压力容器圆筒开孔补强计算方法研究.docx

压力容器圆筒开孔补强计算方法研究.docx
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压力容器圆筒开孔补强计算方法研究应力集中危害问题要通过正确的方式强化管理,实现补强计算分析,进而充分的保障压力容器的安全性,提升整体的经济性。通过开孔补强计算方式,可以有效的解决此种问题。

1.压力容器圆筒大开孔补强计算方法应用价值

多数工程具有复杂化、大型化以及工艺特殊的特征,在施工中一些压力容器要通过较大的开孔接管进行处理,此种方式会转变原有容器的应力状态,消弱压力容器的强度。针对与柱壳容器,开孔之后会导致其受到接管弹性约束的影响,导致容器主管的开孔附近受到薄膜应力状态轴向力以及环向力的影响,出现弯矩以及扭矩等问题。为了提升整体稳定性,在实践中针对一些大开孔设计y要通过科学合理的方式分析受力状况,进而保障施工安全性,提升整体质量。

2.压力容器圆筒大开孔补强计算方法

2.1压力面积法

通过欧盟标准压力面积法,综合我国实际状况,在被开孔削弱面积补在孔的周围,给出其需药补强的具体面积,不计孔周边的应力集中问题。开孔补强设计主要的要求就是基于结构进行静力强度分析,基于一次应力强度出发,分析开孔边缘二次应力安定性。综合其安全系数以及实践经验系统分析。此种方式对于开孔边缘的应力强度进行

分析是否满足一次总体以及局部中对于薄膜应力静力强度要求。通过对补强范围材料平均薄膜应力控制的方式达到进行应力强度的控制与管理,要保障其在一倍的许用应力。综合压力在壳体受压面积产生的荷载以及有效补强范围中的课题、接管。补强材料面积承载能力平衡的相关静力平衡条件则可以确定其进行接管补强计算的方式。在壳体以及接管、补强材料相同的时候要根据以下公式进行补强计算公式为:P表示的是设计压力。

2.2分析法

分析法就是根据弹性薄壳理论获得的应力分析方式。主要就是在内压作用之下其具有径向接管圆筒开孔的补强设计分析。分析法设计准则与压力面积法之间具有一定的差别。此种方式的模型假定接管以及壳体属于连续性的整体型结构,其计算模型如下图所示。在应用分析法的时候,要保障焊接接头的质量,保障其整体焊透性。分析法在设计中主要就是基于塑性极限以及安定分析确定,通过保障其一次加载的时候具有充足的塑性承载能力,具有反复加载的安定要求,进而确定其开孔安全性。此种方式有效的拓展了圆柱壳开孔补强设计的适用范围。圆柱壳开孔接管理论中的力学技术主要就是综合Morley方程,通过导出并且利用两正交相贯圆柱壳位于交贯线位置中精确的连续条件,则可以确定在内压以及外载作用之下圆柱壳开孔接管中的薄

壳理论界。利用控制计算分析则可以确定开孔位置中等效薄膜的具体盈利强度,以及其等效总应力是否在应力的强度之内,分析校核大开孔结构整体的安全性。在设计中,为了充分的满足结构安全性准则要求的具体要求,保障其满足最大一次加二次应力强度的相关设计要求。可以管接头中通过光滑打磨并且探伤的管接头进行焊缝处理,在不接受任何外荷载状况之下,可以通过3Sm作为许用数值,综合一定安全裕量,进行设计分析。

2.3两种补强方式的对比分析

卧式容器的设计压力为1.0MPa,设计温度为60℃,其壳体以及接管材质为Q345R,其壳体以及接管厚度的附加量可以忽略;壳体与接管材料的许用应力为189MPa,分别通过压力面积法以及分析法进行大开孔接口进行补强计算分析,对比计算结果。分析进行局部薄膜应力强度以及最大薄膜的加弯曲应力强度,综合分析了结构一次静力强度不超标,分析了结构安定性要求。通过此种方式进行圆通径向接管开孔补强设计分析科学有效。在实践中,虽然压力面积计算方式的应力运载应力范围中,但是压力面积方式仅通过静荷载校核进行分析,并没有综合开孔周边的应力集中产生的影响。其计算应力与许用应力较为接近,并没有充足的裕量满足结构对于安定性的具体要求。其中分析法计算在实践中对于最大薄膜以及加弯曲应力强度具有较为显

10全焊接固定球阀的设计与计算-陆培文

全焊接固定球阀的设计与计算 陆培文 (原北京市阀门总厂) 根据GB/T 19672-2005、GB/T 20173-2006和美国石油学会标准API 6D-2008、国际标准化组织标准ISO14313:2007标准规定。固定球球阀为双阀座阀门、对于双阀座阀门分:单向密封、双向密封、双阀座双向密封、双阀座一个阀座单向密封一个阀座双向密封,双截断-泄放阀,如图1所示。 单向密封阀门——设计在一个方向密封 的阀门。 双向密封阀门——设计在两个方向都能 密封的阀门。 双隔离-泄放阀DIB-1(双阀座双向密 封)——双阀座、每个阀座均能达到双向密封。 双隔离-泄放阀DIB-2(双阀座一个阀座单 向密封一个阀座双向密封)——双阀座,一个 为单方向密封阀座,一个为两个方向都能密封 的阀座。 双截断-泄放阀DBB——在关闭位置时, 具有双密封副的阀门,当两密封副间的体腔通 大气或排空时,阀门体腔两端的介质流动应被 切断。 标准还要求密封试验时,应为进口端阀座 密封。图1 固定球球阀阀座密封分类 1 全焊接固定球球阀通道直径的确定 在设计计算全焊接固定球球阀时,首先要确定阀体的通道直径,以便作为其他部位计算的基础。球体通到底最小直径要符合相应标准的规定。设计国标全焊接固定球球阀时,全通径球阀的最小通径应符合GB/T 19672-2005《管线阀门技术条件》或GB/T20173-2006《石油、天然气工业—管线输送系统—管线阀门》标准规定。设计美标全焊接固定球球阀时,全通径球阀的最小通径应符合API6D-2008/ISO14313:2007《石油、天然气工业—管道输送系统—管道阀门》标准规定。对于全焊接缩径固定球球阀,标准规定对于公称尺寸≤DN300(NPS12)的球阀,球阀公称尺寸的孔径缩小一个规格,按标准规定内径;对于公称尺寸DN350(NPS14)~DN600(NPS24)的球阀,球阀的公称尺寸的孔径缩小两个规格,按标准规定的内径尺寸;对于公称尺寸>DN600(NPS24)的球阀,应和用户商定。对于没有标准规定的全焊接球阀,通常球体通道的截面积应不小于管道额定截面积的60%,设计成缩径形式,这样可以减小球阀的结构,减轻重量,减小阀座密封面上的作用力和启、闭转矩。一般采用球阀公称尺寸DN与球体通道直径之比等于0.78。此时,球阀的阻力不会过大。 2 球体半径的确定

