开孔补强的快速判断及简化计算

在一定条件下,压力容器开孔等面积补强的复杂计算能够被简化和快速判断,因此对于壳体开孔补强的详细计算是没有必要的。     

ASME法与压力面积法在压力容器大开孔补强设计中的分析与比较

针对压力容器两种大开孔的补强计算方法——压力面积法和ASME法,介绍了两种方法的适用情况,分析了两种方法的异同,考证了ASME法计算公式的理论依据和由来,通过对某容器大开孔结构的两种方法进行计算比较,显示了其间的重大差异。并利用有限元分析,将孔边弯曲应力作为一次应力进行校核,证明ASME法的正确性。通过改变接管的壁厚,利用ASME法对容器大开孔结构进行重新的开孔补强计算。     

2015年第4期导读

<正>本期论文广场栏目中,集箱式高压加热器封头的开孔补强计算一文,对一台集箱式高压加热器集箱管伸出封头处的开孔结构进行了计算,结论为当壳体与接管承受的不是同一种压力载荷时,应当按照多腔容器壳体上的特殊开孔结构的补强计算方法进行计算。低合金强度钢埋弧焊接焊丝-焊剂组合的探讨、温度变化对海底管道试压的影响规律、爆     

ASME法与压力面积法在压力容器大开孔补强设计中的分析与比较

针对压力容器两种大开孔的补强计算方法——压力面积法和ASME法，介绍了两种方法的适用情况，分析了两种方法的异同，考证了ASME法计算公式的理论依据和由来，通过对某容器大开孔结构的两种方法进行计算比较，显示了其间的重大差异。并利用有限元分析，将孔边弯曲应力作为一次应力进行校核，证明ASME法的正确性。通过改变接管的壁厚，利用ASME法对容器大开孔结构进行重新的开孔补强计算。     

压力容器开非圆孔补强问题探讨

讨论了GB 15 0 - 1998《钢制压力容器》中有关非圆开孔补强的问题 ,对非圆孔的开孔尺寸限定、补强面积的计算和补强圈结构形式提出了一些建议     

开孔补强中的厚度附加量

提出了开孔补强计算时厚度附加量选择应注意的问题,即,须将壳体和接管的厚度附加量分别定义。     

带法兰接管的压力容器圆筒大开孔补强计算方法

在文献[4]的基础上进一步考虑接管法兰及法兰力矩对圆筒大开孔计算截面的加强作用,提出一种更加符合实际结构的补强计算方法,比现有各种圆筒大开孔补强方法更为科学合理和安全经济。     

美国ASME圆筒大开孔补强设计方法的弯矩分析

考证了美国ASME标准圆筒大开孔补强计算中环向弯矩的来源。同时指出大开孔边缘尚存在另一方向的弯矩。对美国ASME大开孔补强计算方法进行了分析,用有限元法对圆筒大开孔计算截面的应力进行了考证,发现除了ASME给出的、绕圆筒母线的弯矩外还存在一个数值相当的、绕接管母线的弯矩,补充建立了补强环在环平面内弯曲的计算模型,提出一种新的圆柱壳开孔补强的工程计算方法。     

浅谈压力容器开孔补强在设计中的应用

0概述在压力容器的设计中,由于结构的要求,常常要在容器上开孔和连接接管。开孔的结果,不但会削弱容器的强度,而且在开孔的附近会造成很高的局部应力,加上制造材料的材质和制造方面的缺陷等综合因素的影响,失效往往开始于开孔的孔边缘处,往往成为容器破坏的一个重要原因,必须引起十分重视。开孔处实际最大应力与容器基本应力之比称为应力集中系数,以K表示,在设计中应力求降低K的数值。1补强的结构形式筒体或封头的补强结构形式有贴板补强,接管补强和整体补强。(1)贴板补强:补强材料和厚度一般和壳体相同,补强圈与壳体很好帖和,所有焊缝必须…     

压力容器开孔补强计算方法

在进行压力容器设计时,为了使设备能够进行正常的工艺操作,满足制造、安装、检验及维修等的要求,在壳体和端盖上往往需要开设各种开孔并连接接管。容器开孔后,不仅整体强度削弱,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,加上接管有时还有局部的外载荷,而开孔结构在制造过程中不可避免地会形成缺陷和残余应力,于是,开孔附近就往往成为容器的破坏源——主要是疲劳破坏和脆性裂口,因此,在压力容器设计中必须充分考虑开孔的补强问题。     

