲压力和管内介质超温分解反应时的热冲击等因素的作用,管壁的残余应力会发生衰减而使反应管内部处于较高的应力水平,当残余应力衰减到一定程度后,反应管内部可能出现微裂纹,甚至发生泄漏而导致严重的事故,造成经济上的损失和人员的伤亡,这对于企业和社会来说,都是希望尽量避免的。因此,对服役一定期限的反应管进行安全评定工作具有极其重大的意义。本研究是超高压管式反应器安全寿命评估课题的一部分工作,为了了解反应管的残余应力衰减特性及其重新获得残余应力后的疲劳寿命恢复情况,本文以某石化总厂服役了20年、材料为30CrNiMo8钢的LDPE管式反应器(以下称反应管)为研究对象,结合实验室的实际条件,仅从压力因素的影响入手,对超高压反应管的残余应力特性进行了较全面的理论分析和试验研究,并利用ANSYS有限元法对研究结果进行了数值验证。研究发现,经过自增强处理的反应管在工况载荷循环作用下的残余应力衰减规律表现为前2000次衰减快、衰减量大,2000次后衰减慢,残余应力趋于稳定;当对反应管施加高于初始自增强压力的再处理压力后,其管壁的残余应力恢复到接近原有的水平;对反应管的疲劳寿命评估表明,服役20年消耗了总疲劳寿命的80%左右,研究中还提出了应用实际环向残余应力计算自增强再处理后和模拟内压循环后的剩余寿命的方法,通过试验中失效超高压管的实际寿命与理论寿命进行了对比分析,发现理论计算值比实际值大。最后应用ANSYS疲劳分析模块评估了反应管的疲劳损伤程度,并对理论和试验计算结果进行了验证。本研究将ANSYS有限元法应用于超高压反应管的疲劳损伤研究,并对理论和试验结果进行验证,是一种比较科学的方法,可在后续的研究中进行进一步的优化,以期达到更好的效果。

贾春雨[8](2012)在《超高压管式反应器检测技术研究》文中指出超高压反应器在现代石油化工工业聚乙烯生产中应用广泛,是EVA装置的关键设备。但由于超高压反应器长年在自然环境和液位变化条件下运行,承受高温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质的高压力等多种不利因素影响,不可避免地受到各种损伤。特别是环境中的化学腐蚀和电化学腐蚀所引发的腐蚀穿孔、裂纹扩展以及破裂等,一旦发生爆炸或泄漏,往往并发火灾和中毒等灾难性事故,引起严重灾害和环境污染,给国家财产造成巨大损失,给社会经济、生产和人民生活带来严重损失和危害。因此,超高压反应器检测与修复一直受到国内外有关企业和工程技术人员的重视。本文借助ANSYS软件分析超高压反应管自增强过程的力学状态,通过数值模拟得到反应管自增强过程的应力变化趋势和残余应力分布特征,为自增强过程的涡流与声发射监测提供理论依据。并在超高压反应管自增强之前,采用涡流对超高压反应管进行表面缺陷检测,得到反应管表面缺陷分布特征。其次利用声发射进行自增强过程中动态监测,通过声发射特征参量的变化规律分析材料内部残余应力的状态,与涡流检测结果作对比研究。进而对所检测的化工装备进行综合分析评价。比较声发射检测技术与涡流检测技术的数据结果,可以看出,使用声发射技术能够准确反映超高压反应管活性缺陷以及反映残余应力的剩余状况,相对于其他方法具有准确、高效与安全的优点。

刘志伟[9](2012)在《超高压聚乙烯反应器的疲劳特性研究》文中研究表明超高压聚乙烯反应器是聚乙烯生产的核心设备,它一般是由长达十来米的超高压聚乙烯反应管生产管线组成。在投入生产之前,需经自增强处理,以获得一定水平有利的残余应力,降低在工况下的应力峰值及平均应力值,提高设备的弹性承载能力及疲劳寿命。但这种残余应力在实际工况下由于受到多种因素的影响而发生衰减,特别是目前我国在役的超高压聚乙烯反应管运行大都超过20年,残余应力已出现很大程度的衰减,严重影响了设备的安全运行。因此,为确保安全生产、减少经济损失,需对残余应力衰减的规律及衰减后的恢复技术及方法展开系统研究。作者以实际生产中的超高压聚乙烯反应管为研究对象,该管已在某石化厂运行了21年,于2008年离线并存放至今。作者以自增强处理残余应力的产生、分布、松弛衰减、再分布为主线,从理论和试验两个方面开展研究工作,内容主要包括:(1)研究了超高压聚乙烯反应管自增强残余应力的产生机理,根据Mises屈服条件计算经自增强处理以及自增强再处理后的残余应力沿超高压聚乙烯反应管壁厚的分布规律,并利用ANSYS有限元软件对不同工作压力条件下的反应管应力分布进行了模拟与分析;(2)对疲劳试验之前的超高压聚乙烯反应管端面沿径向的环向残余应力进行测量,得到反应管端面环向残余应力沿壁厚方向的分布和外壁面环向残余应力值,并与理论计算值对比分析超高压聚乙烯反应管端面的残余应力的实际衰减规律;(3)采用自行设计的超高压疲劳试验装置,结合动态应变应力测试方法,模拟现实工况的交变内压来对超高压聚乙烯反应管样进行8000次疲劳试验,,利用ORIGIN软件对疲劳数据进行整理分析,得到超高压聚乙烯反应管外壁残余应力的松弛规律。(4)对超高压聚乙烯反应管进行了自增强再处理试验,动态监测超高压聚乙烯反应管内压和外壁环向、轴向应变的变化,根据理论分析计算弹塑性半径及残余应力的再分布规律,并利用试验中实际iε to p曲线图来检验弹塑性界面半径,并根据弹塑性变形关系,编制了预测残余应变程序,实时显示塑性变形后的残余应变。