(情绪管理)压力容器的开孔与补强

第13章 压力容器的开孔与补强 本章重点内容及对学生的要求: (1) 回转壳体上开小孔造成的应力集中; (2) 开孔补强的原则、补强结构和补强计算; (3) 不另行补强的要求; (4) GB150-98对容器开孔及补强的有关规定。 第一节 容器开孔附近的应力集中 1、 相关概念 (1)容器开孔应力集中(Opening and stress concentration ) 在压力容器或设备上开孔是化工过程操作所决定的,由于工艺或者结构的需要,容器上经常需要开孔并安装接管,例如:人孔、手孔、进料与出料口等等。容器开孔接管后在应力分布与强度方面会带来下列影响: ◆ 开孔破坏了原有的应力分布并引起应力集中。 ◆ 接管处容器壳体与接管形成结构不连续应力。 ◆ 壳体与接管连接的拐角处因不等截面过渡而引起应力集中。 上述三种因素均使开孔或开孔接管部位的引力比壳体中的膜应力大,统称为开孔或接管部位的应力集中。 (2)应力集中系数(stress concentration factor ) 常用应力集中系数Kt 来描述开孔接管处的力学特性。若未开孔时的名义应力为σ,开孔后按弹性方法计算出的最大应力为σmax ,则弹性应力集中系数为: σ σmax =t K (1) 压力容器设计中对于开孔问题研究的两大方向是: ? 研究开孔应力集中程度,估算K t 值; ? 在强度上如何使因开孔受到的削弱得到合理的补强。 2、平板开小孔的应力集中 Fig. 1 Variation in stress in a plate containing a circular hole and subjected to uniform tension

开孔补强

目录 1前言及概念3 1.1开孔补强的适应范围和方法 (3) 1.2满足开孔条件时,可采用的三种补强方法 (3) 1.3开孔补强的目的 (4) 1.4补强结构(补强元件类型) (4) 1.4.1加强管补强 (4) 1.4.2整体锻件补强 (4) 1.4.3加强圈的补强 (4) 1.5壳体开孔的有关规定 (5) 1.5.1允许不补强时开的最大孔直径 (5) (5) 1.5.2壳体上允许开的最大孔直径d max 1.6等面积补强计算方法 (6) 1.6.1各国压力容器规范主要采用的准则(补强准则的种类) (6) 1.6.2等面积补强的原则 (6) 1.6.3等面积补强计算方法 (6) 2工艺设计 8 2.1设计要求 (8) 2.2连续釜式反应器工艺设计 (8) 2.2.1单段连续釜式反应器 (8) 2.2.2反应器直径和高度的计算 (9) 3 机械设计9 3.1手孔的开孔补强计算 (9) 3.1.1计算是否需要补强 (10) 3.1.2计算开孔失去的面积A (10) 3.1.3计算有效补强面积A (11) 3.2进料口的开孔补强计算 (11) 3.2.1计算是否需要补强 (11) 4补强结构图12 5总结13 6参考文献 13

1前言及概念 在日常的压力容器设计工作中,经常会遇到压力容器开孔补强问题。压力容器开孔以后,不仅整体强度受到削弱,而且还因开孔引起的应力集中造成开孔边缘局部的高应力,加上接管上有时还有其他的外载荷所产生的应力及热应力,而容器材料、以及开孔结构在制造和焊接过程中又不可避免地会形成缺陷和残余应力,开孔和接管附近就成为压力容器的薄弱部位,于是开孔附近就往往成为压力容器的破坏源一一主要是疲劳破坏和脆性裂口。因此,按照GBl50-1998Ⅸ钢制压力容器》的规定,在压力容器设计过程中必须充分考虑开孔的补强问题。 1.1开孔补强的适应范围和方法 (1)当其内径Di≤1500mm时,开孔最大直径d≤1/2Di,且d≤520mm;当其内径D≥1500mm时, 开孔最大直径d≤l/3Di,且d≤1000mm; (2)凸形封头或球壳的开孔最大直径d≤1/2Di; (3)锥壳(或锥形封头)的开孔最大直径d≤1/3Di,Di为开孔中心处的锥壳内直径; (4)在椭圆形或碟形封头过渡部分开孔时,其孔的中心线宜垂直于封头表面。 1.2满足开孔条件时,可采用的三种补强方法 (1)补强圈补强 补强圈补强结构简单,制造方便,有一定的补强效果。但和其它补强结构相比,补强区较为分散,补强效果不佳,补强后的应力集中系数比较大。由于补强圈并未和壳体、接管形成整体,所以其抗疲劳性很差,一般常用于静压、常温下的中低压容器。对于缺口敏感性较高的低合金高强度钢制容器,采用此种补强结构时尤需慎重,高温、高压或承受变载荷的容器,则不宜采用此种补强形式。鉴于补强圈搭接结构会引起较大的局部应力,且高强度钢的淬硬性强,易产生焊接裂纹,故在超出GBl50—1998对其适用条件范围时,宜采用整锻件补强或整体加厚壳体补强。 (2)整锻件补强(包括用全焊透焊缝连接的厚壁管补强) 采用整锻件补强,所有补强区域集中在应力集中区,能有效地降低应力集中系数,故补强效果好。由于补强件和壳体、接管之间的焊接采用对接焊缝,焊接质量可保证,并使焊缝及热影响区离开最大应力点的位置,故抗疲劳性能好。常用于o S≥500MPa的容器开孔及在低温、高温或受交变载荷的大直径容器开孔。缺点是锻件供应困难,制造繁琐,成本较高,只在重要的设备中使用。采用厚壁管补强,接管的加厚部分处于最大的应为区域内,比补强圈更能有效地降低应力集中系数。这种形式结构简单,制造与检验都很方便,但必须保证全焊透焊接。对于低合金高强度钢,由于它比一般低碳钢有较高的缺口敏感性,所以一般都采用厚壁管补强型式。 (3)整体加厚壳体补强 整体加厚壳体补强结构是以增加整个简体或封头的壁厚来降低开孔附近的应力,其开孔补强计算可按等面积补强法进行计算。根据理论和实验分析,开孔后的应力集中现象有明显

关于开孔补强(徐沁)

