在役压力容器危险裂纹缺陷的诊断与安全评定研究

摘要

现在，很多经济发达的国家以及相关地区，其炼油厂中炼制石油大部分都是通过加氢裂化技术来实现，该技术在国内也处于不断发展、完善的过程中。在石油化学和石油炼制工业中，广泛釆用加氢工艺。作为服务整个石化行业生产的过程装备，加氢反应器在整个石化行业中也有越来越多的运用，是很多国家和地区的石油化工行业中极为常见的重要设备，该设备是典型压力容器的一种，在压力容器安全技术领域也越来越受到关注。本文选取加氢反应器为研究对象开展在役压力容器裂纹缺陷诊断与安全评定的研究。
　　由于加氢反应器是石油化工中加氢工艺的核心压力容器之一，在役加氢反应器的安全问题是现在工程界中压力容器安全极为关键的研究内容。此外，在石化装置里，加氢反应器属于制造工艺比较复杂的一个设备，而且也是运行要求极为严格的设备之一，长期在高温、高压、临氢条件下工作。加氢反应器制造和运行过程中存在产生多种裂纹和材质脆化的倾向，就很容易出现相关问题，而最为严重的就是因为裂纹导致的破坏，一般裂纹会在筒体的上封头焊接位置、下封头焊接位置出现，并且形貌不一。因而对这些裂纹缺陷的研究就显得十分必要。
　　本文以加氢反应器为研究对象，通过对某石化公司R-201加氢反应器进行定期检查，在检查结果中发现了裂纹，按照-2004GB/T19624《在用含缺陷压力容器安全评定》文件中的标准，将其作为评估设备中危险裂纹的安全性依据，针对该3台加氢反应器裂纹缺陷进行诊断与成因分析，并通过有限元软件ANSYS，针对容器的结构及受力状况建立模型及载荷约束，对容器的各部位受力及变形情况进行分析，模拟容器的工作状况得到其各部位应力分布,确定容器的薄弱环节。最后根据GB/T19624-2004对加氢反应器进行安全评定。以判断加氢反应器运行的安全性与可靠性的目的。通过以上工作，确定这三台加氢反应器存在的表面裂纹为制造过程中产生的裂纹，且这些裂纹不影响加氢反应器在三年检验周期内的正常使用。并利用以上研究的结果为在役压力容器的危险裂纹缺陷诊断与安全评定提供相关依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景与来源

1.2 加氢反应器在国内外的发展与现状

1.3 无损检测技术与加氢反应器的缺陷形态

1.4 裂纹基本理论

1.5 安全评定技术的发展

1.6 研究题目的理论意义及内容

第2章 加氢反应器的定期检验与裂纹缺陷诊断

2.1 定期检验的目的

2.2 定期检验的内容和期限

2.3 R201的基本结构及主要技术参数

2.4 检验方案

2.5 检验检测情况

2.6 本章小结

第3章 裂纹成因分析

3.1 裂纹检测

3.2 裂纹分析

3.3 裂纹结论

3.4 本章小结

第4章 加氢反应器有限元计算

4.1 ANSYS有限元方法简介

4.2 加氢反应器稳定运行工况下的应力计算

4.3 本章小结

第5章 加氢反应器的安全评定

5.1 壁厚强度校核

5.2 需评价的超标缺陷情况

5.3 表面缺陷打磨部位以及未焊满等凹坑类缺陷评定

5.4 表面裂纹、埋藏超标缺陷评定

5.5 缺陷扩展分析

5.6 结论和建议

5.7 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录

攻读硕士期间发表论文

致谢