摘要: 加氢反应器大型化发展趋势下,筒体大尺寸开孔需求显著增长。相较于传统封头开孔,筒体开孔会劣化结构受力状态,使其在高温蠕变下易形成失效薄弱区。现以2.25Cr-1Mo-V钢加氢反应器筒体-接管结构为研究对象,采用Omega蠕变本构模型,开展蠕变损伤演化模拟研究,系统分析开孔直径600~1000 mm、操作温度444~474 ℃对蠕变损伤累积的影响规律;从结构设计角度,探究进行接管内圆角半径25~100 mm、接管壁厚290~390 mm对开孔补强效果的调控机制。结果表明,最大Mises 应力区与最大蠕变损伤位置并不重合;峰值应力和分布位置几乎不随时间变化,而蠕变损伤幅值和分布位置均表现出显著时间相关性,这表明在蠕变强度和寿命设计中不能以最大应力替代最大蠕变损伤作为失效判据;开孔直径增大、温度升高均会显著加速蠕变损伤,温度升高10℃,可使结构蠕变寿命降低约50%;接管内圆角半径对长时蠕变损伤的控制效果有限,增加接管壁厚可显著抑制损伤发展。研究明晰了大型加氢反应器筒体开孔结构的蠕变损伤演化规律,验证了蠕变损伤分析的必要性,可为设备开孔补强与安全设计提供理论依据。