开孔补强章节 一、孔和孔桥补强计算的基本内容 s。--可不考虑孔间影响的的相邻两孔的最小节距(P10) S。=dp +2√(Dn+δ)δ [d]—未补强孔的最大允许尺寸 1 单孔和孔桥 单孔:S≥S。 孔桥:S [d] 按单孔补强(仅适用于d/Dn<0.8, 且d<600mm的径向孔径) 补强条件是A1+A2+A3+A4≥A 且补强所需面积的2/3应分布在孔边1/4孔径的范围内 (3)S[d] 在满足11.5.2 a、b的条件下,按单孔补强计算,补强后该孔在该孔桥中按无孔处理。 二孔d>[d] 按13章处理。

二、本章节的主要修正内容 关于未减弱集箱筒体的内径Dn和补强管接头内径dn定义的修正原版标准中,补强计算的锅筒筒体、集箱筒体、补强管接头内径Dn 均以名义内径表示。 集箱筒体Dn=Dw-2δ 补强管接头dn=dw-2δ1 新版修改为集箱筒体Dn=Dw-2δy 补强管接头dn=dw-2δ1y 原因:由于名义壁厚中包含了壁厚的附加量,而通常集箱筒体和管 子的尺寸控制点在外径(外径管),壁厚附加量的损耗会使集箱筒体、管子的实际内径大于其名义内径,而使原先按名义内径得出的一些计算结果偏于不安全。故新版标准用有效壁厚代替上式中的名义壁厚,即剔除壁厚附加量的影响。 三、孔和孔桥章节的具体修改内容 (一)单孔的补强 1 未补强孔的最大允许直径(图19) (P41) 修改1:k计算中,未减弱集箱筒体Dn的修正 系数k k= PDn / (2[б]-P)Sy 横坐标DnSy GB9222-88 无论是锅筒筒体或集箱筒体,Dn 指名义内径,

压力容器常用开孔补强方法对比分析

压力容器常用开孔补强方法对比分析 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

压力容器常用开孔补强方法对比分析压力容器一旦发生事故,危害很大,因此压力容器的开孔补强设计显得尤为重要。对于压力容器的开孔补强计算方法一般有两种:一是等面积法,二是分析法。本文对这两种方法作以比较和分析。 在石油化工行业中,压力容器上的开孔是不可避免的,如要开进料口、出料口、人孔等。容器开孔后,一方面由于器壁承受载荷截面被削弱,引起局部应力的增加和容器承载能力的减弱;另一方面,器壁开孔和接管也破坏了原有结构的连续性,在工艺操作条件下,接管处将产生较大的弯曲应力,开孔边缘会出现很高的应力集中,形成了压力容器的薄弱环节。因此,设计上必须对开孔采取有效的补强措施,使被削弱的部分得以补偿。 开孔补强基本原理 2.1.等面积法 该法是以受拉伸的开孔大平板作为计算模型的,即仅考虑容器壳体中存在的拉伸薄膜应力,且以补强壳体的一次总体平均应力作为补强原则。当开孔较小时,开孔边缘的局部应力是以薄膜性质的应力为主的,但随

着壳体开孔直径增大,开孔边缘不仅存在很大的薄膜应力,而且还产生很高的弯曲应力。 等面积法的开孔补强结构所形成的应力集中在某一区域内,当离孔边缘的距离越大,越接近薄膜应力。它的特点是:角焊缝,具有应力突变,易产生应力集中点,受力状态不好。 2.2.分析法 这种补强方法是以壳体极限分析为基础的,相对等面积法合理得多,但须受开孔壳体和补强接管的尺寸限制。这种方法优点是:克服等面积法的缺点,在转角处采用圆滑过渡,减少结构形状的突变,减小应力集中程度。将补强面积集中在应力最高点,充分利用补强面积,使补强更经济、合理。 对比分析 3.1.等面积法 等面积法顾名思义:壳体截面因开孔被削弱的承受强度的面积,须有补强材料予以等面积补偿,其实质是壳体截面因开孔丧失的强度,即被削弱的“强度面积”A乘以壳体材料在设计温度下的许用应力[σ]t,即

圆形提升盖板的设计计算.

圆形提升盖板的设计计算 1前言 平板是化工设备中最常见的部件。例如,各种容器的顶盖或顶板,设备的人孔盖板、法兰盖,施工中的管道试压盲板都属于此种类。其中圆形平板最为常见,本文提及的设备吊装用的圆形提升盖板就属于这一类。 石油化工装置中的一些特殊设备,如反应器、反应釜,由于其体积大、重量大、壁厚大,常用耐热合金钢制造,且经过整体热处理,所以在设计中往往不在壳体上布置吊耳,而是利用其顶部管口来进行吊装,提升盖板式吊耳设计正是为了满足这一要求而产生的。本文就有关的结构及强度计算进行论述。2圆形提升盖的结构形式 2.1结构如图1 提升盖的主要结构由法兰盖板和吊耳板组成,吊耳板可为单个也可使用二个。吊耳板与盖板间采用焊接形式。当板厚特别大时也可采用铸钢件,盖板与设备接口的连接采用法兰螺栓连接形式,可使用设备带来的螺栓。 为增加耳板的侧向刚度和耳板与盖板连接强度可在二者间设置肋板。 通常吊耳板用卡环及钢丝绳与吊装机械连接,故耳板尺寸与所用卡环应匹配。重型吊装盖板也可通过专用连接件与吊装机械连接。吊装盖板通常应随设备提供。 2.2提升盖的结构种类 按照提升盖板与设备管口的接触部位分类: a、不承受螺栓弯矩的盖板 此盖板与设备接口的接触部位仅为法兰螺栓圆部位见图2-1a、b。 b、承受螺栓弯矩的盖板 此盖板与设备接口的密封面部位相接触,因此螺栓预紧时产生的弯矩会叠加到盖板上(见图3)。这二类盖板在设计结构形式上有所差别,其力学模型不同,在设计计算中所用公式也不一样。 由于设备接口密封面往往高于法兰螺栓接圆面,设计盖板时应予以充分注意。

