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随着我国石化行业的发展,超高压容器在石化企业生产中的作用愈加重要。超高压容器所处的工况十分复杂,常受到高温、高压、腐蚀等因素的影响,容易导致疲劳失效。对超高压容器进行自增强再处理,能够使容器内壁产生有利的残余应力,从而极大的提高容器的承载能力和疲劳寿命。但我国在役的超高压容器均为上世纪七八十年代从国外引进,其疲劳寿命已出现严峻下降。因此,对在役超高压管式反应器开展疲劳特性试验研究具有重要的意义。本文在前人研究的基础上,以服役21年的管式反应器为研究对象,运用理论公式推理、有限元数值模拟、试验验证等方法,开展疲劳特性研究。论文主要工作如下:(1)推导了热应力、仅操作条件下、自增强处理、自增强处理后在操作条件下共四种工况的三向残余应力计算公式,分析了应力分布规律,将自增强处理前后的疲劳寿命进行了对比分析。(2)对超高压管式反应器进行了循环疲劳试验,得到了外壁环向应变衰减规律,拟合出外壁应变与循环次数N的关系式,并采用名义应力法计算出超高压管式反应器经8000次循环后的剩余寿命。(3)对超高压管式反应器进行了自增强再处理试验,得到加载内压与外壁环向应变的关系式,计算出服役期间的疲劳寿命损耗为2035次,经自增强再处理后的疲劳寿命提高1755次。同时研究了自增强压力与内壁残余应力之间的关系。(4)借助理化性能试验数据,对以上四种工况进行了有限元应力分析和疲劳寿命运算,实现了有限元模拟法对在役反应器的寿命评估,丰富在役反应器的疲劳特性分析理论和试验方法。本文通过对反应器的疲劳特性进行试验研究,为超高压管式反应器的安全运行提供支持,具有一定的工程与学术参考作用。