开孔补强计算表格
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圆筒开孔补强结构尺寸设计计算表 GB150-2011 6.6.3
圆筒开孔补强结构尺寸设计计算 -GB150-2011(6.6.3) 一、已知条件 设计压力 设计温度 MPa ℃ p T 圆筒 材料许用应力 内径（外径） 名义厚度 厚度附加量 二、参数计算 圆筒 有效厚度 中面直径 材料许用应力 中间参数 计算厚度 补强系数 开孔率 三、查图 ρ 向上、向下圆整 方法一:令 h=h (0) 查图，由 U , h 查得 g 按 ρ 内插的 g min mm (δ t )min= g minδ t
（0） 要求：δ et ( t ) min
1.8 215 接管 166.1 1800 18 1.8
MPa mm mm mm
[ ]ts
Di δn Cs
[ ]tt
do δnt Ct
166.1 960 30 1.8 接管Байду номын сангаас
mm mm [σ]t U mm MPa
δ
（0） e
= δ n - Cs
16.2 1819.8
(0)
由 ρ ， U ， g 查曲线得 h mm mm d (1)=D ρ (1) δ t(1)=d (1)/2U
( 0) g （1） et / t (1)
d (n) δ t(n) g (n) h min
909.9 4.930222757 5.719822691
1091.88 5.916267309
（0） δ et = δ n t - C t （0） d = do - δ et
28.2 931.8 166.1 92.28
（0） D = Di + δ e + 2C s
[ ]t min([ ]ts , [ ]tt )
U =[σ]t / p δ=R / U 9.86 1.64 ρ=d/D ρ (1)= 0.50 由 ρ ， U ， h 查曲线得 g g (1)= 0 δt=r / U
（0） 要求：δ et ( t ) min
1.8 215 接管 166.1 1800 18 1.8
MPa mm mm mm
[ ]ts
Di δn Cs
[ ]tt
do δnt Ct
166.1 960 30 1.8 接管Байду номын сангаас
mm mm [σ]t U mm MPa
δ
（0） e
= δ n - Cs
16.2 1819.8
(0)
由 ρ ， U ， g 查曲线得 h mm mm d (1)=D ρ (1) δ t(1)=d (1)/2U
( 0) g （1） et / t (1)
d (n) δ t(n) g (n) h min
909.9 4.930222757 5.719822691
1091.88 5.916267309
（0） δ et = δ n t - C t （0） d = do - δ et
28.2 931.8 166.1 92.28
（0） D = Di + δ e + 2C s
[ ]t min([ ]ts , [ ]tt )
U =[σ]t / p δ=R / U 9.86 1.64 ρ=d/D ρ (1)= 0.50 由 ρ ， U ， h 查曲线得 g g (1)= 0 δt=r / U
开口补强(GB150)
h2 = dδ nt =
接管内侧有效补强高度h2 h2=接管实际内伸高度= 筒体多余金属面积A1 接管多余金属面积A2 焊缝截面积A3 另加补强的面积A4 补强判别
A1=(B-d)(δn-δ-C)-2(δnt-Ct)(δn-C-δ)(1-fr)= A2=2h1(δnt-δt-Ct)fr+2h2(δnt-Ct-C2t)fr= A3= A4=A-(A1+A2+A3)= A4为负值，不需另加补强补强形式:
中国石化 洛阳石油化工工程公司 遵循规范：GB150 150遵循规范：GB150-1998 开口编号: 开口编号:
计 算 书
筒体开孔补强
项目号 文表号 页 码
80800D0201 70-401/C1 第 6 页共 6 页 零件编号： 零件编号： 5
开口直径： 开口直径： 1000
设计条件
