利用Abaqus的含氢鼓包缺陷液化气罐安全分析

【摘要】：针对含氢鼓包缺陷液化气罐的安全运行问题,提出了一种基于J积分的安全分析方法.首先利用外观、磁粉和超声检测等手段确定液化气罐氢鼓包的位置和形貌;然后利用有限元法软件Abaqus对缺陷进行模拟分析,得到缺陷处的应力分布,并分别采用直接法(JA)和应力强度因子法(JK)计算裂纹尖端的J积分值;最后利用直接法得到的J积分结果对该液化气罐进行安全分析.结果表明:氢鼓包内压力为5MPa时,用JK计算的J积分值比用JA计算的大1.55倍;在氢鼓包内压力为3MPa和1MPa时,用JK计算的J积分值比用JA计算的大0.10倍.可见,如果用JK进行安全性评价,会过高估计裂纹的扩展;如果利用JA进行安全评估,当氢鼓包内压力增加到3MPa时裂纹很有可能会继续扩展,应进行监控或及时对氢鼓包缺陷进行处理. 【作者单位】： 西安交通大学能源与动力工程学院;西安交通大学多相流国家重点实验室;
【关键词】： 液化气罐 氢鼓包 有限元法 裂纹 J积分
【基金】：西安交通大学“985工程”资助项目,西安交通大学“211工程”三期资助项目
【分类号】：TE972
【正文快照】： 氢鼓包属于氢损伤的范畴,是材质劣化的表现形式之一,它降低了压力容器的强度,导致压力容器的承载应力分布不均,不能保证压力容器的安全使用.自1988年以来,国内不少单位陆续发现液化石油气球形储罐、卧式储罐、汽车罐车、铁路罐车和钢瓶等出现了氢鼓包[1-2],严重影响着储罐的

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