胡林星[10](2011)在《聚乙烯超高压反应管残余应力特性的试验研究》文中认为超高压反应管是聚乙烯反应器装置的核心部件,经自增强处理后获得有益的残余应力,其弹性承载能力和疲劳寿命大为提高。残余应力场水平能够反映反应管的安全服役状况。自增强残余应力在运行工况下会发生松弛行为,并逐渐衰减降低,容器操作时的平均应力增加,会对设备的安全运行产生消极的影响,从而导致超高压容器的疲劳寿命降低。我国目前再役的聚乙烯超高压生产装置大都已进入设计寿命的中后期阶段,对超高压反应管当前内部残余应力状况进行准确的计算分析十分重要,以利于估算其实际运行寿命。超高压设备一旦发生泄漏爆炸等事故,会严重威胁到安全生产,并造成巨大的经济损失和人员伤亡。本文以实际生产中的聚乙烯超高压反应管为研究对象,以自增强残余应力的产生分布、松弛衰减、再分布为主线,对反应管自增强残余应力的特性进行研究,从理论和试验两个方面开展研究工作。本的主要工作包括:(1)研究了反应管自增强残余应力的产生机理,根据Mises屈服条件计算自增强残余应力沿反应管壁厚的分布,利用ANSYS有限元软件对反应管自增强处理过程进行模拟分析;(2)研究了反应管自增强残余应力的松弛特性,利用X射线残余应力测定仪对反应管筒节端面进行残余应力测量,得到反应管端面环向残余应力沿壁厚方向的分布情况和外壁面环向残余应力值,与理论计算值对比分析反应管端面的残余应力的实际衰减情况;(3)对反应管进行了再次自增强处理试验,动态监测反应管内部压力和外壁环向轴向应变的变化,根据理论分析推算弹塑性半径位置及残余应力的再分布情况,并利用试验中实际? to ? pi曲线图来检验弹塑性界面半径,利用反应管内壁与外壁残余应力的关系式由再次自增强处理后外壁的残余应力推算内部残余应力,并与理论计算值进行对比以验证残余应力再分布情况。本研究是超高压管式反应器安全寿命评估课题的一部分工作,对揭示整个反应管残余应力特性具有重要的作用,为自增强残余应力的再次自增强处理过程提供了新思路和理论依据。

二、高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛研究(论文提纲范文)

(1)超高压反应管疲劳寿命与极限载荷研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 超高压技术与超高压容器
        1.1.2 超高压聚乙烯生产工艺
        1.1.3 超高压反应管结构与特点
        1.1.4 自增强技术
    1.2 超高压容器事故案例分析与安全对策
        1.2.1 超高压容器典型失效案例
        1.2.2 安全对策
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 疲劳寿命的相关研究
        1.3.2 极限载荷的相关研究
        1.3.3 国内外相关标准与进展
    1.4 本文工作的研究意义、主要内容及技术路线
        1.4.1 研究意义及关键问题
        1.4.2 主要研究内容
        1.4.3 技术路线
第二章 超高压反应管疲劳寿命与极限载荷理论分析
    2.1 反应管基础情况与性能参数
        2.1.1 化学成分分析
        2.1.2 拉伸性能试验
        2.1.3 夏比冲击试验
    2.2 反应管应力分析
        2.2.1 理论分析模型
        2.2.2 厚壁圆筒自增强处理分析
        2.2.3 最佳自增强压力
        2.2.4 自增强处理对反应管安全可靠性影响
    2.3 反应管疲劳寿命理论分析
        2.3.1 疲劳寿命分析方法
        2.3.2 疲劳基本特性与疲劳设计曲线
        2.3.3 平均应力修正和载荷谱
        2.3.4 疲劳寿命估算
    2.4 反应管极限载荷理论分析
        2.4.1 爆破压力计算公式
        2.4.2 理论计算实例
    2.5 本章小结
第三章 超高压反应管疲劳寿命与极限载荷有限元分析
    3.1 反应管应力有限元分析
        3.1.1 有限元分析模型
        3.1.2 反应管的材料模型
        3.1.3 边界条件与载荷工况
        3.1.4 有限元模拟结果分析
    3.2 反应管疲劳寿命有限元模拟
        3.2.1 有限元疲劳分析流程
        3.2.2 模拟结果分析
    3.3 反应管极限载荷有限元模拟
        3.3.1 有限元非线性分析极限载荷方法
        3.3.2 有限元模型及边界条件
        3.3.3 有限元模拟结果分析
    3.4 本章小结
