大型LNG儲罐在高溫作用下的可靠度分析.pdf

1、LNG(Liquefied Natural Gas)，即液化天然氣，其主要成分為甲烷，眾所周知它是一種高效清潔的燃料。隨著天然氣開發(fā)生產以及遠途運輸技術地提高，未來全球能源格局有可能因它而改變。由于液化天然氣易燃、易爆，儲存液化天然氣的儲罐一旦發(fā)生破壞很可能造成液體泄漏，引發(fā)火災，從而造成巨大的經濟損失和人員傷亡。儲罐廠區(qū)一旦發(fā)生火災，廠區(qū)內的儲罐將承受炙熱高溫的烘烤，為避免發(fā)生連鎖反應，儲罐在火災高溫工況下的安全性研究具有十分重要的意

2、義。
　　選擇合理的分析方法對分析結果的準確與否十分重要，因此本文首先介紹了可靠度基本概念，作為可靠性分析的基礎。然后采用ANSYS建立儲罐參數化的有限元模型，并采用軟件中的概率設計模塊研究儲罐高溫工況下的體系可靠度。文中在對儲罐進行熱-結構耦合分析時考慮了高溫對材料性能的影響，結合應力分析結果和可靠度計算確定起始失效單元，并搜索了儲罐在火災工況下罐壁的破壞路徑。經過分析認為罐壁的破壞主要罐頂破壞和罐底破壞這兩種破壞模式組成的串聯

3、體系，每種破壞模式又可以當作若干單元組成的并聯系統(tǒng)。通過定義隨機變量和破壞準則，采用響應面法擬合得到各個失效單元的功能函數，并利用 JC法或優(yōu)化算法求解可靠指標及設計驗算點。通過殺死失效單元，重新計算使應力重分布來尋找后繼失效單元，從而確定出失效路徑，并根據逐步等效線性求交法來求得整個失效路徑的可靠指標，再運用串聯體系的界限估計法來求得儲罐體系可靠指標范圍。最后，依次求得儲罐在受火0.5小時、1.0小時、1.5小時、2.0小時這四個時間