本文采用有限元分析法对煤气水分离器进行了详尽的疲劳分析，并按照JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》（2005确认）进行疲劳评定。

设计条件

【资料图】

表1 设计数据

疲劳分析免除的判定

根据JB4732第3.10.2.1条，对常温抗拉强度Rm≤550 MPa，∑nn1=8000/3×20=53340>1000次，故不在免除范围，该设备需进行疲劳分析。

疲劳强度评定

疲劳强度校核主要考虑正常工作循环、气密性试验循环和水压试验循环，分别计算每一个循环中最高和最低载荷作用下结构的应力强度，并求出最高和最低载荷作用下应力叠加情况，取叠加后主应力差波动范围最大位置进行分析，最终找出整个模型的疲劳分析点进行疲劳校核。

正常工作循环

正常工作循环的压力波动范围为0.2～2.8MPa。正常工作循环主应力差波动范围见图1。

图1-模型主应力差波动范围——正常工作循环

正常工作循环时N4a与筒体角焊缝处应力幅值Salt最大，图1中模型最大主应力差为277.418MPa，最大应力幅值经弹性模量修正后为：

查JB4732-1995图C-1可知Salt1(151.5MPa) 对应的允许循环次数N1=63337次，而操作工况总的循环次数n1=53340次，故n1＜N1。

气密性试验循环

气密性试验循环压力波动范围为0～3.1MPa。气密性试验循环主应力差波动范围见图2。

图2-模型主应力差波动范围——气密性试验循环

气密性试验循环时模型中人孔M与筒体角焊缝处应力幅值Salt2最大，图2中模型最大主应力差为330.8MPa，最大应力幅值经弹性模量修正后为：

查JB4732-1995图C-1可知Salt2对应的允许循环次数N2=38680次， n2=30次，故n2＜N2。

液压试验循环

水压性试验循环压力波动范围为0～4.5MPa。水压试验压力取为2.14。水压试验循环主应力差波动范围见图3。

图3-模型主应力差波动范围——水压试验循环

水压试验循环时模型中人孔M与筒体角焊缝处应力幅值Salt3最大，图3中模型最大主应力差为480.057MPa，最大应力幅值经弹性模量修正后为：

查JB4732-1995图C-1可知Salt3对应的允许循环次数N3=11618次，n3=30次，故n3＜N3。

累积损伤校核

正常工作循环用度系数：

气密性试验循环用度系数：

水压试验循环用度系数：

累计用度系数：

符合JB4732-1995 C.2.4 条款的要求。

结论