3圆形盖板计算的理论 3.1薄板理论基础 从设计观点看,板可分为厚、薄两种,厚板和薄板的理论基础和计算方法是不一样的,薄板的计算方法是厚板算法的一个特例,故掌握厚板理论完全可以解决问题。但厚板理论比较复杂,对于一般化工设备而言,大部属于薄板范围。 薄板理论又称为薄膜理论,其特点是只受拉力,不存在弯曲应力,该理论还有几点假设: 1)板的厚度较其它尺寸小得多。 2)中间面挠度比板厚小得多,即挠度很小。 3)中间面在弹性变形后仅有弯曲而不伸长。 4)原垂直于中间面的界面,变形后仍保持平面,且仍垂直于中间面。 3.2薄板理论应用条件 薄板理论是用小挠度理论假定推导的,因涉及到允许误差和计算精度,它的使用条件是: 1)薄板的定义是厚度小于其它两个尺寸的1/10时。 2)挠度小于1/5板厚时为小挠度。但从实用观点,既使挠度达到1/2板厚时,仍可作小挠度板计算。 3.3盖板计算的理论依据 吊装盖板的受力状态,基本上与压力容器的可拆卸平盖的形式相似,压力容器的平盖为均布荷载,而吊装盖板为局部载荷。 可拆卸平盖的计算方法在原压力容器设计规定中有两种,对于“中低压”部分是按薄圆平板公式计算,“高压”部分则按“巴赫公式”计算,二者计算结果存在着差别,但在82年版《设计规定》中已统一,计算公式的形式都采用薄圆平板的计算公式。 容器设计中可拆卸平盖计算时受力假设为: 1)均布载荷P作用在筒支的圆平板上。 2)螺栓载荷Wp作用在圆平板周边螺栓圆处。

开孔补强

目录 1前言及概念 2 1.1开孔补强的适应范围和方法 (2) 1.2满足开孔条件时,可采用的三种补强方法 (2) 1.3开孔补强的目的 (3) 1.4补强结构(补强元件类型) (3) 1.4.1加强管补强 (3) 1.4.2整体锻件补强 (3) 1.4.3加强圈的补强 (3) 1.5壳体开孔的有关规定 (4) 1.5.1允许不补强时开的最大孔直径 (4) 1.5.2壳体上允许开的最大孔直径d max (4) 1.6等面积补强计算方法 (5) 1.6.1各国压力容器规范主要采用的准则(补强准则的种类) (5) 1.6.2等面积补强的原则 (5) 1.6.3等面积补强计算方法 (5) 2工艺设计7 2.1设计要求 (7) 2.2连续釜式反应器工艺设计 (7) 2.2.1单段连续釜式反应器 (7) 2.2.2反应器直径和高度的计算 (8) 3 机械设计 8 3.1手孔的开孔补强计算 (8) 3.1.1计算是否需要补强 (9) 3.1.2计算开孔失去的面积A. (9) 3.1.3计算有效补强面积A0 (10) 3.2进料口的开孔补强计算 (10) 3.2.1计算是否需要补强 (10) 4补强结构图11 5总结12 6参考文献12

1前言及概念 在日常的压力容器设计工作中,经常会遇到压力容器开孔补强问题。压力容器开孔以后,不仅整体强度受到削弱,而且还因开孔引起的应力集中造成开孔边缘局部的高应力,加上接管上有时还有其他的外载荷所产生的应力及热应力,而容器材料、以及开孔结构在制造和焊接过程中又不可避免地会形成缺陷和残余应力,开孔和接管附近就成为压力容器的薄弱部位,于是开孔附近就往往成为压力容器的破坏源一一主要是疲劳破坏和脆性裂口。因此,按照GBl50-1998Ⅸ钢制压力容器》的规定,在压力容器设计过程中必须充分考虑开孔的补强问题。 1.1开孔补强的适应范围和方法 (1)当其内径Di≤1500mm时,开孔最大直径d≤1/2Di,且d≤520mm;当其内径D≥1500mm时, 开孔最大直径d≤l/3Di,且d≤1000mm; (2)凸形封头或球壳的开孔最大直径d≤1/2Di; (3)锥壳(或锥形封头)的开孔最大直径d≤1/3Di,Di为开孔中心处的锥壳内直径; (4)在椭圆形或碟形封头过渡部分开孔时,其孔的中心线宜垂直于封头表面。 1.2满足开孔条件时,可采用的三种补强方法 (1)补强圈补强 补强圈补强结构简单,制造方便,有一定的补强效果。但和其它补强结构相比,补强区较为分散,补强效果不佳,补强后的应力集中系数比较大。由于补强圈并未和壳体、接管形成整体,所以其抗疲劳性很差,一般常用于静压、常温下的中低压容器。对于缺口敏感性较高的低合金高强度钢制容器,采用此种补强结构时尤需慎重,高温、高压或承受变载荷的容器,则不宜采用此种补强形式。鉴于补强圈搭接结构会引起较大的局部应力,且高强度钢的淬硬性强,易产生焊接裂纹,故在超出GBl50—1998对其适用条件范围时,宜采用整锻件补强或整体加厚壳体补强。 (2)整锻件补强(包括用全焊透焊缝连接的厚壁管补强) 采用整锻件补强,所有补强区域集中在应力集中区,能有效地降低应力集中系数,故补强效果好。由于补强件和壳体、接管之间的焊接采用对接焊缝,焊接质量可保证,并使焊缝及热影响区离开最大应力点的位置,故抗疲劳性能好。常用于o S≥500MPa的容器开孔及在低温、高温或受交变载荷的大直径容器开孔。缺点是锻件供应困难,制造繁琐,成本较高,只在重要的设备中使用。采用厚壁管补强,接管的加厚部分处于最大的应为区域内,比补强圈更能有效地降低应力集中系数。这种形式结构简单,制造与检验都很方便,但必须保证全焊透焊接。对于低合金高强度钢,由于它比一般低碳钢有较高的缺口敏感性,所以一般都采用厚壁管补强型式。 (3)整体加厚壳体补强 整体加厚壳体补强结构是以增加整个简体或封头的壁厚来降低开孔附近的应力,其开孔补强计算可按等面积补强法进行计算。根据理论和实验分析,开孔后的应力集中现象有明显