第四章 超高压反应管疲劳与爆破试验研究
    4.1 反应管疲劳试验研究
        4.1.1 试验方案设计
        4.1.2 疲劳试验
        4.1.3 试验数据处理方式与误差分析
        4.1.4 残余应力衰减规律分析
        4.1.5 基于疲劳试验的剩余寿命计算
    4.2 超高压反应管爆破试验研究
        4.2.1 试验方案设计
        4.2.2 爆破试验
        4.2.3 试验结果分析
        4.2.4 极限载荷结果对比
    4.3 本章小结
第五章 含裂纹超高压反应管疲劳寿命与极限载荷研究
    5.1 裂纹及相关参数概述
        5.1.1 反应管存在裂纹种类
        5.1.2 裂纹表征参数
        5.1.3 裂纹疲劳寿命
    5.2 基于断裂力学的超高压反应管疲劳寿命分析
        5.2.1 厚壁圆筒的应力强度因子计算
        5.2.2 含裂纹反应管疲劳寿命理论分析
    5.3 含裂纹超高压反应管疲劳寿命有限元模拟
        5.3.1 裂纹建模技术与应力强度因子算例
        5.3.2 含裂纹反应管模型
        5.3.3 模拟结果分析
    5.4 含缺陷超高压小管疲劳寿命实例分析
        5.4.1 破坏超高压小管情况
        5.4.2 小管疲劳寿命分析
    5.5 含裂纹超高压反应管极限载荷有限元模拟
        5.5.1 有限元模型与加载条件
        5.5.2 模拟结果分析
        5.5.3 裂纹尺寸对极限压力的影响分析
    5.6 本章小结
结论及展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附表

(2)超高压聚乙烯反应器失效模式研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题的背景、目的及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 自增强技术
        1.2.2 热冲击问题的相关研究
        1.2.3 自增强残余应力的松弛研究
        1.2.4 聚乙烯反应管外壁的损伤研究
    1.3 本文的主要研究内容
第二章 热冲击下自增强反应器应力分析
    2.1 反应管的热力方程与应力状态
        2.1.1 热结构耦合基本方程
        2.1.2 反应器内壁的作用力
    2.2 有限元模型及方法
        2.2.1 反应器有限元模型
        2.2.2 边界条件
        2.2.3 模拟方法
    2.3 热冲击对自增强反应器温度和应力的影响
        2.3.1 热冲击下反应器的温度场
        2.3.2 热冲击下反应器的应力场
    2.4 自增强残余应力对反应器应力场分布的影响
        2.4.1 非自增强反应器在热冲击下的应力场
        2.4.2 自增强反应器与非自增强反应器在热冲击下的应力场分析
    2.5 本章小结
第三章 热冲击下自增强反应器残余应力松弛
    3.1 热冲击对反应器自增强残余应力的影响
        3.1.1 热冲击下自增强残余应力松弛规律
        3.1.2 热冲击下自增强残余应力松弛原因
    3.2 热冲击次数对自增强残余应力松弛的影响
    3.3 自紧度对自增强残余应力松弛的影响
        3.3.1 不同自紧度反应管自紧后残余应力的变化规律
        3.3.2 不同自紧度反应管在热冲击后的残余应力变化情况
    3.4 阀门开启时间对自增强残余应力松弛的影响
        3.4.1 不同阀门开启时间所对应的紧急泄压曲线
        3.4.2 不同阀门开启时间的反应管在热冲击后的残余应力变化情况
    3.5 本章总结
第四章 超高压聚乙烯反应管材料应力腐蚀试验
    4.1 材料及装置
        4.1.1 试样的选择及加载
        4.1.2 密封装置的设计
        4.1.3 电极的选择
    4.2 试验方法
        4.2.1 塔菲尔曲线
        4.2.2 电化学测试
    4.3 工作介质的水质对材料应力腐蚀性能的影响
        4.3.1 工作介质的PH值对材料应力腐蚀性能的影响
        4.3.2 工作介质中氯离子浓度对材料腐蚀性能的影响
    4.4 外加载荷大小对材料应力腐蚀性能的影响
    4.5 本章总结
第五章 超高压聚乙烯反应管失效模式研究
    5.1 反应管安全运行的影响因素分析
    5.2 反应管内壁的失效分析
        5.2.1 正常工况下的疲劳寿命预测
        5.2.2 热冲击下疲劳寿命预测
