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在石油化工领域,超高压管式反应器是生产高压聚乙烯的核心设备之一。其工作条件极为复杂,长期受到高温、超高压、热冲击载荷以及腐蚀性工作介质的影响,它的极限承载能力必然会受到影响。一旦管壁发生破裂,很可能会导致严重的事故,管内的高温高压流体会对周围的人员及设备造成伤害与损失。同时超高压反应管内部流体为聚乙烯和乙烯的混合物,在遇到点火源后极易引发火灾甚至爆炸事故。因此,对超高压反应管极限承载能力的研究是十分必要的。本文以实际生产中的LDPE超高压管式反应器为研究对象,通过试验得出了在内压作用下超高压反应管的应力分布和爆破压力的大小,并通过有限元法分析了超高压管的几何尺寸和材料的抗拉强度对爆破压力值的影响。最后通过四种理论计算方法计算得出超高压反应管的爆破压力值。对超高压反应管进行了内压加载试验,得到了加载内压与外壁环向应变的关系曲线,反应管在内压作用下爆破,测得了爆破压力值。试验测得的弯管的爆破压力为Pb=930MPa,直管的爆破压力为Pb=878MPa。通过非线性有限元分析得到了超高压反应管的爆破压力值,弯管的爆破压力为Pb=960.09MPa,直管的爆破压力为Pb=960.10MPa。同时研究了反应管的几何尺寸和材料对爆破压力值的影响,结果显示反应管的爆破压力值与径比K、抗拉强度、曲率半径正相关,与反应管的长度基本无关。通过福贝尔公式、黄载生公式、陈志平-黄载生公式、朱学政-陈国理公式对超高压反应管的爆破压力进行了计算,得到的爆破压力值为Pb=945.7MPa。