有限元分析开孔补强结构

在压力容器开孔补强的理论分析中,通常假设在补强圈与容器壳体之间没有接触。利用ANSYS对某开孔压力容器进行参数化建模并完成了优化设计,由有限元结果与试验数据的比较表明有接触假设的有限元方法对于应力场分布能够产生更好的理论预测。     

筒体锥形接管有限元应力分析

由于锥形变径接管开孔补强无法按照标准计算,本文采用有限元法对一壳体锥形变径接管进行了详细应力分析,并建立同规格的圆柱接管有限元模型,对二者的应力强度和变形分布进行了比较。     

补强结构对大开孔壳体承载能力的影响分析

壳体上大开孔结构的存在,必然会破坏原有的应力分布,并在接管与壳体相贯区产生复杂的高应力,严重削弱压力容器的承载能力。本文基于有限元法,分别从弹性分析及弹塑性分析的角度对比验证了圆形补强圈、方形补强板及整体加厚补强三种结构的承载能力。弹性分析结果表明,三种补强结构均能显著的弥补开孔削弱所需的补强面积,同时又能有效的改善局部薄膜应力、弯曲应力及总应力;整体加厚补强结构承载能力较好,但会造成材料的极大浪费;圆形补强圈的圆滑过渡相较于方形补强板的尖角过渡对于降低结构不连续力效果较好。弹塑性分析的结果表明,结构不连续处的弯曲应力具有一次应力的性质。     

内压椭圆形或碟形封头上开孔补强的讨论

内压作用下,椭圆形或碟形封头上开孔补强范围的位置不同,开孔补强计算时所用的封头的计算厚度也不同。根据不同计算厚度得到的开孔所需的补强面积和封头所能提供的补强面积不同,因而整个开孔补强计算的结果也会不同。     

压力容器大开孔补强结构强度有限元分析

运用压力面积法和ASME法计算分析了一受内压模型容器筒体大开孔补强结构,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。通过比较和分析可知,由于压力面积法中没有考虑弯曲应力的限制,将其用于大开孔补强设计时有时不可靠。实际压力容器大开孔补强结构应有较大的安全系数,用ASME法和有限单元法进行大开孔补强设计是合理和安全的。     

开孔补强计算方法与补强结构形式的匹配

对我国现行的几种开孔补强计算方法进行了比较,并分析了常用的几种补强结构的优缺点。在此基础上笔者认为,各种补强计算方法有其相匹配的补强结构形式,同时提出了具体的匹配关系。     

塔器受倾覆力矩作用的开孔补强设计

关于压力容器开孔补强的设计，各国压力容器设计规范都有明确的规定，并且都给出了常规（如等面积补强法）的设计计算方法，其开孔所需补强面积中的计算厚度都是基于计算压力（内压、内压＋液柱静压或外压）作用下根据计算公式求得的厚度。提出了塔类容器的开孔补强原则，列举了工程设计实例，给出了塔式容器尤其是细高（即高径比较大）塔器，其开孔补强计算的几点结论。     

平盖中心开单个孔补强计算的讨论

文章选用平盖与筒体直接焊接的结构形式,利用ANSYS有限元软件对平盖中心开孔(开孔率为0.1~0.9)进行了应力分析,考察各平盖开孔的应力情况,并采用反向法兰法对开孔率大于0.5的各个平盖开孔模型进行计算。通过比较两种方法计算的结果,得出反向法兰法和有限元分析所计算的应力变化规律是一致的,从而印证了反向法兰法的可靠性,并进一步分析了平板大开孔的补强特点。     

大口径管道开孔补强的设计核算方法及效果

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。常规的大管道开孔补强分析计算有:根据规范及经验公式进行计算及判断、CAESARⅡ软件详细应力分析、按设备有限元进行分析计算等方式。从生产实际入手,针对某原油管线抢修项目中遇到的实际问题,利用CAESARⅡ软件对大口径管道的开孔补强进行了详细解析,提出了相应的解决方案及处理措施。     

简述容器柱形壳体开孔及其补强

在容器的制造和使用中,开孔以联接相应的管件达到使用和检修的目的。然而开孔之后,就会破坏设备原有的应力分布而引起应力集中。我们就此对壳体开孔后的应力集中和因开孔而使强度受到相应削弱得到合理的补强进行简单的分析。