    5.3 反应管外壁失效分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简介

(3)在役聚乙烯超高压反应管剩余寿命试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 寿命衰减规律研究现状
        1.2.2 裂纹萌生和扩展机理研究现状
        1.2.3 寿命评估相关标准研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 关键问题
        1.3.3 技术路线图
第二章 聚乙烯超高压反应管剩余寿命的影响因素分析
    2.1 反应管的剩余寿命
    2.2 服役条件对剩余寿命的影响
        2.2.1 反应管的工作环境
        2.2.2 反应管的失效模式
        2.2.3 反应管的失效原因
    2.3 自增器处理对剩余寿命的影响
        2.3.1 自增强处理的目的
        2.3.2 自增强处理的条件
        2.3.3 自增强处理压力的选择
        2.3.4 自增强处理后反应管的应力分布
    2.4 应力松弛对剩余寿命的影响
        2.4.1 应力松弛的本质
        2.4.2 应力松弛的规律
    2.5 本章小结
第三章 基于自增强再处理试验的剩余寿命预测
    3.1 反应管的基本参数
    3.2 反应管的基础性能试验
        3.2.1 化学成分分析
        3.2.2 力学性能检验
    3.3 自增强再处理试验
        3.3.1 试验条件判定
        3.3.2 应力测定方法
        3.3.3 试验装置
        3.3.4 现场布局及防护措施
        3.3.5 测量点布置及加载过程
    3.4 试验结果分析
        3.4.1 端部直径变化分析
        3.4.2 外壁内压-应变曲线分析
        3.4.3 外壁残余应变与残余应力分析
    3.5 基于应力应变测量的剩余寿命预测
        3.5.1 剩余寿命的试验对比法
        3.5.2 名义应力法
        3.5.3 局部应力应变法
        3.5.4 三种方法的对比分析
    3.6 本章小结
第四章 基于有限元模拟的剩余寿命预测
    4.1 ANSYS软件介绍
    4.2 反应管模型的建立
        4.2.1 反应管的结构模型
        4.2.2 单元类型的选择
        4.2.3 材料类型的选择
        4.2.4 网格划分及边界约束
    4.3 载荷工况的设定
    4.4 有限元模拟结果分析
        4.4.1 夹套与反应管过盈配合部位的应力分析
        4.4.2 工作压力对反应管应力分布的影响
        4.4.3 自增强处理过程对反应管应力分布的影响
        4.4.4 不同工况下反应管内壁应力的对比分析
    4.5 基于应力模拟的剩余寿命预测
        4.5.1 ANSYS的疲劳分析法
        4.5.2 服役后反应管自增强效果的近似变换
        4.5.3 利用Fatigue模块求解疲劳寿命
    4.6 本章小结
第五章 基于服役工况的剩余寿命预测
    5.1 反应管的温差及压力波动情况
    5.2 压力波动对剩余寿命的影响
        5.2.1 疲劳分析的相关规定
        5.2.2 当量交变应力的概念
        5.2.3 疲劳曲线的绘制
        5.2.4 反应管的疲劳寿命估算
    5.3 温差波动对剩余寿命的影响
    5.4 压力与温差波动对剩余寿命的综合影响
    5.5 本章小结
结论及展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(5)超高压管道失效模式及防护对策研究(论文提纲范文)

1 自增强残余应力松弛
    1.1 影响因素
        1.1.1 反应管振动
        1.1.2 开停工及生产牌号转换循环载荷
        1.1.3 伺服脉冲阀动作脉冲载荷
        1.1.4 正常服役期间的压力和温度波动
        1.1.5 乙烯超温分解反应
    1.2 防护对策
        1.2.1 加强振动监测
        1.2.2 控制气体杂质含量
        1.2.3 注意引发剂、调整剂的用量
        1.2.4 合理控制反应压力
        1.2.5 保证反应气体的最小流速
        1.2.6 避免反应管粘壁现象
        1.2.7 保证反应热的及时移出
2 管外失效模式及防护对策
    2.1 反应管外壁失效模式