计算题

X带夹套容器参数如下: 设计压力MPa 设计温 度℃ 介质 介质特性 材料 容积M3 内筒 -0.1 80 氢气 易爆 S30408 1.5 夹套 0.5 150 蒸汽 无毒,非易爆 Q345R 0.35 内外筒:[σ]/[σ]t=1.0 答:1.内筒为真空不属于《固容规》适用范围,不划类别,夹套为I类压力容器,根据多腔压力容器类别划分规定,该容器划为I类压力容器。 2,设计计算和试压步骤如下: a 按内外最大压差确定内筒的计算压力为-0.6MPa,按GB150.3外压计算要求确定内筒壳体壁厚。 b 按计算压力0.5MPa计算确定夹套壳体壁厚。 c 内筒水压试验压力1.25X0.6=0.75MPa,夹套水压试验压力 1.25X0.5[σ]/[σ]t=0.625MPa d 校核夹套试压时,内筒的稳定性,如不能满足要求,则在图样上要求夹套试压时内筒内保持一定的压力。 e 内筒试压合格后,再组焊夹套。然后进行夹套水压试验。 X X耐力试验免除措施 (1)提高对压力容器材料的要求:化学成分、力学性 能和检验要求; (2)提高结构设计要求:尽量采用全焊透接头、避免严重的几何不连续; (3)提高无损检测的比例和级别; (4)提高容器的超压泄放的能力。 X2、法兰计算中,实际使用的螺栓总截面积,以螺纹小径计算或以无螺 纹部分的最小径计算,取最小值。 3、操作状态下需要的最小垫片压紧力与垫片的( M)有关 4垫片愈硬,比压力y越大 8、某盛装液化石油气卧式储罐,设计压力为1.6MPa,出口管直 径为DN150mm,其连接面法兰、垫片和螺栓应如何选取?中 答:应参照HG20592~20635的规定,法兰选用高颈对焊法兰, 压力等级≥2.0MPa,垫片为:带外环的金属缠绕垫片, 螺栓:专用级高强度螺栓 2、保证法兰连接紧密而不泄漏的条件是什么? (1)必须在预紧时,使螺栓力在压紧面与垫片之间建立起不低于预紧比压y 值的比压力; (2)当设备工作时,螺栓力应能够抵抗内压的作用,并且在垫片表面上维持m 倍内压的比压力。 X《压力容器》对不需另行补强:(1)设计压力小于或等于2.5MPa;(2)两相邻开孔中心的距离(对曲面间距以弧长计算)应不小于两孔直径之和的两倍;(3)接管公称外径小于或等于89mm;(4)接管的腐蚀裕量为1mm。接管最小壁厚满足下表6-1的要求。腐蚀余量增加,应增加相应壁厚。 (5)钢材的标准抗拉强度下限值 >540MPa,接管与壳体宜采用全焊透的结构型式。 X(1)圆筒开孔的限制,当内径Di ≤1500mm时,开孔最大直径d≤1/2Di ,且d≤520mm; d为接管内直径加两倍厚度附加量(开圆孔时) 。 当内径 >1500mm 时,开孔最大直径 d≤ 1/3Di ,且 d≤1000mm。 (2)凸形封头或球壳的开孔最大直径 d≤ 1/2Di 。 (3)锥壳(或锥形封头)的开孔最大直径 d≤ 1/3Di , Di 为开孔中心处的锥壳内直径。 (4)在椭圆形或碟形封头过渡部分开孔时,其孔的中心线宜垂直于封头表面 X压力容器开孔局部补强补强圈补强(补强圈厚度≤1.5δn标准抗拉强度σb ≤540MPa壳体厚度≤38mm 壳体厚度≤38mm)X接管补强X整锻件补强 X七种情况不采用补强圈补强X高强钢 CrMo钢X设计压力≥4MPaX设计温度大于350℃X壳体厚度≥38mmX补强圈厚度大于1.5δnX极度高度危害介质的压力容器X承受疲劳载荷的压力容器 1、GB150规定内压容器开孔补强所需补强面积按什么公式计算?中 答:A=dδ+2δ(δnt-c) (1-f) 对于内压容器平盖开孔所需补强面积 A=0.5dδp 2、1) 压力容器开孔补强有几种? 答:压力容器的开孔补强,从设计方法区分大致有下述几种: ① 等面积法;② 极限分析法;③ 安定性分析;④ 其他方法,如实验应力分析法XX从补强结构区分,其基本结构大致可分为两类: ① 补强圈补强结构;② 整体补强结构。 四、圆筒壁厚确定的图算法 图解法的依据 图算法的基础是解析法,将解析法的相关公式经过分析整理,绘制成两张图。一张图反映圆筒受外压力后,变形与几何尺寸之间的关系,称为几何参数计算图,另一张图反映不同材质的圆筒在不同温度下,所受外压力与变形之间关系的图,称为厚度计算图,此图不同的材料有不同的图。 X1、设置加强圈的作用与意义可以通过增加圆筒的壁厚或减小圆筒的计算长度来提高圆筒的许用外压力[①可以节省材料,减少了设备重量,降低了造价; ②当现有设备因操作条件需要改变而不能满足要求时,增加壁厚就不仅困难,甚至根本无法实现;③加强圈还可以减小大直径薄壁圆筒形状缺陷的影响,提高圆筒的刚度。]

内压薄壁壳体强度计算

第三章、 3—1 内压薄壁壳体强度计算 目的要求:使学生掌握内压圆筒内压球形壳体的强度计算,以及各类厚度的相互关 系。 重点难点:掌握由第一强度理论推出的内压圆筒,内压球形壳体的强度计算公式。 第三章 内压薄壁容皿 本章的任务就是在回转薄壁壳体应力分析的基础上,推导出内压薄壁容皿强度计公式。本章的压力容皿设计计算公式,各种参数制造要求以及检验标准均与GB150-1998《钢制压力容皿》保持一致。 第一节 压内薄壁壳体强度计算 一、 内压圆筒 为了保证圆筒受压后不破裂,[根据第一强度理论]应使筒体上最大应力,即环向应力2σ小于等于材料在设计温度下的许用应力[]t σ 用公式表达:2[]2t P D σσδ =≤g ,其中P-设计压力。 1)中径0 () 2i D D + 此外还应考虑到,筒体在焊接的过程中,对焊金属组织的影响以及焊接缺陷(夹渣、气孔、未焊透等)影响缝焊的强度(使整本强度降低),所以将钢板的许用应力乘以一个小于1的焊接接头系数,以弥补焊接可能出现的强度削弱,故 2[]2t P D σσδ=≤g :[]2t P D σ?δ≤g g 此外,工艺计算时通常以i D 做为基本尺寸,故将i D D δ=+代入上式: 则 () []2t i P D δσ?δ +≤g 可解出δ,同时根据GB150-1998规定,确定厚度时的压力用计算压力c p 代替。 最终内压薄壁圆筒体的计算厚度δ: 2[]C i t C P D P δσ?= -g 适用:0.4[]t C P σ≤ 考虑到介质时皿壁的腐蚀,确定钢板厚度时,再加上腐蚀裕量: 2C d δδ+=——圆筒的设计厚度 再考虑到钢板供货时的厚度偏差,将设计厚度加上厚度负偏差,再向上圆整三规格

