氢吸附塔是某石化制氢装置变压吸附单元的关键设备,是承受机械应力循环的压力容器。这种应力循环使其产生较高的应力强度水平,从而导致机械疲劳失效。本文研究的氢吸附塔接近设计寿命,采用ANSYS建立数值模型,研究氢吸附塔的应力分布规律,估算疲劳寿命,并采用无损试验方法,比较预测值与试验值,确保了氢吸附塔的安全运行。本研究主要利用ANSYS有限元分析软件,对氢吸附塔建立力学模型,对氢吸附塔进行静应力及动态应力分析,在氢吸附塔的几何结构不连续的区域,如上封头人孔接管锻件内壁、上封头与筒体连接焊缝、下封头与筒体连接焊缝、下封头接管锻件内壁、手孔接管锻件拐角等部位应力较大,整体应力强度最大值发生在手孔接管锻件拐角,应力强度值为220.5MPa。利用ANSYS软件对评定路径上的应力强度范围进行线性化处理,得到的应力强度按照JB4732-95《钢制压力容器-分析设计标准》中的规定进行应力强度范围的分类,然后查得各自的设计疲劳曲线数据,得到允许的循环次数。利用S-N疲劳曲线和线性累积损伤理论进行疲劳评定和疲劳寿命校核,结果表明氢吸附塔满足下个检验周期疲劳寿命的要求。同时,对吸附塔上封头处人孔的M24螺栓及手孔的M20螺栓进行常规应力强度评定和疲劳寿命估算,同样也满足较高疲劳设计曲线的要求。最后,对氢吸附塔进行了内外表面检测、壁厚测量、无损探伤、硬度测量和金相检查等试验,各项试验结果合格。