        2.1.1 腐蚀疲劳损伤
        2.1.2 垢下腐蚀损伤
    2.2 夹套管失效模式
        2.2.1 氧腐蚀损伤
        2.2.2 氯离子腐蚀损伤
        2.2.3 外部腐蚀损伤
        2.2.4 冲蚀损伤
        2.2.5 汽蚀损伤
    2.3 防护对策
        2.3.1 改善冷却水水质
        2.3.2 优化夹套管结构
3 结论

(6)超高压反应管疲劳寿命与安全性能的试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 超高压技术研究的工程背景及现实意义
        1.1.1 超高压容器及超高压技术
        1.1.2 超高压反应管在聚乙烯生产中的应用
        1.1.3 超高压反应管基本结构及特点
        1.1.4 超高压反应管选材原则
    1.2 超高压反应管典型事故分析及安全对策
        1.2.1 典型事故分析
        1.2.2 安全对策措施
    1.3 自增强技术
        1.3.1 自增强技术的发展概况
        1.3.2 自增强技术的发展
        1.3.3 自增强处理时应注意的问题
    1.4 疲劳寿命的预测方法
        1.4.1 疲劳寿命研究的国内外现状
        1.4.2 疲劳寿命预测的主要方法
    1.5 本文工作的主要内容及意义
        1.5.1 工作内容
        1.5.2 研究意义
        1.5.3 技术路线图
第二章 超高压反应管残余应力测试与分析
    2.1 超高压反应管残余应力松弛理论研究
        2.1.1 自增强残余应力松弛机理
        2.1.2 自增强残余应力松弛原因分析
        2.1.3 自增强残余应力对疲劳强度的影响
    2.2 自增强残余应力安全性分析
        2.2.1 超高压反应管基本参数
        2.2.2 超高压反应管理化检验
        2.2.3 超高压反应管自增强残余应力理论分析
        2.2.4 反应管自增强弹性承载能力理论分析
    2.3 超高压反应管残余应力测试
        2.3.1 X 射线残余应力测试简介
        2.3.2 X 射线残余应力测量原理分析
        2.3.3 超高压反应管自增强再处理前的残余应力测试
    2.4 本章小结
第三章 超高压反应管自增强再处理试验研究
    3.1 超高压反应管自增强再处理试验
        3.1.1 试验对象结构及尺寸
        3.1.2 超高压反应管贴片位置示意图
    3.2 试验过程中主要的危险有害因素及防护
    3.3 反应管自增强反向屈服分析
    3.4 试验及结果分析
    3.5 本章小结
第四章 超高压反应管疲劳试验研究
    4.1 自增强残余应力疲劳寿命研究方法
    4.2 疲劳试验简介
    4.3 试验内容
        4.3.1 前期准备
        4.3.2 试验过程
        4.3.3 误差分析
    4.4 疲劳试验及结果分析
    4.5 本章小结
第五章 有限元模拟分析及疲劳寿命预测
    5.1 有限元方法在超高压反应管应力分析中的应用
    5.2 超高压反应管有限元模拟
        5.2.1 Ansys 有限元前处理
        5.2.2 边界条件及载荷工况设定
    5.3 Ansys 有限元模拟结果
        5.3.1 工况 1 有限元模拟结果
        5.3.2 工况 2 有限元模拟结果分析
        5.3.3 工况 3 有限元模拟结果分析
        5.3.4 工况 4 有限元模拟结果分析
        5.3.5 工况 5 有限元模拟结果分析
    5.4 反应管最佳自增强处理半径及压力分析
        5.4.1 工况 6 有限元模拟结果分析
        5.4.2 工况 7 有限元模拟结果分析
    5.5 Shigley 近似法计算反应管疲劳寿命
        5.5.1 疲劳曲线及基本参数简介
        5.5.2 反应管自增强处理前疲劳寿命分析
    5.6 超高压反应管 Ansys 有限元疲劳分析
        5.6.1 Ansys 疲劳分析简介
        5.6.2 反应管的有限元疲劳分析过程
        5.6.3 反应管的有限元疲劳分析结果
    5.7 本章小结
结论及展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(7)残余应力对LDPE管式反应器疲劳特性的影响研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 超高压技术