压力容器常用开孔补强方法对比分析

压力容器常用开孔补强方法对比分析 压力容器一旦发生事故,危害很大,因此压力容器的开孔补强设计显得尤为重要。对于压力容器的开孔补强计算方法一般有两种:一是等面积法,二是分析法。本文对这两种方法作以比较和分析。 在石油化工行业中,压力容器上的开孔是不可避免的,如要开进料口、出料口、人孔等。容器开孔后,一方面由于器壁承受载荷截面被削弱,引起局部应力的增加和容器承载能力的减弱;另一方面,器壁开孔和接管也破坏了原有结构的连续性,在工艺操作条件下,接管处将产生较大的弯曲应力,开孔边缘会出现很高的应力集中,形成了压力容器的薄弱环节。因此,设计上必须对开孔采取有效的补强措施,使被削弱的部分得以补偿。 开孔补强基本原理 2.1.等面积法 该法是以受拉伸的开孔大平板作为计算模型的,即仅考虑容器壳体中存在的拉伸薄膜应力,且以补强壳体的一次总体平均应力作为补强原则。当开孔较小时,开孔边缘的局部应力是以薄膜性质的应力为主的,但随着壳体开孔直径增大,开孔边缘不仅存在很大的薄膜应力,

而且还产生很高的弯曲应力。 等面积法的开孔补强结构所形成的应力集中在某一区域内,当离孔边缘的距离越大,越接近薄膜应力。它的特点是:角焊缝,具有应力突变,易产生应力集中点,受力状态不好。 2.2.分析法 这种补强方法是以壳体极限分析为基础的,相对等面积法合理得多,但须受开孔壳体和补强接管的尺寸限制。这种方法优点是:克服等面积法的缺点,在转角处采用圆滑过渡,减少结构形状的突变,减小应力集中程度。将补强面积集中在应力最高点,充分利用补强面积,使补强更经济、合理。 对比分析 3.1.等面积法 等面积法顾名思义:壳体截面因开孔被削弱的承受强度的面积,须有补强材料予以等面积补偿,其实质是壳体截面因开孔丧失的强度,即被削弱的“强度面积”A乘以壳体材料在设计温度下的许用应力[σ]t,即A[σ]t,应由补强材料予以补偿,当补强材料与壳体材料相同时,

压力容器常用开孔补强方法对比分析详细版

文件编号:GD/FS-2254 (解决方案范本系列) 压力容器常用开孔补强方法对比分析详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑:_________________ 单位:_________________ 日期:_________________

压力容器常用开孔补强方法对比分 析详细版 提示语:本解决方案文件适合使用于对某一问题,或行业提出的一个解决问题的具体措施,过程包含确定问题对象和影响范围,分析问题,提出解决问题的办法和建议,成本规划和可行性分析,最后执行。,文档所展示内容即为所得,可在下载完成后直接进行编辑。 压力容器一旦发生事故,危害很大,因此压力容器的开孔补强设计显得尤为重要。对于压力容器的开孔补强计算方法一般有两种:一是等面积法,二是分析法。本文对这两种方法作以比较和分析。 在石油化工行业中,压力容器上的开孔是不可避免的,如要开进料口、出料口、人孔等。容器开孔后,一方面由于器壁承受载荷截面被削弱,引起局部应力的增加和容器承载能力的减弱;另一方面,器壁开孔和接管也破坏了原有结构的连续性,在工艺操作条件下,接管处将产生较大的弯曲应力,开孔边缘会出现很高的应力集中,形成了压力容器的薄弱环节。

因此,设计上必须对开孔采取有效的补强措施,使被削弱的部分得以补偿。 开孔补强基本原理 2.1.等面积法 该法是以受拉伸的开孔大平板作为计算模型的,即仅考虑容器壳体中存在的拉伸薄膜应力,且以补强壳体的一次总体平均应力作为补强原则。当开孔较小时,开孔边缘的局部应力是以薄膜性质的应力为主的,但随着壳体开孔直径增大,开孔边缘不仅存在很大的薄膜应力,而且还产生很高的弯曲应力。 等面积法的开孔补强结构所形成的应力集中在某一区域内,当离孔边缘的距离越大,越接近薄膜应力。它的特点是:角焊缝,具有应力突变,易产生应力集中点,受力状态不好。 2.2.分析法

压力容器圆筒开孔补强计算方法研究.docx

压力容器圆筒开孔补强计算方法研究应力集中危害问题要通过正确的方式强化管理,实现补强计算分析,进而充分的保障压力容器的安全性,提升整体的经济性。通过开孔补强计算方式,可以有效的解决此种问题。 1.压力容器圆筒大开孔补强计算方法应用价值 多数工程具有复杂化、大型化以及工艺特殊的特征,在施工中一些压力容器要通过较大的开孔接管进行处理,此种方式会转变原有容器的应力状态,消弱压力容器的强度。针对与柱壳容器,开孔之后会导致其受到接管弹性约束的影响,导致容器主管的开孔附近受到薄膜应力状态轴向力以及环向力的影响,出现弯矩以及扭矩等问题。为了提升整体稳定性,在实践中针对一些大开孔设计y要通过科学合理的方式分析受力状况,进而保障施工安全性,提升整体质量。 2.压力容器圆筒大开孔补强计算方法 2.1压力面积法 通过欧盟标准压力面积法,综合我国实际状况,在被开孔削弱面积补在孔的周围,给出其需药补强的具体面积,不计孔周边的应力集中问题。开孔补强设计主要的要求就是基于结构进行静力强度分析,基于一次应力强度出发,分析开孔边缘二次应力安定性。综合其安全系数以及实践经验系统分析。此种方式对于开孔边缘的应力强度进行

分析是否满足一次总体以及局部中对于薄膜应力静力强度要求。通过对补强范围材料平均薄膜应力控制的方式达到进行应力强度的控制与管理,要保障其在一倍的许用应力。综合压力在壳体受压面积产生的荷载以及有效补强范围中的课题、接管。补强材料面积承载能力平衡的相关静力平衡条件则可以确定其进行接管补强计算的方式。在壳体以及接管、补强材料相同的时候要根据以下公式进行补强计算公式为:P表示的是设计压力。 2.2分析法 分析法就是根据弹性薄壳理论获得的应力分析方式。主要就是在内压作用之下其具有径向接管圆筒开孔的补强设计分析。分析法设计准则与压力面积法之间具有一定的差别。此种方式的模型假定接管以及壳体属于连续性的整体型结构,其计算模型如下图所示。在应用分析法的时候,要保障焊接接头的质量,保障其整体焊透性。分析法在设计中主要就是基于塑性极限以及安定分析确定,通过保障其一次加载的时候具有充足的塑性承载能力,具有反复加载的安定要求,进而确定其开孔安全性。此种方式有效的拓展了圆柱壳开孔补强设计的适用范围。圆柱壳开孔接管理论中的力学技术主要就是综合Morley方程,通过导出并且利用两正交相贯圆柱壳位于交贯线位置中精确的连续条件,则可以确定在内压以及外载作用之下圆柱壳开孔接管中的薄

