大型储罐屈曲失效及修复的有限元模拟.pdf

第七届全国压力容器设计学术交流会议交流论文选登(一) 大型储罐屈曲失效及修复的有限元模拟 苏文献，韩 超 (上海理工大学 化工过程机械研究所，上海 200093) 摘 要：结合工程 中一个真实储罐吸瘪及修复的案例，利用ANSYS软件 ，首先采用非线性有限元法 分析薄壁储罐由温差等原因引起的弹塑性屈曲，比较数值分析的结果与真实情况的异同；继而探讨 储罐的修复 问题，模拟用水静压法修复后的应力状态，检验其修复后是否能继续投入使用。 关键词：储罐；吸瘪；修复；有限元分析 中图分类号：TQ053．2；0241．82 文献标识码：B 文章编号：1001—4837(2011)01-0051—07 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2011．O1．011 FiniteElementSimulation ofCollapseandRestoration ofLarge——sizeStorageTank Shell SU W en—xian，HAN Chao (InstituteofChemicalMachineryProcessEquipment，UniversityofShanghaiforScienceandTechnol- ogy，Shanghai200093，China) Abstract：Integratingwithapracticalstoragetank，adoptnonlinearfiniteelementmethodtoanalyzethee— lastic——plasticbucklingofathinwallstoragetankshellinducedbytemperaturedifferenceorotherYea-- sonsusedANSYS，thencomparedthenumericalanalysisresultwith thereality；subsequentlydiscusthe restorationofthestoragetank，simulatingstressstateafterrepairedbyhydrostaticpressureandevaluating whetherthetankcancontinuetoputintocommission． Keywords：storagetank；collapseorbuckling；repair；finiteelementanalysis 不能恢复原状，即发生了屈 曲或称为失稳。 0 引言 在实际的工程操作中，多种原因可能引起储 罐的失稳。如罐顶的呼吸阀、阻火器和通气管等 储罐作为油品和各种液体化学品的储存设 安全附件失效，导致罐内呼吸不畅或系统堵塞；外 备，是石油化工装置和储运系统设施的重要组成 界气温变化大，如下暴雨时气温骤降，热效应引起 部分，应用十分广泛。由于储罐的大型化带来的 的油罐吸气量非常大…，实际能补进的空气量远 稳定性问题是当前立式圆筒形储罐研究的重点问 不能满足热效应引起的吸气量之需，从而使罐内 题之一。常压储罐设计压力较低，壳体壁厚较薄， 产生很大的负压导致抽瘪，违章操作，台风载荷持 若罐内负压增大到某一值时，壳体会突然失去原 续作用等 ]。出现的扁瘪变形一般都是以有规 来的形状，被压扁或出现波纹，载荷卸去后，壳体 则的波状形式向内凹瘪，波形数可以是2，3，4以 · 5l · 大型储罐屈曲失效及修复的有限元模拟 至多个，圆形截面的壳体变形后就可能成为扁椭