《表1 材料特性：不锈钢氢化罐顶部应力强度分析与评定》

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《不锈钢氢化罐顶部应力强度分析与评定》

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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。工程上一般根据相关经验，施加一个较高的安全系数，采取加大开孔部位的厚度等方法完成相关设计，但没有可靠的校核方法来保证设备安全。文章采用大型有限元计算软件ANSYS，对该不锈钢氢化罐顶部人孔及机架凸缘局部结构部位，在内筒最高允许工作压力等危险工况下的进行应力分析及评定，确保设备的结构设计安全。按照相关规定，应力评定方法参照JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其局部结构处相关材料的许用应力仍按GB/T150-2011《压力容器》标准中的有关规定选取。该氢化罐设计压力为1.0 MPa，最高允许工作压力为1.1 MPa，设计温度为150℃，有限元分析时按照最危险工况施加压力载荷。相关材料特性如表1所示。