使用SW6―2011计算压力容器开孔补强的几个问题-2019年文档

使用SW6―2011计算压力容器开孔补强的几个问题 0 引言 为满足工艺或结构需要,在压力容器设计中开孔是必不可少的。容器开孔接管后会引起开孔或接管部位的应力集中,再加上接管上会有各种外载荷所产生的应力及热应力,以及容器材料和制造缺陷等各种因素的综合作用,使得开孔和接管附近就成为压力容器的薄弱部位。虽然标准和规范对设计和计算都作了较为详细的规定,但在使用SW6-2011过程设备强度计算软件计算开孔补强时需要注意对标准规范中有关定义的理解和把握,灵活运用软件,必要时对有关数据进行调整,才能得到正确的结论,保证设备的安全可靠性。 1 补强方法及适用范围 1.1 计算时应注意的问题 在使用SW6-2011计算开孔补强之前要先判断接管的直径和壁厚是否满足GB150.3-2011中6.1.3不另行补强的最大开孔直径[1]的要求,满足要求的可以不进行计算,没有进行判断直接输入数据的,生成计算书会显示满足不另行补强的最大开孔直径的要求,不予进行计算。还需要注意的是单个孔开孔补强计算合格,然而该孔的有效补强区B=2d范围内还有其他开孔,形成孔桥的,则应按孔桥处理。在计算两相邻开孔中心的间距或者任意两孔中心的间距时对曲面间距应按弧长计算,按照弦长或中心线

垂直距离计算是不正确的。 1.2 补强计算方法及适用范围的理解 SW6-2011补强计算方法给出四种:等面积补强法、另一补强方法、分析方法和压力面积法。 计算软件中的等面积补强法是指单个开孔的等面积法,联合补强法是指多个开孔的等面积法。等面积法是开孔补强计算方法中最广泛应用的计算方法,该法是以补偿开孔局部截面的一次拉伸强度作为补强准则的,是以无限大平板上开有小圆孔时孔边的应力集中作为理论基础的,即仅考虑容器壳体中存在的拉伸薄膜应力,对开孔边缘的二次应力的安定性问题是通过限制开孔形状,长短径之比和开孔范围(开孔率)间接考虑的[2],使用该法应考虑开孔是否满足GB150.3-2011中6.1.1的规定。对于承受静载的压力容器开孔,长期实践证明该法在允许使用范围内,其补强结果是比较安全可靠的。分析法是根据弹性薄壳理论得到的应力分析法用于内压作用下具有径向接管圆筒的开孔补强设计,其开孔率可达0.9。压力面积法为HG20582-2011大开孔的补强计算[3]中介绍的补强方法,其开孔率可达0.8。分析法和压力面积法都是适用于大开孔径向接管补强计算的,不能计算斜接管。大开孔即超出等面积补强法适用范围的开孔。而且分析法只能用在筒体上的开孔,封头上的大开孔应用压力面积法计算,但在我国压力面积法尚不能作为合法的设计依据,该方法只能参考使用。压力面积法和等面积法一样,都不适用于有疲劳强度要

管道压力试验封头型式及厚度的确定

长输管道压力试验封头型式及厚度的确定 郭明万 摘要:根据长输管道的材质和压力等级,匹配常用的压力容器用钢板作为管道压力试验封头用材料,按压力容器的方法确定封头的结构型式和厚度。 关键词:压力试验;封头;厚度 符号说明 δ——计算厚度,mm; P ——计算压力,MPa;等于设计压力与压力试验管段液位高差静压力之和; c ——封头内直径,mm; D i [σ]t——设计温度下材料的许用应力,MPa; φ——焊接接头系数,采用整板料取1; α——圆锥半顶角,(°); 压力试验是管道施工涉及人身和财产安全的关键工序,在管道设计规范、施工规范中均未对管道压力试验的封头型式、材质与厚度作出相应的规定,施工单位一般根据经验和材料的实际情况确定,存在着较大的安全风险。但压力管道(最大直径φ1219mm,最高设计压力10MPa)与压力容器(最大直径超过φ5000mm,最高设计压力大于100MPa)同属承压类特种设备,把管道等同于筒体很长的压力容器,管道压力试验与压力容器的压力试验就是完全相同的,因此,用压力容器的方法确定长输管道试压封头是满足管道要求的。管道压力试验的封头型式、材质与厚度可以根据压力容器的基本要求和计算方法确定。

1 封头型式的确定 压力容器用封头根据几何形状的不同,一般分为球形封头、椭圆封头、碟形封头、锥形封头、平盖等。以峰值应力和截面突变情况为依据,优先选用球形封头,其它封头依次次之,平盖的受力状况最差,截面突变最大。 1.1球形封头 球形封头截面形状为半球形,球形封头没有相应的专业制造标准,到目前为止,一般按照GB150进行设计计算,参照JB/T4746制造,根据需要,封头直边可有可无,供需双方协商确定。由于截面突变最小,其受力状况最好,在同等条件下所需的金属厚度最小,其厚度计算公式为: δ= P c D i 4[σ]tφ-P c 但由于封头深度较大,加工难度相对较大,且考虑到与管道(筒体)等厚度焊接的因素,从经济适用出发,球形封头一般用于压力较高的场合才能体现其受力状况佳、用料厚度较小的优势。建议设计压力≥8.0MPa的管道采用球形封头作为试压封头。 1.2椭圆封头(本文指标准椭圆封头) 椭圆封头截面形状为半椭圆形,按GB150进行设计计算,按JB/T4746制造加工。其截面突变和受力状况仅次于球形封头,加工深度较小,使用最普遍,标准椭圆封头厚度计算公式为: δ= P c D i 2[σ]tφ-0.5P c 建议设计压力<8.0MPa的管道采用标准椭圆封头作为试压封头。 1.3碟形封头 使用较少,不采用。

