真空脱气塔受损部位应力测试与分析

论文摘要

塔体测试是了解塔体运行情况的一项关键技术,其中应力测试是塔体测试的一项关键内容。应力测试技术主要采用电阻应变片和应变仪测定构件应变,然后再根据应变与应力的关系,确定构件应力状态。四川维尼纶厂2D440/441真空脱气塔/预脱气塔是生产过程中重要的一台设备,于1978年正式投运,该设备于1993年离塔底约12m高处鼓包受伤,本文主要采用应力测试技术对2D440/441真空脱气塔/预脱气塔受损部位的应力应变情况进行测试、计算和分析,并得出测试结论。首先,论文对本项目的研究背景和国内外塔体缺陷测试与分析技术现状进行了阐述,并在调查研究的基础上重点针对2D440/441真空脱气塔/预脱气塔的实际状况制定了应力测试的方案和应力计算与分析方案。其次,对测试对象2D440/441真空脱气塔/预脱气塔进行了材料力学理论计算分析和有限元法理论计算分析。材料力学理论计算分析分别对受损部位在重力作用、大气作用下、综合作用下的应力、应变进行了计算,对塔体自重、增加填充料后、塔体抽真空后、塔体工作状态的综合受力进行了分析。同时,采用有限元法对塔体进行计算模型建立、网格划分,并对计算结果进行分析。最后,按照应力测试方案在生产现场按照实际生产过程分两个步骤对2D440/441真空脱气塔/预脱气塔的应力进行了实测,得到了大量测试数据。重点对测试数据结果进行分析比较,特别对测试得到的危险点进行了详细分析,给出测试结论和建议。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 项目背景
• 1.2 国内外塔体测试与分析技术现状
• 1.3 测试对象概况
• 1.3.1 设备主要尺寸及简图
• 1.3.2 设备设计数据
• 1.4 应力测试分析主要内容
• 1.5 论文研究意义
• 2 真空脱气塔受损部位应力测试方案设计
• 2.1 项目技术路线
• 2.2 2D440 塔应力测试系统总体结构
• 2.2.1 应力测试工作原理
• 2.2.2 应力测量电桥
• 2.2.3 应力测试系统框图
• 2.2.4 应力测试系统硬件结构
• 2.2.5 应力测试测量步骤
• 2.3 2D440/441 塔应力测试模型
• 2.3.1 2D440 塔体受伤部位总体结构示意图
• 2.3.2 2D440 塔体受力和应力分析
• 2.3.3 2D440 塔应力测试系统布片方案
• 2.3.4 D440 塔测试负荷加载方案
• 2.3.5 D440 塔应力测试方案
• 2.4 2D440 塔应力计算与分析方案
• 2.5 抗干扰方法
• 2.6 测试所需仪器仪表及耗材清单
• 3 测试对象受力的理论计算与分析
• 3.1 计算原理
• 3.2 系统的简化
• 3.3 测试对象受力理论计算
• 3.3.1 计算思路简述
• 3.3.2 鼓包上的塔体自重计算
• 3.3.3 填充料重量的计算
• 3.3.4 总体重量
• 3.3.5 受力面积计算
• 3.3.6 在重力作用下各部分所受的应力与应变计算
• 3.3.7 在大气作用下塔体所受的应力
• 3.3.8 综合静态应力与应变
• 3.4 测试对象受力理论分析
• 3.4.1 塔体自重的受力分析
• 3.4.2 增加填充料后的受力分析
• 3.4.3 塔体抽真空后受力分析
• 3.4.4 塔体工作状态的综合受力分析
• 4 有限元计算与分析
• 4.1 有限元计算与分析方法基本概念
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 有限元法处理问题的思路特点
• 4.1.3 有限单元法的实施过程
• 4.1.4 有限单元法的优点
• 4.2 应力分析软件 Ansys 介绍
• 4.3 鼓包部分有限元前置处理
• 4.3.1 模型简化
• 4.3.2 网格的划分
• 4.4 有限元计算结果讨论
• 5 现场测试的实施与结果分析
• 5.1 概述
• 5.2 测试过程
• 5.3 第一阶段测试结果分析
• 5.4 第二阶段测试结果分析
• 5.5 测试分析结论
• 5.4.1 概况
• 5.4.2 正常塔体和加固装置与鼓包应变的比较
• 5.4.3 危险点的分析
• 5.4.4 测试总结与建议
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书