制氢吸附器是一种比较典型的承受疲劳载荷的压力容器,是炼油、化工、冶金等行业中常见的重要设备,因其承受复杂交替载荷和吸附介质的易燃易爆性,制氢吸附器是一类事故发生率高的易疲劳压力容器。基于对制氢吸附器的可靠性、安全性和疲劳寿命研究提出的高要求,本文主要研究某石化企业PSA装置制氢工艺中的10台制氢吸附器,考虑其投用至今己近10年,循环次数已接近原始设计寿命(3×105次循环),对在役制氢吸附器进行理论应力分析、实际应力水平测量、安全评定和疲劳寿命估算,确定其危险受载区域,为其延长使用寿命,降低生产运行成本,提高生产经济效益,防止安全事故的发生具有重要的现实意义。本文应用有限元分析软件ANSYS对制氢吸附器进行数值模拟计算,发现制氢吸附器应力较大的区域分布在上接管区、裙座过渡区和下接管区,通过对制氢吸附器贴应变片的方式进行实际应力水平测量和验证,发现制氢吸附器的危险截面位于下接管与封头过渡处的内拐角处,并对在役制氢吸附器进行安全评定和疲劳寿命估算,在满足疲劳强度条件下,经疲劳寿命校核获得了满足6×105次的循环要求、该设备可继续使用10年的研究成果。同时,本文分析了内表面存在的裂纹对在役制氢吸附器疲劳寿命的影响,一处深约2mm,长约8mm的半椭圆表面裂纹存在于在役制氢吸附器下接管与封头过渡处的内拐角部位,按GB/T19624-2004进行含裂纹条件疲劳评定计算,得出了4.5年后设备将可能失效的研究结果,因此提出了每4年进行一次全面检验的建议,以确保设备安全运行。