        1.1.1 超高压技术的产生及发展
        1.1.2 LDPE 管式反应器的发展及现状
    1.2 自增强技术
    1.3 LDPE 管式反应器疲劳特性的研究动态
        1.3.1 反应管疲劳问题概述
        1.3.2 反应管自增强残余应力松弛的研究现状
    1.4 研究意义及内容
        1.4.1 本文的研究意义
        1.4.2 本文研究内容
第二章 LDPE 管式反应器自增强残余应力的基础
    2.1 残余应力的本质与松弛理论
        2.1.1 残余应力的本质
        2.1.2 自增强残余应力的机理
        2.1.3 自增强残余应力的松弛原因
    2.2 自增强残余应力的理论分析
        2.2.1 反应管的基本参数
        2.2.2 反应管材料的基础性能试验
        2.2.3 自增强处理残余应力的理论计算
    2.3 反应管疲劳寿命的预测方法
        2.3.1 疲劳寿命预测方法
        2.3.2 自增强处理前的寿命
        2.3.3 自增强处理后的寿命
    2.4 本章小结
第三章 LDPE 管式反应器疲劳特性的试验研究
    3.1 试验研究的基本思路
    3.2 LDPE 管式反应器的疲劳试验
        3.2.1 疲劳试验的研究对象
        3.2.2 疲劳试验的装置
        3.2.3 试验数据处理方法
    3.3 不同材料的残余应力衰减规律的对比分析
        3.3.1 30CrNiMo8 反应管的疲劳数据分析
        3.3.2 S4333M4 反应管的疲劳数据分析
        3.3.3 残余应力松弛规律的对比分析
    3.4 自增强再处理试验分析
    3.5 LDPE 管式反应器的疲劳寿命分析
        3.5.1 反应管的疲劳寿命计算方法
        3.5.2 自增强再处理前的剩余寿命
        3.5.3 自增强再处理后的寿命计算
        3.5.4 疲劳试验后的寿命计算
        3.5.5 理论值与实际值的对比分析
    3.6 本章小结
第四章 基于 ANSYS 的 LDPE 管式反应器有限元分析
    4.1 有限元分析方法概述
    4.2 LDPE 管式反应器有限元模型的建立
        4.2.1 反应管模型结构的简化
        4.2.2 单元类型的选择
        4.2.3 模型建立与网格划分
        4.2.4 边界条件及载荷设定
    4.3 LDPE 管式反应器自增强处理的有限元分析
        4.3.1 仅在操作压力下的有限元分析
        4.3.2 自增强处理的有限元分析
        4.3.3 自增强处理后在操作压力下的有限元分析
    4.4 LDPE 管式反应器的有限元疲劳分析
        4.4.1 ANSYS 疲劳分析方法
        4.4.2 反应管的有限元疲劳分析
        4.4.3 有限元疲劳寿命计算结果
        4.4.4 Shigley 近似法与有限元疲劳分析的结果对比
    4.5 本章小结
结论及建议
    1. 结论
    2. 建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(8)超高压管式反应器检测技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
创新点摘要
第1章 绪论
    1.1 超高压技术的现状
        1.1.1 超高压容器、超高压技术的发展
        1.1.2 超高压技术及超高压反应器的现状及意义
        1.1.3 超高压管式反应器的发展
    1.2 自增强技术的发展及应用
    1.3 国内外超高压反应管安全检测的研究与发展
        1.3.1 国外现状
        1.3.2 国内现状
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 超高压反应管自增强应力衰减机理分析及 ANSYS 分析
    2.1 超高压反应管自增强应力衰减机理分析
        2.1.1 自增强简介
        2.1.2 超高压管式反应器基本结构及工作特点
        2.1.3 自增强技术数学模型
        2.1.4 损伤区残余应力数学模型
    2.2 超高压反应管自增强 ANSYS 分析
        2.2.1 反应管有限元模型
        2.2.2 残余应力有限元模型
        2.2.3 操作压力下超高压反应管有限元模型
        2.2.4 操作压力与残余应力相叠加有限元模型
第3章 超高压反应管涡流检测实验
