一種預(yù)測儲(chǔ)罐剩余壽命的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應(yīng)用ANSYS軟件進(jìn)行儲(chǔ)罐剩余壽命分析的方法，主要包括下列步驟：（1）使用支持ANSYS的計(jì)算機(jī)，將收集到的儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)資料以數(shù)據(jù)庫或文本的形式輸入到計(jì)算機(jī)中，利用ANSYS軟件建立腐蝕儲(chǔ)罐的有限元模型，根據(jù)儲(chǔ)罐的實(shí)際受力情況，在有限元模型上施加相應(yīng)的邊界條件和外載；（2）采用疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律Paris公式對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行回歸處理，得出相應(yīng)條件下的腐蝕疲勞速率方程；（3）利用上述腐蝕速率的預(yù)測值確定儲(chǔ)罐發(fā)生失效時(shí)的臨界失效壁厚；（4）根據(jù)儲(chǔ)罐發(fā)生腐蝕失效的臨界失效壁厚，建立儲(chǔ)罐剩余壽命預(yù)測模型，并應(yīng)用近似解析法計(jì)算均勻腐蝕情況下儲(chǔ)罐的剩余壽命。
【專利說明】一種預(yù)測儲(chǔ)罐剩余壽命的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)罐剩余壽命的預(yù)測方法，應(yīng)用于涉及疲勞應(yīng)力及腐蝕環(huán)境下儲(chǔ)罐的檢修與更換，通過腐蝕疲勞模型預(yù)測評(píng)估剩余壽命，屬于壓力容器安全【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)的飛速發(fā)展，儲(chǔ)存也逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)工藝流程中不可缺少的部分。生產(chǎn)中為便于原料、產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的運(yùn)輸、儲(chǔ)存收集、添加等需使用各種儲(chǔ)存容器，如液化石油氣的運(yùn)輸、儲(chǔ)存必須用槽罐(車)、儲(chǔ)液罐等。儲(chǔ)罐作為一種重要的存儲(chǔ)設(shè)備，在石油、化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用和重視，特別是儲(chǔ)罐的安全問題越來越突出，因此越來越引起國內(nèi)外有關(guān)專家和工程技術(shù)人員的關(guān)注。
[0003]在役工程儲(chǔ)罐，存在缺陷不可避免。一般承受著循環(huán)載荷作用，工作在腐蝕的環(huán)境中，極易使之遭受腐蝕，形成腐蝕缺陷，進(jìn)而造成儲(chǔ)罐壁局部減薄，降低儲(chǔ)罐的有效強(qiáng)度，縮短儲(chǔ)罐的服役壽命，甚至使整個(gè)儲(chǔ)罐報(bào)廢，所以對(duì)其缺陷程度的掌握和控制非常重要。由于目前理論上還沒有專門用于儲(chǔ)罐壽命計(jì)算的公式，并且受到室內(nèi)試驗(yàn)條件的限制，無法進(jìn)行較長時(shí)間下儲(chǔ)罐腐蝕壽命的研究，加之儲(chǔ)罐所處環(huán)境復(fù)雜多變，能夠獲取的現(xiàn)場儲(chǔ)罐壽命數(shù)據(jù)資料有限。為此，本發(fā)明基于使用ANSYS軟件建立腐蝕儲(chǔ)罐的有限元模型和網(wǎng)格劃分，進(jìn)行有限元應(yīng)力分析和強(qiáng)度評(píng)定，找出最大應(yīng)力強(qiáng)度的位置及儲(chǔ)罐有效運(yùn)營的臨界應(yīng)力對(duì)應(yīng)的壁厚，并通過測得該處的實(shí)時(shí)壁厚大小及裂紋擴(kuò)展規(guī)律Paris公式預(yù)測的儲(chǔ)罐腐蝕速率，進(jìn)一步研究儲(chǔ)罐服役情況下的剩余強(qiáng)度和剩余壽命。這將有助于工程人員進(jìn)行維護(hù)、檢修和更換，為確保在儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行提供決策依據(jù)，對(duì)調(diào)節(jié)和延長服役儲(chǔ)罐的使用壽命具有極其重要的意義，同時(shí)在降低檢測、維修費(fèi)用，減少環(huán)境污染，提高設(shè)備的安全性方面，具有實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種通過對(duì)影響儲(chǔ)罐使用壽命的疲勞應(yīng)力及腐蝕的因素，應(yīng)用ANSYS進(jìn)行儲(chǔ)罐的應(yīng)力結(jié)構(gòu)分析，通過疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律Paris公式，得出符合誤差函數(shù)的儲(chǔ)罐腐蝕平均速率；根據(jù)建立的腐蝕儲(chǔ)罐剩余壽命的預(yù)測模型，得到儲(chǔ)罐工作在特定溫度及壓力下發(fā)生失效時(shí)的臨界失效壁厚，從而預(yù)測儲(chǔ)罐的剩余強(qiáng)度和剩余壽命，進(jìn)而對(duì)儲(chǔ)罐的安全服役能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種預(yù)測儲(chǔ)罐剩余壽命的方法，該測試方法包括下列步驟:
[0007](I)使用支持ANSYS的計(jì)算機(jī)，將收集到的儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)資料以數(shù)據(jù)庫或文本的形式輸入到計(jì)算機(jī)中，利用ANSYS軟件建立腐蝕儲(chǔ)罐的有限元模型，根據(jù)儲(chǔ)罐的實(shí)際受力情況，在有限元模型上施加相應(yīng)的邊界條件和外載；
[0008](2)采用疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律Paris公式對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行回歸處理，得出相應(yīng)條件下的腐蝕疲勞速率方程；[0009](3)利用上述腐蝕速率的預(yù)測值，依據(jù)線彈性裂紋判據(jù)有
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)測儲(chǔ)罐剩余壽命的方法，主要包括以下步驟: (O使用支持ANSYS的計(jì)算機(jī)，將收集到的儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)資料以數(shù)據(jù)庫或文本的形式輸入到計(jì)算機(jī)中，利用ANSYS軟件建立腐蝕儲(chǔ)罐的有限元模型，根據(jù)儲(chǔ)罐的實(shí)際受力情況，在有限元模型上施加相應(yīng)的邊界條件和外載； (2)采用疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律Paris公式對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行回歸處理，得出相應(yīng)條件下的腐蝕疲勞速率方程； (3)利用上述腐蝕速率的預(yù)測值，依據(jù)線彈性裂紋判據(jù)有
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測儲(chǔ)罐剩余壽命的方法，其特征在于，所述的運(yùn)用ANSYS軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析考慮地層的主應(yīng)力、風(fēng)載荷和地層溫度的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測儲(chǔ)罐剩余壽命的方法，其特征在于，所述的應(yīng)用Paris公式分析裂紋長度與擴(kuò)展速率關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測儲(chǔ)罐剩余壽命的方法，其特征在于，所述的線彈性裂紋判據(jù)確定的最小壁厚為0.7倍儲(chǔ)罐壁厚，并分析裂紋長度與剩余壽命關(guān)系。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103870662SQ201410128397
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】黃翼虎, 林其安, 王新龍, 劉淑泉, 欒浩杰, 姜暉瓊, 杜立明, 陳德貴, 李大平 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)