经自增强处理的聚乙烯超高压反应管,由于长期在高温、高压等苛刻的环境下服役,安全性能逐渐下降,易发生疲劳、腐蚀失效等,进而导致泄漏、火灾、爆炸等的事故,严重威胁着企业的安全生产和人员的生命健康。我国企业的聚乙烯超高压反应管部分已进入设计寿命的后期,提前退役不仅会造成巨大浪费,还会对聚乙烯的产能造成影响。因此,开展在役聚乙烯超高压反应管剩余寿命的研究,对评估使用风险,保障生命和财产安全,具有重要的研究价值和工程意义。本文以某石化企业服役29年的聚乙烯超高压反应管为研究对象,通过自增强再处理试验,结合ANSYS有限元模拟、服役工况条件分析,对反应管的剩余寿命进行了估算,具体内容如下:(1)对在役超高压反应管进行与初始自增强压力相同的自增强再处理试验,得出反应管在试验过程中不同部位的应力变化规律及服役后的残余应变衰减率。采用试验对比法、名义应力法和局部应力应变法,由实测反应管外壁应变数据评估反应管剩余寿命。对比发现,名义应力法评估结果更为可靠,为评估企业在役聚乙烯反应管的安全运行提供了依据。(2)根据反应管外壁实测残余应变衰减率,提出了弹塑性界面等效转移和内外壁残余应力等比例衰减两种假设,使反应管服役后的应力水平在ANSYS模拟的结果中得到表征,实现了有限元模拟法对在役反应管的寿命评估,拓展了在役反应管剩余寿命评估理论与方法。对比发现,基于内外壁等比例衰减的假设得出的结果安全性更高。(3)在反应管服役后应力水平近似变换的基础上,分析了不同压力和温差波动下反应管内壁的应力分布。利用Manson和Shigley近似法求得了反应管在不同服役工况条件下的剩余寿命,为进一步研究温差及压力波动对反应管剩余寿命的影响提供了可靠的数据支持。本文对在役聚乙烯超高压反应管的影响因素分析及剩余寿命的预测研究,为企业实施安全监控、减少潜在事故发生提供了重要参考。