加氢反应设备在服役过程中会受到高温高压和循环载荷的共同作用,在设计过程中需要同时考虑蠕变疲劳交互和热应力的影响。而目前针对高温构件蠕变疲劳交互作用的设计方法很少且适用性不强。ASME规范案例2605基于Omega蠕变损伤模型提供了一种针对加氢反应设备用钢2.25Cr1MoV的蠕变疲劳交互作用寿命设计方法。本文针对加氢反应设备在设计中需要考虑的不同失效模式,参照ASME规范对加氢反应设备分别进行了静载强度校核和蠕变疲劳交互作用下的寿命设计,并对裙座进行了优化设计以减小热应力。本研究对于加氢反应设备及其他高温容器或管道的设计及安全运行具有重要的指导意义。Omega蠕变方法可用于高温服役设备剩余寿命的评估,本文对Omega蠕变损伤方法进行介绍,给出了通过实验获得Omega参数的方法。在455℃不同应力水平下进行蠕变试验,通过Omega蠕变方法对于试样的剩余寿命进行预测。预测结果表明,当试样进入蠕变第三阶段后,Omega蠕变方法对剩余寿命的预测结果比较理想。对规范中Omega蠕变模型分析可知,多轴损伤参数?m随着温度和应力的增加而下降,多轴因子Kt大于0.5时,多轴损伤参数?m快速增长。借助有限元分析软件ANSYS,以加氢反应设备圆柱筒体正交接管结构为例,分别采用线弹性分析方法和弹塑性分析方法,对结构进行静载下的强度校核。结果表明强度校核满足要求。采用ASME案例2605中的方法对结构进行蠕变疲劳寿命校核,讨论操作温度和压力对于设计寿命的影响。结果表明,接管结构蠕变疲劳寿命校核满足要求,筒体与正交接管连接处出现应力集中,由于蠕变应变的产生,应力集中处的应力值随蠕变时间的增加不断下降,蠕变损伤累积速度也随之下降。同时,提高操作温度和操作压力均会造成蠕变损伤的增加,疲劳应力幅对蠕变疲劳的寿命影响较大。针对模拟结果,提出一些提高结构蠕变疲劳寿命的措施。对于加氢反应设备裙座结构进行热应力分析并进行尺寸优化设计。分析表明,在裙座中设置温箱能够有效减小裙座热应力,增加温箱高度和增大过渡圆角可以有效减小裙座热应力。