2016年第12期导读

<正>本期论文广场栏目中,布置两圈主螺栓的大直径氨合成塔筒体端部连接结构设计一文,针对氨合成塔筒体端部主螺栓超出GB 150.2-2011标准的最大规格,且加工使用十分困难的问题,提出了将主螺栓分为内外两圈布置在筒体端部上,由内外两圈主螺栓共同承受轴向载荷的方法,解决了强度计算问题。一种可拆式吊耳的设计、急冷器的设计及其特点探讨、大型导管架管线试压过程探讨、煤气预热器设计简述、立式搅拌设备带中间轴承搅拌轴的设     

2019年第12期导读

<正>本期论文广场栏目中,采用主螺栓连接的高压容器极限设计压力分析一文,针对我国压力容器设计规范规定的双锥密封结构的最大设计压力为35MPa,但当容器的封口直径较大时,由于受到主螺栓最大承载能力的限制,容器的最大设计压力将达不到35MPa这一问题,提出了需要改变常规的筒体端部结构型式以及主螺栓的布置方式,在     

新型隔膜热交换器管箱筒体端部结构强度计算

管箱筒体端部结构是新型隔膜热交换器的主要受压元件之一,根据目前国内的相关标准及规范,无法对开槽之后的管箱筒体端部结构的强度进行准确计算。提出了一种管箱筒体端部结构强度计算方法,以某新型隔膜热交换器为例,对其管箱筒体端部结构进行强度计算。运用ANSYS软件对不同工况下该结构的应力进行有限元分析,验证了采用提出的计算方法进行强度计算能够满足设计条件下设备的强度要求。     

采用主螺栓连接的高压容器极限设计压力分析

采用主螺栓连接的双锥密封结构高压容器,由于受到筒体端部上主螺栓承载能力的限制,每一种封口直径的双锥密封结构,在不同的设计温度下,存在一个最大设计压力即极限设计压力。虽然我国的压力容器设计规范规定的双锥密封结构的最大设计压力为35MPa,但是,由分析计算可知,当容器的封口直径≥DN2200时,即使布置的主螺栓使总截面积达到最大,且选用设计温度下许用应力最高的主螺栓材质,容器的最大设计压力均达不到35MPa,容器的封口直径越大,其极限设计压力就越小。如果需要设计的高压容器设计压力大于相应的极限设计压力,则该工况的容器无法按常规结构设计。     

一种卡箍连接器非标准法兰筒体壁厚设计与校核方法

跨接管端部的水下连接器是水下油气生产系统的关键连接设备。法兰筒体作为水下连接器密封机构中的关键零部件,其结构强度计算与校核是水下连接器工程设计中的重要环节。以一型卡箍式水下连接器的法兰筒体为研究对象,考虑到其结构属于一种有别于现有规范的非标准法兰结构,提出了一种应力计算和校核的方法,解决了无法直接使用标准规范设计的难题。该方法将法兰筒体简化假设为长梁结构,依据受力特点建立力学分析模型,基于弹性地基梁理论求解剪力和弯矩共同作用下危险截面的等效弯矩,并计算出截面应力分量,建立相应的强度校核准则,以此进行壁厚的设计和计算。该方法的提出和应用是对标准法兰筒体壁厚设计方法的补充,可为同类问题的解决提供参考方案。     

与筒体端部相连的U形管换热器的管板计算

分析研究一种U形管换热器管板及与其相连接的筒体端部的计算。由于结构的特殊性,该种管板及其筒体端部在GB151《管壳式换热器》和GB150《钢制压力容器》国家标准中未有计算方法．本文在分析此种管板受力的基础上,提出一种建议性的计算方法,本方法已用于工程设计中。     

U型管式换热器管板法兰系统的分析计算

本文介绍一种将U型管式换热器的管板、法兰、螺栓、垫片及封头、筒体、管子作为一个整体系统,进行应力应变分析和计算的方法。应用本文所介绍的方法能够确定管板法兰部分的密封性能,并能校核管板、法兰及螺栓的强度。     

入塔气预热器简体端部结构设计及应力分析

入塔气预热器是甲醇合成装置的关键换热设备，其筒体端部结构特殊，为此进行了应力分析，并在此基础上提出了以“环”为模型的强度计算方法。     

浮头式换热器管板法兰系统的分析计算

本文介绍了浮头式换热器管板、法兰、螺栓、垫片及封头、筒体、管子的固定管板部份的应力应变分析,并导出一套新的计算方法。此法能确定管板法兰部份的密封性能,并能校核管板、法兰及螺栓的强度。     

超高压容器设计实例浅析

针对超高压容器设计标准GB/T 34019—2017《超高压容器》无可供参考的设计实例、超高压容器设计计算过程复杂的现状,以某深水试验超高压容器的设计计算为例,提供了包括设计计算和强度校核的完整计算过程,介绍了超高压容器试验压力、塑性垮塌失效评定、局部过度应变失效评定、疲劳失效评定、筒体端部和筒体螺纹及螺塞螺纹强度校核、筒体螺纹及螺塞螺纹疲劳评定等计算细节。应用ANSYS有限元方法,按照绘制真实应力-应变曲线、建立有限元模型、确定载荷工况、弹塑性数值计算、确定应变极限、合格判定6个步骤进一步细化了局部过度应变失效评定计算。     