计算压力PC 设计温度t 筒体内直径Di 筒体材料 筒体材料许用应力[σ] 筒体焊接接头系数φ 筒体计算厚度δ 筒体厚度负偏差C1 筒体腐蚀裕量C2
3.00
mm mm mm mm mm×mm
mm 补强圈有效宽度B'=Min(B,D)
1600.00 -5.68 -2.74 1600×-4
当[σ]补 ≥[σ] 时，δn'=δ'+C'= 当[σ]补t<[σ]t时，δn'=δ'×[σ]t/[σ]补t+C'= 外直径×名义厚度 D×δn'=
t
筒体开孔补强简图
0.950 160.0 4000.0 16MnR 162.2 0.85 13.83 0.00 3.0 mm mm mm mm mm 接管厚度负偏差C1t MPa 接管腐蚀裕量C2t mm 接管厚度附加量Ct(=C1t+C2t) mm 接管焊接接头系数φt 0.00 3.00 3.00 0.85 mm mm mm MPa MPa °C mm
接管内侧有效补强高度h2 h2=接管实际内伸高度= 筒体多余金属面积A1 接管多余金属面积A2 焊缝截面积A3 另加补强的面积A4 补强判别
A1=(B-d)(δn-δ-C)-2(δnt-Ct)(δn-C-δ)(1-fr)= A2=2h1(δnt-δt-Ct)fr+2h2(δnt-Ct-C2t)fr= A3= A4=A-(A1+A2+A3)= A4为负值，不需另加补强补强形式:
中国石化 洛阳石油化工工程公司 遵循规范：GB150 150遵循规范：GB150-1998 开口编号: 开口编号:
计 算 书
筒体开孔补强
项目号 文表号 页 码
80800D0201 70-401/C1 第 6 页共 6 页 零件编号： 零件编号： 5
开口直径： 开口直径： 1000
设计条件
计算压力PC 设计温度t 筒体内直径Di 筒体材料 筒体材料许用应力[σ] 筒体焊接接头系数φ 筒体计算厚度δ 筒体厚度负偏差C1 筒体腐蚀裕量C2
3.00
mm mm mm mm mm×mm
mm 补强圈有效宽度B'=Min(B,D)
1600.00 -5.68 -2.74 1600×-4
当[σ]补 ≥[σ] 时，δn'=δ'+C'= 当[σ]补t<[σ]t时，δn'=δ'×[σ]t/[σ]补t+C'= 外直径×名义厚度 D×δn'=
t
筒体开孔补强简图
0.950 160.0 4000.0 16MnR 162.2 0.85 13.83 0.00 3.0 mm mm mm mm mm 接管厚度负偏差C1t MPa 接管腐蚀裕量C2t mm 接管厚度附加量Ct(=C1t+C2t) mm 接管焊接接头系数φt 0.00 3.00 3.00 0.85 mm mm mm MPa MPa °C mm
管道开孔补强
主管上焊接支管补强计算(GB50316—2000)
正常最高压力
P0 MPa 已知
设计压力
P MPa 1.1P0
正常最高温度
T0 ℃
已知
设计温度
T' ℃
T0+30
设计温度下材料的许用应力 [σ] MPa 查表A.0.1, GB8163 , 20
主管名义外径
D0 mm 已知
主管设定壁厚
T mm 设定
主管内径
Di mm D0-2T
焊接接头系数
E—
查表3.2.5
主管厚度减薄附加量
C1 mm 查表
主管腐蚀附加量
C2 mm 查表
厚度附加量之和
C mm C1+C2
系数
Y — (Di+2C)/(Di+D0+2C)
主管计算厚度
Ts mm PD0/(2[σ]E+YP）
主管设计厚度
Tj mm Ts+C
判别式：当T>Tj时设定壁厚有效。
支管轴线与主管轴线的夹角 α o
已知
扣除附加量后支管内径
d mm d0-2t1+2(C1'+C2')
主管上斜开孔的长度
d1 mm d/sinα
补强区有效宽度
B mm 2d1和d1+2(T+t1)-2(C1+C1'+2C2)
补强板名义厚度
tr mm 设定
补强板减薄附加量
Cr mm 查表
焊角高度
e mm 已知
主管外侧法向补强有效高度 h1 mm 2.5(T-C1-C2)和2.5(t1-C1'-C2)+tr
正常最高压力
P0 MPa 已知
设计压力
P MPa 1.1P0
正常最高温度
T0 ℃
已知
设计温度