    3.1 涡流检测技术
        3.1.1 涡流检测的基本原理
        3.1.2 涡流检测应用于超高压容器
    3.2 超高压反应管涡流检测实验
        3.2.1 实验过程
        3.2.3 实验结果分析
第4章 超高压反应管残余应力声发射检测实验
    4.1 声发射检测技术
        4.1.1 声发射检测的基本原理
        4.1.2 声发射检测的特点
        4.1.3 声发射检测应用于超高压容器
    4.2 超高压反应管声发射检测实验方案
        4.2.1 超高压反应管基本参数及使用情况
        4.2.2 实验装置
        4.2.3 传感器布置图
        4.2.4 实验过程
    4.3 再次自增强过程声发射检测实验结果分析
        4.3.1 声发射特征参数相关分析
        4.3.2 声发射级别评定结果
        4.3.3 超高压反应管的再次自增强
        4.3.4 三种检测结果比较
结论
参考文献
致谢
学位论文摘要

(9)超高压聚乙烯反应器的疲劳特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 超高压聚乙烯生产技术
    1.2 自增强技术
        1.2.1 自增强处理方法
        1.2.2 自增强容器残余应力计算模型
    1.3 超高压聚乙烯反应管残余应力研究进展
        1.3.1 超高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛的研究现状
        1.3.2 延长超高压聚乙烯反应管疲劳寿命的研究现状
    1.4 本文研究意义及论文内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 超高压聚乙烯反应管残余应力分布的理论分析
    2.1 概述
    2.2 超高压聚乙烯反应管的应力分析
        2.2.1 超高压聚乙烯反应管基本参数
        2.2.2 自增强处理残余应力分析
        2.2.3 自增强再处理残余应力分析
        2.2.4 超高压聚乙烯反应管在工作压力下应力分析
    2.3 基于 ANSYS 的超高压反应器有限元分析
        2.3.1 分析单元
        2.3.2 模型建立与网格划分
        2.3.3 边界条件及载荷
    2.4 超高压聚乙烯反应管应力分析的有限元法
        2.4.1 超高压聚乙烯反应管的残余应力有限元分析
        2.4.2 超高压聚乙烯反应管在工作压力下有限元应力分析
    2.5 本章小结
第三章 超高压聚乙烯反应管残余应力松弛规律研究
    3.1 超高压聚乙烯反应管残余应力松弛理论
        3.1.1 自增强残余应力松弛原因分析
        3.1.2 自增强残余应力的松弛机理
        3.1.3 残余应力松弛的特点
    3.2 超高压聚乙烯反应管残余应力测量方法
        3.2.1 残余应力测量方法介绍
        3.2.2 X 射线残余应力测量方法
    3.3 超高压聚乙烯反应管端面残余应力测量
        3.3.1 X 射线残余应力测量仪器
        3.3.2 测试试样
        3.3.3 试验结果与分析
    3.4 本章小结
第四章 超高压聚乙烯反应管残余应力衰减的疲劳试验及自增强再处理研究
    4.1 自增强残余应力松弛研究方法
    4.2 工作压力下自增强超高压聚乙烯反应管管壁的应力分析
    4.3 试验设备和仪器
        4.3.1 超高压疲劳试验研究对象
        4.3.2 超高压疲劳试验装置
        4.3.3 自增强再处理试验装置
        4.3.4 动态应变仪
        4.3.5 应变计
    4.4 试验前期准备工作
        4.4.1 动态应变仪的校验
        4.4.2 压力传感器的标定
    4.5 疲劳试验数据处理
        4.5.1 超高压聚乙烯反应管疲劳试验数据
        4.5.2 误差分析
        4.5.3 超高压聚乙烯反应管疲劳试验数据修正
    4.6 自增强再处理
        4.6.1 建立残余应变预测程序
        4.6.2 自增强再处理试验
        4.6.3 自增强再处理后的残余应力
    4.7 本章小结
结论及建议
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(10)聚乙烯超高压反应管残余应力特性的试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 超高压反应器
