大型石油儲罐的腐蝕疲勞壽命研究.pdf

1、腐蝕疲勞是材料受腐蝕介質(zhì)與疲勞載荷共同作用而破壞。腐蝕疲勞是一種很危險的破壞形式，它出現(xiàn)的時間和位置都很難事先預(yù)計。影響其行為的因素包括環(huán)境因素、冶金因素和力學(xué)因素等多方面，其行為錯綜復(fù)雜，腐蝕疲勞的機制與具體的材料-環(huán)境-載荷系統(tǒng)有關(guān)，目前，還沒有任何一個模型能夠針對各種材料和多種環(huán)境。
　　 目前大型儲罐和罐區(qū)的風(fēng)險分析技術(shù)在我國處于起步階段，現(xiàn)有的石油庫安全管理規(guī)范與安全保障體系遠不能滿足要求，大型罐區(qū)風(fēng)險分析技術(shù)的研究與

2、開發(fā)迫在眉睫。本課題系中國石油化工股份有限公司科技項目“大型罐區(qū)風(fēng)險分析技術(shù)體系的研究與開發(fā)”的一部分，開展大型石油儲罐材料的腐蝕疲勞研究將為大型石油儲罐的疲勞壽命預(yù)測以及風(fēng)險評價提供依據(jù)，具有重要的工程應(yīng)用價值。
　　 論文以12MnNiVR鋼為典型工程應(yīng)用材料，研究其在儲罐污水溶液中的疲勞裂紋擴展特性。通過12MnNiVR鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗研究，得到了12MnNiVR鋼在儲罐污水溶液中的腐蝕疲勞裂紋擴展速率。對大型石油儲

3、罐在靜力(水壓試驗)和風(fēng)載作用下應(yīng)力狀況進行了有限元模擬，并據(jù)此結(jié)果進行了水壓試驗下儲罐的應(yīng)力強度分析和風(fēng)載情況下的疲勞分析。針對射線探傷Ⅲ級的平面缺陷和氣孔率5％的體積型缺陷，依據(jù)《在用含缺陷壓力容器安全評定》對大型石油儲罐高應(yīng)力強度部位進行缺陷評定，疲勞評定和腐蝕環(huán)境下的疲勞壽命預(yù)測。
　　 主要研究結(jié)論如下：
　　 (1)在空氣和原油儲罐的污水溶液環(huán)境下，12MnNiVR鋼焊接接頭的疲勞裂紋擴展速率基本一致。在加載

4、頻率為10Hz，應(yīng)力比為0.1的條件下，原油儲罐的污水溶液對12MnNiVR鋼焊接接頭疲勞裂紋擴展速率沒有顯著影響。
　　 (2)石油儲罐大角焊縫處的有限元應(yīng)力計算結(jié)果表明，罐底板與底層罐壁連接處是整個石油儲罐受力最復(fù)雜，最危險之處，設(shè)計與制造時應(yīng)采取措施降低大角焊縫處應(yīng)力，使整個石油儲罐的應(yīng)力分布更均勻；有限元模擬分析得到的水壓試驗下石油儲罐各壁板的應(yīng)力強度均能滿足應(yīng)力強度評定要求。
　　 (3)原油周轉(zhuǎn)和風(fēng)載作用情況