T' ℃
T0+30
设计温度下材料的许用应力 [σ] MPa 查表A.0.1, GB8163 , 20
主管名义外径
D0 mm 已知
主管设定壁厚
T mm 设定
主管内径
Di mm D0-2T
焊接接头系数
E—
查表3.2.5
主管厚度减薄附加量
C1 mm 查表
主管腐蚀附加量
C2 mm 查表
厚度附加量之和
C mm C1+C2
系数
Y — (Di+2C)/(Di+D0+2C)
主管计算厚度
Ts mm PD0/(2[σ]E+YP）
主管设计厚度
Tj mm Ts+C
判别式：当T>Tj时设定壁厚有效。
支管轴线与主管轴线的夹角 α o
已知
扣除附加量后支管内径
d mm d0-2t1+2(C1'+C2')
主管上斜开孔的长度
d1 mm d/sinα
补强区有效宽度
B mm 2d1和d1+2(T+t1)-2(C1+C1'+2C2)
补强板名义厚度
tr mm 设定
补强板减薄附加量
Cr mm 查表
焊角高度
e mm 已知
主管外侧法向补强有效高度 h1 mm 2.5(T-C1-C2)和2.5(t1-C1'-C2)+tr
筒体开孔补强计算表格
筒体开孔补强计算表格计遵循规范：GB150-1998 设计条件计算压力Pc 设计温度t 筒体内直径Di 筒体材料筒体材料许用应力[σ ] 筒体焊接接头系数φ 筒体材料厚度负偏差C1 筒体材料腐蚀裕量C2 筒体材料厚度附加量C=C1+C2 筒体开孔处名义厚度δ 接管材料接管材料许用应力[σ ]tt 接管外直径DtE 接管名义厚度δnt n t算书开口直径:DN600 简项目号文表号第 1 页共 1 页筒体开孔补强开口编号零件编号: 图0.1 50 7000 0Cr18Ni9 137 1 0 0 0 12 0Cr18Ni9 137 630 10 0 0 0 1 开MPa ° C mmMPamm mm mm mmMPa mm mm mm mm mm接管材料厚度负偏差Ct1 接管材料腐蚀裕量Ct2 接管材料厚度附加量Ct=Ct1+Ct2 接管焊接接头系数φt口补强计算 610 mm接管内直径Dti 强度削弱系数fr 接管计算厚度δtDti=DtE-2δnt= t tfr=Min([σ ]t /[σ ] , 1) δ t=PcDti/(2[σ ]tt φ t-Pc)= d=Dti+2Ct= δ=PcDi/(2[σ ] φ -Pc)= A=dδ +2δ (δ nt-Ct)(1-fr)= 计算B=Max(2d,d+2δn+2δh1 = dd nt =nt)= t1.00 0.22 6102.56 mm mm mm mm2筒体开孔内直径d 筒体计算厚度δ 所需补强截面积A 补强有效宽度B书1559 1220 78 200 78 78 0 0mm mm mm mm mm mm mm mm2 mm2 mm2 mm2接管外侧有效补强高度h1 h1=接管实际外伸高度= 取二者的较小值，h1=h2 = dd nt =接管内侧有效补强高度h2 h2=接管实际内伸高度= 取二者的较小值，h2= 筒体多余金属面积A1 接管多余金属面积A2 焊缝截面积A3 另加补强的面积A4 补强判别 A1=(B-d)(δ n-C-δ )-2(δ A2=2h1(δ A3= A4=A-(A1+A2+A3)= A4为负值，开孔处不需另加补强nt-Ct)(δ n-C-δ)(1-fr)=5761 1527 0 -5729nt-Ct-δ t)fr+2h2(δ nt-Ct-Ct2)fr=感谢您的阅读，祝您生活愉快。
筒体开孔补强计算(钢)
h2 d
nt
接管内侧有效补强高度h2=接管实际内伸高度= 筒体多余金属面积A1 A1=(B-d)(δ e-δ )-2δet(δe-δ)(1-fr) A3= A4=A-(A1+A2+A3)= 不需另加补强 补强形式:
接管多余金属面积A2 A2=2h1(δ nt-δ t-Ct)fr+2h2(δ nt-Ct-C2t)fr= 焊缝截面积A3 另加补强的面积A4 补强判别
MPa 补强圈腐蚀裕量C2'
mm mm mm
mm 补强圈有效宽度B'=Min(B,D) ] 时，δ n'=δ '+C'=
t t t