    1.2 自增强技术
        1.2.1 自增强技术的发展
        1.2.2 自增强技术的应用
        1.2.3 自增强容器应力研究现状
    1.3 反应管残余应力研究动态
        1.3.1 反应管自增强残余应力松弛的研究现状
        1.3.2 超高压LDPE反应管残余应力恢复的研究现状
    1.4 本文研究意义及论文内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 本文研究内容
        1.4.3 技术路线
第二章 反应管残余应力分布的理论研究
    2.1 反应管自增强应力分析
        2.1.1 反应管基本参数
        2.1.2 自增强处理残余应力分析
        2.1.3 反应管在工作压力下应力分析
        2.1.4 管壁当量应力及安全系数
    2.2 基于ANSYS的超高压反应器自增强有限元分析
        2.2.1 分析单元
        2.2.2 模型建立与网格划分
        2.2.3 边界条件及载荷
    2.3 反应管应力分析的有限元解
        2.3.1 反应管的残余应力有限元分析
        2.3.2 反应管在工作压力下有限元应力分析
    2.4 本章小结
第三章 反应管残余应力松弛的研究
    3.1 反应管残余应力松弛理论
        3.1.1 残余应力松弛的特点
        3.1.2 自增强残余应力松弛原因分析
        3.1.3 自增强残余应力松弛机理的初步探讨
    3.2 反应管残余应力测量方法
        3.2.1 残余应力测量方法介绍
        3.2.2 X射线残余应力测量方法
    3.3 反应管端面残余应力测量
        3.3.1 X射线残余应力测量仪器
        3.3.2 试样
        3.3.3 试验结果与分析
    3.4 本章小结
第四章 反应管再次自增强处理研究
    4.1 再次自增强处理
        4.1.1 再次自增强处理最佳弹塑性界面半径
        4.1.2 再次自增强处理压力与弹塑性界面半径及外壁环向应变的关系
        4.1.3 再次自增强处理的屈服压力
        4.1.4 再次自增强处理后的残余应力
    4.2 再次自增强处理试验装置与仪器
        4.2.1 试验对象
        4.2.2 再次自增强处理试验装置
        4.2.3 应变计
        4.2.4 动态数据采集系统
    4.3 试验准备工作
        4.3.1 压力传感器的标定
        4.3.2 动态应变仪的校验
        4.3.3 应变计布局
        4.3.4 设备连接及测量工作台
    4.4 再次自增强处理试验
        4.4.1 试验数据
        4.4.2 弹塑性半径分析
        4.4.3 再次自增强处理后的残余应力
    4.5 本章小结
结论及建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

四、高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛研究(论文参考文献)

  • [1]超高压反应管疲劳寿命与极限载荷研究[D]. 司李星. 华南理工大学, 2019(01)
  • [2]超高压聚乙烯反应器失效模式研究[D]. 李小红. 福州大学, 2018(03)
  • [3]在役聚乙烯超高压反应管剩余寿命试验研究[D]. 肖鹏. 华南理工大学, 2016(02)
  • [4]高压聚乙烯反应管自增强残余应力松弛研究[J]. 胡波. 化工管理, 2015(18)
  • [5]超高压管道失效模式及防护对策研究[J]. 孙宝财,吴恭平,李沧,于佳平,何颜红,王小平. 化工机械, 2015(02)
  • [6]超高压反应管疲劳寿命与安全性能的试验研究[D]. 赵敏. 华南理工大学, 2014(02)
  • [7]残余应力对LDPE管式反应器疲劳特性的影响研究[D]. 黄永敏. 华南理工大学, 2013(S2)
  • [8]超高压管式反应器检测技术研究[D]. 贾春雨. 东北石油大学, 2012(01)
  • [9]超高压聚乙烯反应器的疲劳特性研究[D]. 刘志伟. 华南理工大学, 2012(02)
  • [10]聚乙烯超高压反应管残余应力特性的试验研究[D]. 胡林星. 华南理工大学, 2011(12)

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高压聚乙烯反应器自增强残余应力松弛研究
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