一種預測儲罐剩余壽命的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應用ANSYS軟件進行儲罐剩余壽命分析的方法，主要包括下列步驟：（1）使用支持ANSYS的計算機，將收集到的儲罐數(shù)據(jù)資料以數(shù)據(jù)庫或文本的形式輸入到計算機中，利用ANSYS軟件建立腐蝕儲罐的有限元模型，根據(jù)儲罐的實際受力情況，在有限元模型上施加相應的邊界條件和外載；（2）采用疲勞裂紋擴展規(guī)律Paris公式對實驗數(shù)據(jù)點進行回歸處理，得出相應條件下的腐蝕疲勞速率方程；（3）利用上述腐蝕速率的預測值確定儲罐發(fā)生失效時的臨界失效壁厚；（4）根據(jù)儲罐發(fā)生腐蝕失效的臨界失效壁厚，建立儲罐剩余壽命預測模型，并應用近似解析法計算均勻腐蝕情況下儲罐的剩余壽命。
【專利說明】一種預測儲罐剩余壽命的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儲罐剩余壽命的預測方法，應用于涉及疲勞應力及腐蝕環(huán)境下儲罐的檢修與更換，通過腐蝕疲勞模型預測評估剩余壽命，屬于壓力容器安全【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學技術(shù)的進步和工業(yè)的飛速發(fā)展，儲存也逐漸成為工業(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)品的運輸、儲存收集、添加等需使用各種儲存容器，如液化石油氣的運輸、儲存必須用槽罐(車)、儲液罐等。儲罐作為一種重要的存儲設(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用和重視，特別是儲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，進而造成儲罐壁局部減薄，降低儲罐的有效強度，縮短儲罐的服役壽命，甚至使整個儲罐報廢，所以對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罐壽命計算的公式，并且受到室內(nèi)試驗條件的限制，無法進行較長時間下儲罐腐蝕壽命的研究，加之儲罐所處環(huán)境復雜多變，能夠獲取的現(xiàn)場儲罐壽命數(shù)據(jù)資料有限。為此，本發(fā)明基于使用ANSYS軟件建立腐蝕儲罐的有限元模型和網(wǎng)格劃分，進行有限元應力分析和強度評定，找出最大應力強度的位置及儲罐有效運營的臨界應力對應的壁厚，并通過測得該處的實時壁厚大小及裂紋擴展規(guī)律Paris公式預測的儲罐腐蝕速率，進一步研究儲罐服役情況下的剩余強度和剩余壽命。這將有助于工程人員進行維護、檢修和更換，為確保在儲罐的安全運行提供決策依據(jù)，對調(diào)節(jié)和延長服役儲罐的使用壽命具有極其重要的意義，同時在降低檢測、維修費用，減少環(huán)境污染，提高設(shè)備的安全性方面，具有實用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種通過對影響儲罐使用壽命的疲勞應力及腐蝕的因素，應用ANSYS進行儲罐的應力結(jié)構(gòu)分析，通過疲勞裂紋擴展規(guī)律Paris公式，得出符合誤差函數(shù)的儲罐腐蝕平均速率；根據(jù)建立的腐蝕儲罐剩余壽命的預測模型，得到儲罐工作在特定溫度及壓力下發(fā)生失效時的臨界失效壁厚，從而預測儲罐的剩余強度和剩余壽命，進而對儲罐的安全服役能力進行綜合評價。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種預測儲罐剩余壽命的方法，該測試方法包括下列步驟:
[0007](I)使用支持ANSYS的計算機，將收集到的儲罐數(shù)據(jù)資料以數(shù)據(jù)庫或文本的形式輸入到計算機中，利用ANSYS軟件建立腐蝕儲罐的有限元模型，根據(jù)儲罐的實際受力情況，在有限元模型上施加相應的邊界條件和外載；
[0008](2)采用疲勞裂紋擴展規(guī)律Paris公式對實驗數(shù)據(jù)點進行回歸處理，得出相應條件下的腐蝕疲勞速率方程；[0009](3)利用上述腐蝕速率的預測值，依據(jù)線彈性裂紋判據(jù)有
【權(quán)利要求】
1.一種預測儲罐剩余壽命的方法，主要包括以下步驟: (O使用支持ANSYS的計算機，將收集到的儲罐數(shù)據(jù)資料以數(shù)據(jù)庫或文本的形式輸入到計算機中，利用ANSYS軟件建立腐蝕儲罐的有限元模型，根據(jù)儲罐的實際受力情況，在有限元模型上施加相應的邊界條件和外載； (2)采用疲勞裂紋擴展規(guī)律Paris公式對實驗數(shù)據(jù)點進行回歸處理，得出相應條件下的腐蝕疲勞速率方程； (3)利用上述腐蝕速率的預測值，依據(jù)線彈性裂紋判據(jù)有
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預測儲罐剩余壽命的方法，其特征在于，所述的運用ANSYS軟件進行結(jié)構(gòu)應力分析考慮地層的主應力、風載荷和地層溫度的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預測儲罐剩余壽命的方法，其特征在于，所述的應用Paris公式分析裂紋長度與擴展速率關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預測儲罐剩余壽命的方法，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倍儲罐壁厚，并分析裂紋長度與剩余壽命關(guān)系。
【文檔編號】G06F17/50GK103870662SQ201410128397
【公開日】2014年6月18日 申請日期: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 申請人:青島科技大學