聚乙烯自增强超高压反应器在交变载荷条件下外壁应力和内部残余应力衰减规律研究.pdf

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静设备 P石油化工设备技术,2010,3I(4)·1· etro—ChemicalEquipmentTechnology 聚乙烯 自增强超高压反应器在交变载荷条件下 外壁应力与 内部残余应力衰减规律的研究 韩建宇1,2,马小明 ,曾科峰 (1.华南理工大学Z-业装备与控制工程学院,广 东 广州 510640; 2.中国石油化工股份有 限公 司茂名分公 司,广东 茂名 525000) 摘 要 :以聚 乙烯超高压反应器在工作 中自增强残余应力衰减为研 究对 象,通过对残余应力衰减原 因的 系统分析 ,选择 了交变栽荷使 自增强残余应力快速衰减的方式 ,建立 了实验装置 ,测量记录了 自增强残余应 力衰减过程 中反应器沿着壁厚各层应力的变化数据 ,通过回归分析 ,找 出了自增强残余应力衰减 时超高压反 应器外壁应力与筒壁 内部各层应力的变化规律 。 关键词 :交变栽荷 ;自增强残余应力;衰减规律 ;研 究 胁 加 ∞ ∞ ∞ 加 m ∞ ∞ 舯 1 自增强聚乙烯管式反应器面临的新问题 减规律后 ,就可 以对外壁应力与 内部各层残余应 超高压反应器 自增强处理能降低反应器的峰 力衰减之间的规律进行深入研究 。 值应力 ,我国从 2O世纪 70年代开始引进的多套 高压聚乙烯装置其反应器都进行了 自增强处理 , 但运行 10年后先后发生 了 自增强残余应力衰减 谊 等问题 ,这些问题的出现对装置后期安全生产构 成了极大的威胁 。如果能够对残余应力的衰减进 l上 行监测 ,就能及时了解设备的运行状况,采用对策 性措施确保设备及装置的安全n]。 2 交变载荷引起的残余应力衰减实验 在引起聚乙烯超高压反应器残余应力衰减的 各种因素中,由交变载荷引起 的残余应力衰减是 内 循环次数 /次 最大的。通过建立实验装置、对实验筒体连续加 图 1 试验数据 回归曲线 卸载荷 ,加载至 290MPa后降为 0MPa,如此反 复 15000次 ,记录外表面电阻应变片测得的应力 3.1 内部应力与外壁应力关系实验 值,经过回归分析可得到在交变载荷下 ,外表面残 通过上述残余应力疲劳衰减实验 ,得 出了筒 余应力 随着循环次数变化 的总体规律 ,见 图 1[2; 体外壁残余应力随疲劳次数衰减的规律 ,但测量 其外壁残余应力衰减变化的总体趋势与国内其他 筒体内部的残余应力不能应用 电阻应变片法 ,可 学者的相关研究结论基本相同 ]。其表达式见 通过测量试件外壁及断面沿着径向方向各点残余 公式 (1)。 一 94.09+ 1121.93e一 ”·。。+ 收稿 日期 :2010—01—12。 16.37e一 / ·。+ 20.7ez/。。。 。·。 (1) 作者简介 :韩建宇(1962一),男 ,辽宁省人 ,1984年毕业于沈 阳工业大学化工机 械专业 。现在 中 国石 油化工股份有 限公 3 反应管残余应力衰减时内部应力与外壁应力 司茂名分公司从事设备管理工作 ,公司副总经理 ,教授级高 的关系 级 工程师 。 得到了在交变载荷下外壁残余应力的总体衰

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