压力容器设计中焊接接头系数值的选取

压力容器设计中焊接接头系数Υ值的选取

李业勤3 尤爱珍

　(宜兴市洪流集团公司)(常州化工设备有限公司)

摘　要　对压力容器设计中几处焊接接头系数Υ值的选取,论述了自己的观点。 关键词　压力容器　焊接接头系数

在学习贯彻GB150-1998、GB151-1999以及国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》(下简称《容规》)的过程中,有几处焊接接头系数Υ值的选取易引起争议,为此,笔者谈一下自己的看法,供参考。

1　开孔处计算厚度?计算式中Υ值的选取

GB150-1998中的81511款给出了对内压容器开孔所需补强面积的计算式:

A=d?+2??et(1-f r)(1)式中?为开孔处计算厚度。显然,要求取?值,就必需解决开孔处焊接接头系数Υ值如何选取的问题。

当壳体的焊接接头系数Υ=1时,任意开孔处Υ=1。若有人提出,当开孔正好在B类焊接接头上,而B类Υ值又不为1,怎么办?笔者认为,由于B类Υ值不会小于015,不会对开孔处Υ值造成影响。

当壳体Υ值小于1时,开孔处Υ如何选取?这个问题比较复杂,现分析如下:

(1)开孔处有效补强范围内,计算截面为母材,此时Υ=1。

(2)开孔处有效补强范围内,计算截面穿过B类焊接接头,由于B类Υ值不小于015,故对计算截面(对圆筒体为轴向截面)而言,其Υ值可取1。

(3)开孔处有效补强范围内,计算截面正好穿过A类焊接接头,而A类Υ值又小于1,例如0185等,笔者认为可仍取1。理由是:根据GB150-1998第10181212c)款以及10181411 b)和10181412b)款,以开孔中心为圆心、115倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊接接头应全部检测,射线检测、超声检测合格的级别分别为不低于 级和不低于 级,即与壳体相一致,《容规》亦有同样规定,因此有人认为Υ值应等同于壳体的Υ值。从合理的角度考虑,Υ值取小于1的值,有一定道理,但是,由于设计人员在进行设计计算时是无法预先知道这一情况的,更何况计算截面正好位于A类焊接接头上的情形十分少,如果连这一比较特殊的情形也要分清Υ=1还是Υ<1,对设计人员而言未免太苛刻了。而且,常规设计中采用的等面积补强法本来就是带有经验性的计算方法。因此,笔者认为GB150在今后的修改版中不妨明确开孔处计算厚度?的计算式中Υ=1。当然,为稳妥起见,亦可同时规定避免开孔计算截面位于A类焊接接头上。

2　凸形封头计算厚度?计算式中Υ值的选取 凸形封头在GB150-1998中仅指椭圆形、

3李业勤,男,1949年5月生,高级工程师。宜兴市,214265。

23压力容器设计中焊接接头系数Υ值的选取

碟形、球冠形、半球形封头几种。从成形的过程来看,有整板成形、先拼后成形以及先成形后拼接几种情形。下面就这几种情形进行分析。

(1)整板成形。

显然,其焊接接头系数Υ=1。

(2)先拼后成形,且壳体焊接接头系数Υ=1。

先拼后成形,且壳体焊接接头系数Υ=1,这一情形显然Υ=1。

(3)先拼后成形,但壳体焊接接头系数Υ<1。

根据GB150-1998中的10181212a)以及10181411b)、10181412b),先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头应全部检测,射线检测不低于 级为合格,超声检测不低于 级为合格,《容规》亦有同样规定。因此有一种意见认为Υ值应等同于壳体的Υ值,这样讲是有一定道理的。因为GB150所规定的焊接接头系数是以焊接接头设计及制造要求符合GB150第10章及附录J的规定为前提。但问题是设计人员有时并不能准确判断是整板成形,还是先拼后成形。有人认为公称直径不大于1200mm时,就可以认定属整板成形,否则属先拼后成形,恐怕这也仅可作为一般规律。在生产实践中,也不乏出现公称直径不大于1200mm而采用先拼板后成形的,那么Υ值究竟取多少合适。笔者认为,若封头的Υ=1,则应在技术要求中注明封头整体成形或先拼后成形封头全部射线检测 级以上合格或全部超声检测 级合格。若Υ值等同于壳体,则不在技术要求中注明此内容。

(4)先成形后拼接。 先成形后拼接封头属瓜瓣成形的情况,Υ值的选取同壳体,不会产生异议。

3　平盖厚度?p的计算式中Υ值的选取

平盖厚度?p按管箱有无隔板两种情形分别进行计算。根据GB151-1999,有:

管箱内无隔板时,平盖厚度按式(2)和式(3)计算,取大值。

操作时 ?p=D G K P C

[Ρ]tΥ

015

(2)

预紧时 ?p=D G K P C

[Ρ]Υ

015

(3) 管箱内有隔板时,平盖厚度按式(2)、(3)、(4)计算,取大值

。

?p=D G D G

E Y

010435P C+015[Ρ]b t A b

L G

D3G

1 3

(4) 当平盖材料为整板或锻件时,式(2)、(3)中Υ=1不会有异议。平盖材料为拼板,实际情况不多见,一般是直径较大时才有可能。若为拼板,其检测比例及合格级别GB151-1999对此未作规定。笔者认为GB151改版时不妨也能像管板那样作出明确规定,即100%无损检测,射线 级以上合格,超声波 级合格,认定Υ=1,从而避免设计人员可能会遇到预先较难判定Υ的取值问题。

参　考　文　献

　1　GB150-1998钢制压力容器

　2　GB151-1999管壳式换热器

　3　国家质量技术监督局.压力容器安全技术监察规程.

(收稿日期:2001204230)

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(江镇海)

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《化工装备技术》第22卷第5期2001年