喷放罐进料口应力分析.pdf

第43卷 第 9期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．43 No．9 2014年 9月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Sep．2014 喷放罐进料 口的应力分析 杜四宏 ，徐敏 强 (1．中国核电l工程有限公司郑州分公司，河南 郑州450052；2．郑州大学化工设备设计研究所 ，河南郑州450002) 摘 要：利用Ansys12．0对喷放罐进料 口进行了有限分析，得到了其受力特．眭和应力分布规律，并对其进行了应 力强度评定。 关建词：进料 口；应力分析；有限单元；强度评定 中图分类号：TH49 文献标识码 ：B 文章编号：1671—9905(2014)09．0047．03 压力容器广泛应用在石油、化工、化肥、医药等 部进料 口(椭圆封头部分)、中间筒体、下部出料 口 行业，由于生产工艺的需要，常常需要在压力容器上 (锥形封头部分)三部分组成。喷放罐壳体的材料为 开孔并安装接管Ⅲ。容器开孔接管区的应力状况非 16MnR，各接管的材料、参数以及用途(名称)见表 l， 常复杂，这是因为开孑L破坏了壳体材料的连续性，削 材料的性能见表 2。热喷罐的设计压力为2．3MPa， 弱了原有的承载面积，另外，在开孔边缘附近必定会 工作载荷为 1．8MPa，加压、卸压循环，每30min波动 造成应力集中，接管的存在使开孔接管区成为总体 1次，年操作时间为 8760h，设计寿命为 1O年，工作 结构不连续区，壳体与接管在内压作用下 自由变形 温度为 210 左右。 不一致，在变形协调过程中将产生边缘应力。同时， 接管与壳体是通过焊接连接在一起的，焊缝的结构 ． ／， 尺寸如焊缝高度、过渡圆角等会形成局部结构不连 续，形成局部不连续应力。因此，对这类应力的求解 一 氇 是相当复杂的，工程上常采用应力集中系数法、数值 I!o0 16 解法、实验测试法和经验公式来计算局部应力 2J【。 吕 近年来，在计算机技术和数值分析方法的支 持下发展起来的有限元分析(FEA，FiniteElement ‘ Analysis)方法为解决复杂的工程分析计算问题提 ＼ 皇莩T{d 供了有效的途径。ANSYS软件是集结构、流体、电 ‘ ／-=r／=一。．．．．．．．I．一 场、磁场和声场分析为一体的大型通用有限元分析 软件，拥有丰富和完善的单元库、材料模型库和求解 器，在合理的边界条件下可获得问题的精确求解。 图 1 喷放罐结构简 图 本文采用有限元法，应用 Ansysl2．0程序，按照 1．2 进料 口的结构模型 分析设计的原则和方法，对喷放罐进料 口进行了应 建模是有限元分析的重要开端，模型建立的好 力分析并对其进行了应力强度评定。 坏(是否符合实际)直接关系到分析结果的精确度。 进料 口属于轴对称结构，即它的几何形状 、约束条件 1 模型的有限元分析 以及所受载荷都对称于中心轴，而载荷作用下产生 1．1 问题描述