] 时，δ n'=δ '× [σ ] /[σ ]补 +C'= D× δ n'=
mm mm× mm
外直径× 名义厚度
9
Q345R
0.85 3.00 0.30 3.0
筒体材料许用应力[σ ]t 189.0
筒体厚度附加量C(=C1+C 2) 3.30 筒体开孔处名义厚度δ n 8 接管材料 16Mn
t
接管材料许用应力[σ ]t 178.0 接管外直径DEt 接管名义厚度 δ 接管内直径Dit 接管计算厚度δ t 筒体开孔内直径d 所需补强截面积A 补强有效宽度B
h1 d nt
t
0.90 406.00 1221.14 812 69.80 取二者的较小值 50.00 h1= 取二者的较小值 h2= 688.42 762.86 0.00 -230.14 0.00 50.00
mm mm mm2 mm mm mm mm2 mm2 mm
2
接管外侧有效补强高度h1=接管实际外伸高度=
nt
接管内侧有效补强高度h2=接管实际内伸高度= 筒体多余金属面积A1 A1=(B-d)(δ e-δ )-2δet(δe-δ)(1-fr) A3= A4=A-(A1+A2+A3)= 不需另加补强 补强形式:
接管多余金属面积A2 A2=2h1(δ nt-δ t-Ct)fr+2h2(δ nt-Ct-C2t)fr= 焊缝截面积A3 另加补强的面积A4 补强判别
MPa 补强圈腐蚀裕量C2'
mm mm mm
mm 补强圈有效宽度B'=Min(B,D) ] 时，δ n'=δ '+C'=
t t t
] 时，δ n'=δ '× [σ ] /[σ ]补 +C'= D× δ n'=
mm mm× mm
外直径× 名义厚度
9
Q345R
0.85 3.00 0.30 3.0
筒体材料许用应力[σ ]t 189.0
筒体厚度附加量C(=C1+C 2) 3.30 筒体开孔处名义厚度δ n 8 接管材料 16Mn
t
接管材料许用应力[σ ]t 178.0 接管外直径DEt 接管名义厚度 δ 接管内直径Dit 接管计算厚度δ t 筒体开孔内直径d 所需补强截面积A 补强有效宽度B
h1 d nt
t
0.90 406.00 1221.14 812 69.80 取二者的较小值 50.00 h1= 取二者的较小值 h2= 688.42 762.86 0.00 -230.14 0.00 50.00
mm mm mm2 mm mm mm mm2 mm2 mm
2
接管外侧有效补强高度h1=接管实际外伸高度=
开孔补强计算GB150-2011等面积补强法_单孔
接管实际外伸长度
150.00 mm 接管有效外伸长度 h1
18.87 mm
接管实际内伸长度
0.00 mm 接管有效内伸长度 h2
0.00 mm
开孔削弱所需的补强面积 A
A=dδ+2δδt(1-f)
798.8 mm2
壳体多余金属面积 A1
A1=(B-d)(S-δ-C)-2St(S-δ)(1-f)
180.2 mm2
钢板负偏差及腐蚀裕量 C
1.0 mm
接管外径 d ’
89.0 mm
接管外径 d (最大尺寸）
89.0 mm
接 接管材料
20
[σ] 接管许用应力
[σ]t
131.00 MPa
补强圈材料
—
补 131.00 MPa
补强圈许用应力 [σ]rt
131.00 MPa
接管焊接接头系数 φ1 接管厚度 St 管 接管负偏差及腐蚀裕量 C1 接管强度削弱系数 f
551 mm2
结：
补强满足要求
0.9 4.00 mm
1.0 mm 1
强 补强圈外径 d2 补强圈厚度 S1t 补强圈负偏差及腐蚀裕量
圈 C2 补强圈强度削弱系数 fr
178 mm 12 mm 1 mm 1
开孔直径 di
89.0 mm 补强区有效宽度 B
178.00 mm
壳体计算厚度 δ
8.976 mm 接管计算厚度 δt
1.422 mm
设计条件
简图
设计压力 Pc
0
1.05 MPa
设计温度 t
200 ℃
椭圆形封头长短轴之比 过渡区半径与球面半径之 比 壳体内直径Di
开孔处焊接接头系数 φ
开孔补强计算
64
mm2
A1+A2+A3=1853.34
mm2，小于A，需另加补强。 A4=A-Ae=7504.74-1863.34=5651.42
