不锈钢氢化罐顶部应力强度分析与评定

陈小洪

（常州大学机械工程学院，江苏 常州213164）

0 引言

与其他化工设备类似，氢化罐结构设计的合理性影响着设备的生产效率、安全可靠运行的周期，因而设计和检验人员特别关注设备的强度问题，以保证其安全可靠性[1]。随着计算机仿真技术的日渐优化，除了理论强度计算，ANSYS仿真分析在化工设备结构强度的分析上获得了较为成功的应用[2]。范欣等对高压空气储罐ANSYS疲劳分析，得出应力强度分布，由计算所得的疲劳累计使用系数验证设备啊安全性[3]。俞然刚等将ANSYS仿真计算与理论计算进行比较，两者较为一致，验证了模拟分析的可靠性[4]。华平等通过对大型球罐的有限元仿真，发现应力集中最大部位处于支柱与罐焊接位置[5]。对于不锈钢氢化罐顶部人孔及机架凸缘局部结构，文章采用ANSYS分析软件，分析该位置处在承受载荷后的应力分布情况，验证该不锈钢氢化罐结构形式的合理性，所得的结果为此不锈钢氢化罐的设计以及结构的优化改进提供了一定的依据。

1 不锈钢氢化罐结构

某工程应用的不锈钢氢化罐的主体结构如图1所示，整个氢化罐为圆筒状，上下为常用的椭圆形封头。顶部椭圆封头上设置有搅拌凸缘和机架凸缘，以保证氢化罐筒体与机架的连接。设计时整体结构按照GB/T150-2011《压力容器》等一系列现行法规、标准进行常规设计，由于顶部人孔及机架凸缘局部结构较为复杂，开孔尺寸等超出了上述标准规定的范围，常规设计无法完成相关计算。……