压力管道设备开孔补强计算方法探讨

压力管道设备开孔补强计算方法探讨 发表时间:2019-05-23T11:32:04.523Z 来源:《防护工程》2019年第1期作者:国健 [导读] 对几种常用的补强方式进行了对比研究,主要包括补强板、补强管和焊台补强三种形式。 中石化第十建设有限公司山东青岛 266555 摘要:随着工艺要求的提高,管线开孔在没有标准管件可用的情况下,大口径管道上直接开孔焊接支管是管道设计时经常会遇到的问题,由于开孔面积较大,需要对开孔处进行详细核算以确定是否需要补强。若需要补强,要根据具体情况、相关标准规范来进行计算和判断,找出最适合的补强方式,并根据计算补强的具体参数要求进行开孔补强,核算结果的准确与否及开孔补强是否足够将影响管道的安全平衡运行。 关键词:压力管道;设备;开孔补强;计算方法; 压力管线开孔接管和补强结构作为管道系统中常用的结构方式,在石化领域广泛应用。在对国内外开孔补强设计的主要原则进行分析后,对几种常用的补强方式进行了对比研究,主要包括补强板、补强管和焊台补强三种形式。 一、开孔补强理论概述 管道开孔并带有接管后和未开孔管道相比,引起了三个问题,即:一是由于开孔而使主管承载截面积的削弱,其值为d iδn;二是主管上因开孔而引起的孔边应力集中,其存在范围(从接管外侧起量),大致为d i/2;三是因接管和主管构成了不连续结构,因而在主管上引起了附加的不连续应力,其存在范围(从接管外侧起量),大致和不连续应力的衰减范围成正比:这三者对主管管体(对接管,则是从主管表面起的接管不连续应力存在范围内接管应力增大)的最终影响是,在接管周围一定范围内应力的增大,暂不讨论如何对这些应力进行分类,接管周围应力的增大总会降低壳体的承载能力,所以必须“补强”。 二、开孔补强设计方法 1.等面积补强。GB50253《输油管道工程设计规范》5.4.9所介绍的补强计算法即为等面积补强法,也是目前计算压力管道开孔补强最常用的一种计算方法。等面积补强法从补强角度讲,壳体由于开孔丧失的拉伸承载面积应在孔边有效补强范围内等面积的进行补强。当补强材料与壳体相同时,所需的补强面积就与壳体开孔削弱面积的强度面积相等。等面积补强法是以补强开孔局部截面积的拉伸强度作为补强准则的,为此其补强只涉及静力强度问题。等面积补强的力学基础是无限大平板开小孔,忽略了开孔处应力集中和开孔系数的影响,粗略的认为在补强范围内补强金属的均匀分布降低了孔边缘的应力集中作用。对于开孔边缘的二次应力的稳定性问题是通过限制开孔形状和开孔范围加以考虑的。等面积法基于无限大平板开孔小孔的假设,未能体现局部弯曲应力影响,这种基于板壳理论的简化方法,不适合大开孔的计算,因此GB50253规定开孔直径不大于主管直径的1/2。 2.压力面积法。压力面积法是G20582-2011《钢制化工容器强度计算规定》介绍的大开孔计算方法,来源于西德AD规范B9补强设计的规定,这是一种近似的分析方法,基本上是一种经验的极限分析方法。它根据试验应变测量,对具有各种尺寸的开孔与带有齐平径向接管的圆筒形容器上做了一系列压力试验,以壳体开孔接管处产生0.2%的应变所需的压力导出削弱系数,并绘制成曲线。在确定补强设计时,需将削弱系数值代入壳体厚度公式中进行计算,并将开孔率限制在0.8。该法在本质上仍与等面积法相同,对于开孔边缘应力只考虑满足一次总体及局部薄膜应力的静力要求。压力面积法的基本出发点是,对于内压壳体,是以压力载荷的面积和壳体、接管、补强件的承载截面积之间相互平衡为基础的,即由压力载荷的面积对压力乘积所表示的载荷和壳体、接管、补强件承载横截面积对材料许用应力的乘积之间相互平衡,在工程实践中往往应用于低压容器开孔补强的计算中,该方法在计算高压管道大开孔补强时,其结果往往是偏冒进的,随着新版G20582的发布,其方法的适用范围受到更加严格的限制,因此压力面积法不适合压力管道开孔补强计算。 3.有限元分析法。使用ASME法计算分析了一受内压模型压力管道大开孔补强结构,用极限分析法求出其极限载荷和设计载荷,并用分析设计法进行了验证,是一种安全可靠的计算方法。但是如采用有限元分析,对设计人员要求高,如果从设计成本、人员资质和效率上考虑,有限元分析法很难满足工程要求。 三、压力容器的开孔补强计算 压力容器的开孔补强计算方法主要采用的是等面积补强法,其指导思想是使简体上多余金属的截面积A1、接管上多余金属的截面积A2、焊缝金属的截面积A3之和作为有效补强范围内补强的截面积Ae。若Ae大于等于因开孔而削弱的截面积A,则开孔不需要补强;若Ae 小于A,则开孔需要补强,需要补强的面积A4>A—Ae。该方法使用的开孔范围为,当筒体内径Di≤1 500 mm时,开孔最大直径d≤Di/2,且d≤520 mm;当简体内径Di>1 500 mm时,开孔最大直径d≤Di/3,且d≤1 000 mm。 四、算方法比较 按照压力容器开孔补强方法和按照压力管道设备有关标准要求进行补强的基本理论都是以等面积补强法为基础的,最大的不同在于前者属于压力容器范畴,而后者则不属于压力容器范畴。 1.适用的开孔范围不同。如果按前者方法计算,当筒体内径Di≤1 500 mm时,开孔最大直径d≤Di/2,并且d≤520mm;而当筒体内径Di>I 500 mm时,开孔最大直径d≤1/3D。,并且d≤1 000 mm。也就是说,对于较大的开孔,这种计算方法是不适用的。而采用后者计算方法就没有这个限制,例如用文献来计算开孔接管直径与简体相同的设备、等径的清管三通等是可行的。 2.许用应力取值方法不同。采用前者方法计算时的许用应力可以在文献中直接查取,而采用后者计算方法时则通过查取材料的屈服强度后乘上设计系数得出。这两种方法会使同种材料许用应力的取值有不小的差异,导致简体的计算壁厚也相差不少。另外,如果在文献[1]中查取材料的许用应力,那么文献中没有列出的材料就无法查到相应的许用应力值。而采用后者计算方法,只要知道材料的屈服强度和设计系数就可以计算出许用应力值。适用范围广泛。 3.有效补强高度不同。采用前者方法的有效补强高度按式(2)和式(3)计算,并分别取式中较小者。而采用后者方法计算时则分为两种情况,如果是挤压引出接管的补强。那么有效补强高度H=;如果是焊接接管的开孔补强,那么有效补强高度H=。在实际计算中。两种计算方法得到的有效补强高度相差不小.对最终计算结果影响也较大。对于挤压引出接管的补强,同属压力管道设备标准的文献[3]和文献[4]的要

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