多层包扎高压容器端部结构设计与应力分析

多层包扎压力容器中由于球形封头与筒体连接处有壁厚突变,在此区域将产生很大的应力集中和边缘应力,因此多层包扎式高压容器的端部结构是设计中须认真考虑的问题。参照ASME规范设计了3种多层包扎筒体与球形封头连接结构,并利用ANSYS软件提供的接触单元建立了相对应的有限元模型。通过将有限元计算值与理论计算值对比,验证了该模型的可行性。文章分析了3种结构的应力分布情况,指出了最适宜的连接结构为(b)结构,并对(b)结构进行了应力强度评定,结果表明该结构满足强度要求。     

石油化工厂高架火炬的安全距离探讨（二）

较详细地论述了石油化工厂高架火炬设计的三种计算方法。通过举例计算结果的比较分析,推荐其中的国内有关设计人员探讨性研究的一种火炬筒体当量高度及其与安全距离关联的计算方法及图表;探讨了火炬产生的噪声标定及控制,烟气扩散及其中有害物质最大落地浓度,及其距离的计算方法,建议了火炬设计采用的辐射热强度值等基础数据、高架火炬及火炬气管道的布置。     

一种高压端部法兰受力计算模型的探讨

建立了一种高压筒体端部结构的力学模型,并据此模型进行了计算。指出了特殊结构受力模型的正确建立应从受力基础入手,以避免产生结构认识的误区。     

卡箍式快开盖结构应力分析

采用面-面接触模型来模拟卡箍与筒体端部及平盖之间的接触过程,运用三维有限单元法对卡箍式快开盖结构进行了详细的应力计算,并着重对结构的接触应力进行了分析,得到了接触面上应力的分布规律.同时还按照JB 4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》要求对此结构进行了应力强度评定.     

浅谈105DA氨合成塔内螺纹孔改造

大型化工生产装置中部分设备筒体端部采用埋头螺柱结构。为了不妨碍设备检修或改造工作,有时需要将埋头螺柱取出。倘若对筒体端部内螺纹孔保护不好,会造成内螺纹孔损坏或腐蚀,影响埋头螺柱的回装。文章简要介绍了从国外进口的年产40万t合成氨二手大化肥装置中的重要设备105DA氨合成塔内螺纹孔的改造,为大型化工生产装置中设备内螺纹孔的改造修理提供参考。     

半球形封头壁厚与筒体壁厚不相等的高压容器

半球形封头壁厚与筒体壁厚不相等的高压容器是由端部密封装置、筒体、半球形封头和加强箍等组成的一种新结构容器。介绍了这种容器的基本结构及特点,并以加强箍及其附近的半球形封头和筒体为研究对象,利用有限元计算和应力实测结果对其受力特点作了深入分析,提出了工程设计方法,对比分析了其应力集中系数、质量和制造难易程度。指出这种容器利用独特的加强箍技术有效地解决了厚度与筒体不相等的半球形封头和筒体的连接问题,存在安全可靠、结构合理、制造简便、可降低成本等优点,有重要的推广应用价值。     

在压力容器施工时采用的一种新的快速号线法

圆筒形钢制压力容器在筒体划素线开孔时必须保证开始确定的筒体线准确,否则会产生开孔方位偏移、容器内外零件位置误差。 在圆形筒体上划筒体素线时,我们通常采用两种方法: （1）参照法。即以筒体中间一节筒节的一条长焊缝为基准,按焊缝的中间位置向两边延长得筒体     

2000m超深水水下分离器承压结构强度分析

以2 000 m超深水卧式重力分离器承压结构为研究对象,依据分离器危险工况建立了参数化精细模型,探讨了分离器强度校核方法。在静力分析确定分离器局部危险位置的基础上,在危险位置对总体应力进行分析并参照压力容器相关标准的相应限制对各当量应力进行校核,计算了分离器的结构强度;分析了手孔壁厚、接管壁厚及支座形式等结构因素对分离器整体强度的影响。分析结果表明,增大手孔及接管厚度将会减小手孔及接管处应力,但对分离器其余部分应力基本无影响;当支座采用倾斜支撑形式时会产生巨大应力导致支座破坏,但塑性流动基本不会影响筒体应力场,支座形式对筒体强度基本无影响,设计分离器支座时应优先选用竖直支撑形式。     

管壳式热交换器管板与壳体整体焊接结构

介绍了管壳式热交换器管板与两侧壳体焊接连接的几种结构,分析了这些连接结构的特点和应用场合,对承受高压及使用复合板时的结构提出了设计建议,讨论了此类结构筒体与管板连接处的轴向拉力和来自管板的边缘弯矩作用、筒体端部强度校核、制造过程中对环焊缝的无损检测要求以及焊后整体热处理。     

简体接管边缘应力区局部减薄处应力特征

参考《压力容器定期检验规则》第40条,采用有限元方法计算了筒体接管边缘应力区局部减薄处的应力分布,得到了局部减薄处凹坑的尺寸与位置对应力的影响趋势,讨论了应力集中系数随尺寸变化的规律,为筒体接管边缘应力区局部减薄处的强度评定提供了一定的计算依据。