本文采用有限元分析法對煤氣水分離器進行了詳盡的疲勞分析，并按照JB4732-1995《鋼制壓力容器—分析設計標準》（2005確認）進行疲勞評定。

設計條件

【資料圖】

表1 設計數據

疲勞分析免除的判定

根據JB4732第3.10.2.1條，對常溫抗拉強度Rm≤550 MPa，∑nn1=8000/3×20=53340>1000次，故不在免除范圍，該設備需進行疲勞分析。

疲勞強度評定

疲勞強度校核主要考慮正常工作循環、氣密性試驗循環和水壓試驗循環，分別計算每一個循環中最高和最低載荷作用下結構的應力強度，并求出最高和最低載荷作用下應力疊加情況，取疊加后主應力差波動范圍最大位置進行分析，最終找出整個模型的疲勞分析點進行疲勞校核。

正常工作循環

正常工作循環的壓力波動范圍為0.2～2.8MPa。正常工作循環主應力差波動范圍見圖1。

圖1-模型主應力差波動范圍——正常工作循環

正常工作循環時N4a與筒體角焊縫處應力幅值Salt最大，圖1中模型最大主應力差為277.418MPa，最大應力幅值經彈性模量修正后為：

查JB4732-1995圖C-1可知Salt1(151.5MPa) 對應的允許循環次數N1=63337次，而操作工況總的循環次數n1=53340次，故n1＜N1。

氣密性試驗循環

氣密性試驗循環壓力波動范圍為0～3.1MPa。氣密性試驗循環主應力差波動范圍見圖2。

圖2-模型主應力差波動范圍——氣密性試驗循環

氣密性試驗循環時模型中人孔M與筒體角焊縫處應力幅值Salt2最大，圖2中模型最大主應力差為330.8MPa，最大應力幅值經彈性模量修正后為：

查JB4732-1995圖C-1可知Salt2對應的允許循環次數N2=38680次， n2=30次，故n2＜N2。

液壓試驗循環

水壓性試驗循環壓力波動范圍為0～4.5MPa。水壓試驗壓力取為2.14。水壓試驗循環主應力差波動范圍見圖3。

圖3-模型主應力差波動范圍——水壓試驗循環

水壓試驗循環時模型中人孔M與筒體角焊縫處應力幅值Salt3最大，圖3中模型最大主應力差為480.057MPa，最大應力幅值經彈性模量修正后為：

查JB4732-1995圖C-1可知Salt3對應的允許循環次數N3=11618次，n3=30次，故n3＜N3。

累積損傷校核

正常工作循環用度系數：

氣密性試驗循環用度系數：

水壓試驗循環用度系數：

累計用度系數：

符合JB4732-1995 C.2.4 條款的要求。

結論