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LDPE超高压管式反应器是生产高压聚乙烯的关键设备,在投用前经自增强处理,以提高弹性承载能力和疲劳寿命,自增强处理后产生的残余应力是鉴定管式反应管是否安全服役的重要参数。但由于残余应力在运行工况下会逐渐衰减减小,容器操作时的平均应力增加,会对设备的安全运行构成极大的威胁,导致容器的疲劳寿命降低,我国20世纪80年代引进的几套超高压装置都已进入设计寿命的中后期阶段,计算反应管的实际运行寿命迫在眉睫。一旦设备发生泄漏爆炸等事故,会严重威胁到安全生产,并造成巨大的经济损失和人员伤亡,因此,对自增强残余应力的衰减规律进行研究和计算反应管的剩余寿命,是确保安全生产、减少经济损失的需要。本文以实际生产中的LDPE超高压管式反应器为研究对象,研究了自增强残余应力的产生机理,用解析法和有限元法分析了自增强残余应力的分布和产生过程。模拟实际工况对LDPE超高压管式反应器进行疲劳循环试验,利用X射线残余应力测定仪对经过不同疲劳历史的反应管筒节横截面的残余应力沿径向的分布进行测量,得出工作状态下残余应力的衰减规律。采用Shigley近似法对残余应力发生衰减的反应管的疲劳寿命进行计算,得出反应管经历20000次交变内压循环之后的疲劳寿命为393000次,与自增强处理后残余应力未发生衰减时的疲劳寿命442000次相比较,由于残余应力的衰减而使得反应管的剩余寿命减少了49000次。根据自增强残余应力产生机理为基础建立数学模型,推导出工作状态下LDPE超高压管式反应器的内部和外壁残余应力之间的关系式,并与在实测残余应力数据的基础上拟合出的关系式进行对比分析,为LDPE超高压管式反应器的安全监测提供了理论依据。