补强圈面积A4
mm2
A-(A1+A2+A3)
mm2
结论:合格
mm
补强圈强度削弱系数frr
0
接管材料强度削弱系数fr
1
开孔补强计算直径d
633
mm
补强区有效宽度B
1006
mm
接管有效外伸长度h1
83.9
mm
接管有效内伸长度h2
0
mm
开孔削弱所需的补强面积A
7504.76
mm2
壳体多余金属面积A1
794.74
mm2
接管多余金属面积A2
994.55
mm2
补强区内的焊缝面积A3
2.5
mm
壳体腐蚀裕量C2
1.5
mm
壳体材料许用应力[σ]t
163
MPa
接管轴线与筒体表面法线的夹角(°)
0
凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°)
接管实际外伸长度
290
mm
接管连接型式
插入式接管
接管实际内伸长度
0
mm
接管材料
16Mn
接管焊接接头系数
1
名称及类型
管材
接管腐蚀裕量
1.5
mm
补强圈材料名称
凸形封头开孔中心至
封头轴线的距离
mm
补强圈外径
mm
补强圈厚度
mm
接管厚度负偏差C1t
1.4
mm
补强圈厚度负偏差C1r
mm
mm2
A1+A2+A3=1853.34
mm2，小于A，需另加补强。 A4=A-Ae=7504.74-1863.34=5651.42
补强圈面积A4
mm2
A-(A1+A2+A3)
mm2
结论:合格
mm
补强圈强度削弱系数frr
0
接管材料强度削弱系数fr
1
开孔补强计算直径d
633
mm
补强区有效宽度B
1006
mm
接管有效外伸长度h1
83.9
mm
接管有效内伸长度h2
0
mm
开孔削弱所需的补强面积A
7504.76
mm2
壳体多余金属面积A1
794.74
mm2
接管多余金属面积A2
994.55
mm2
补强区内的焊缝面积A3
2.5
mm
壳体腐蚀裕量C2
1.5
mm
壳体材料许用应力[σ]t
163
MPa
接管轴线与筒体表面法线的夹角(°)
0
凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°)
接管实际外伸长度
290
mm
接管连接型式
插入式接管
接管实际内伸长度
0
mm
接管材料
16Mn
接管焊接接头系数
1
名称及类型
管材
接管腐蚀裕量
1.5
mm
补强圈材料名称
凸形封头开孔中心至
封头轴线的距离
mm
补强圈外径
mm
补强圈厚度
mm
接管厚度负偏差C1t
1.4
mm
补强圈厚度负偏差C1r
mm
开孔补强计算ZH
设计系数 0.3 多余焊缝面积(mm2) 0
接管实际壁厚(mm) 33.4 有效补强高度(mm) 164.7853149 L(mm) 406.5
需要补强面积(mm2) -562.0368514
接管材料屈服强度(MPa) 450 主管多余面积(mm2) 12466 H(mm) 164.7853149
工作压力(MPa) 6 接管多余面积(mm2) 5053.416323力容器GB150-1998 P74 主管口径(mm) 主管实际壁厚(mm) 主管材料屈服强度(MPa) 接管口径(mm) 813 33.4 450 813 主管计算壁厚(mm) 接管计算壁厚(mm) 有效补强宽度(mm) 强度削弱系数 18.06666667 18.06666667 1 1626 2 2 开孔削弱面积(mm ) 需要补强面积(mm ) 主管补强圈厚度h(mm) 接管补强圈厚度h0(mm) 14688.2 -2831.216323 10 10 说明： 1.需要补强面积≤0时说明不必另外补强 2.实际补强面积≥需要补强面积时满足补强要求 3.实际多余焊缝面积≥0，取0为保守算法 4.表格中字母含义请参见《上海燃气工程设计研究有限公司标准图集》之T-7-07-1 输气管道工程设计规范GB50251-2003 接管内径(mm) 746.2 A1(mm2) 11441.73333 补强区高度H(mm) 84.83641907 A2(mm2) 2601.650185 A3(mm2) 0 AR(mm2) 13481.34667 P59