压力容器大开孔补强问题探讨

介绍了压力面积法在压力容器大开孔补强中的运用,对其实质进行了探讨。对压力面积法与等面积法的异同进行了分析,对压力面积法应用于大开孔补强设计中应注意的事项进行了论述。     

压力容器开孔补强中分析法、等面积法及压力面积法的对照

压力容器设计中,开孔补强是经常遇到的问题,设计人员大都采用等面积法计算,遇到大开孔超过等面积法规定要求时,采用压力面积法和分析法计算。本文通过分析比较,阐述了压力面积法、分析法、等面积法的补强原理及其差异,注意这三种方法不适用有疲劳强度计算的开孔补强计算。     

压力容器开孔补强设计方法比较

通过对压力容器开孔补强常用的压力面积法和等面积法的分析,提出它们在计算准则上的一致性和有效补强范围规定的差异性.     

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。     

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。     

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。     

压力容器开孔补强有关问题的探讨

压力容器设计中,由于工艺及设备结构等方面的要求,需要在容器上开孔,开孔造成了器壁结构的不连续,以及焊接等原因造成变形、静力不平衡等产生应力集中和弯曲应力等,使开孔成为容器中最容易失效的部位。本文对GB150.3-2011开孔补强部分提出了一些设计中的疑问,并对其做出了分析与解答。     

压力容器圆筒大开孔补强计算方法分析

笔者归纳出各种圆筒开孔补强计算方法,并指出常规计算方法所考虑补强对象的局限性,通过实例计算,用有限元法对圆筒大开孔计算截面的应力进行了分析,用压力面积法和JB4732[1]中的附录J法验证其各自计算方法的局限性,比较各种计算结果存在一定的差异,并提出在工程设计时应视具体情况采用合适的计算方法。对于一些重要设备如有特殊安全性要求的大开孔设计时,应采取特别谨慎的做法,尽量考虑已有的设计或使用经验,详细分析其受力情况,按一种方法设计后再用有限元法进行校核。     

应变强化压力容器开孔补强有限元分析

基于有限元应力分析方法,分析了应变强化压力容器在强化压力下,不同补强结构的容器封头与接管连接处应力强度水平和塑性应变量。结果表明,补强圈补强与厚壁接管补强最大塑性应变量都符合标准要求,但考虑在容器封头与接管连接处的应力强度、塑性应变分布的差异,应变强化压力容器开孔补强使用厚壁接管补强结构更加合理。     

压力容器开孔补强的快速判别法

在压力容器的开孔补强设计中，判断是否需要补强比较麻烦。笔者在设计实践中推导出一种快速判断方法，其方法简便可靠，可加快设计速度。     

吸入塔塔体大开孔补强设计探讨

采用压力面积法对吸入塔塔体的大开孔进行了补强设计,并提出了大开孔补强中应注意的几个问题。     

压力面积法补强适用性讨论

本文采用有限元方法对五个满足压力面积法要求的大开孔算例进行了详细的应力计算与评定。结果表明所有算例均出现了大面积的屈服,且不能满足工程上常用的线法评定强度条件,因此认为压力面积法用于开孔补强并不安全。对于本文算例,与满足压力面积法的最大许用压力相比,满足线法评定强度条件需要将压力降低1/3左右。     

开孔补强计算过程中有效补强宽度对计算结果的影响分析

本文通过原理分析和举例计算,说明了压力容器开孔补强计算时有效补强宽度B对实际开孔计算的影响,以及在设计中应考虑的问题。     

压力容器圆筒大开孔应力分析设计中的弯曲应力

回顾了长时期以来人们对“大开孔”边缘弯曲应力的认识过程,引出其应力的属性问题。文章对此属性进行了考证,论证指出各压力容器标准将此应力视为二次应力的观点是失误的。     

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。     

开孔补强技术在压力容器设计中的应用

开孔补强技术设计的主要方法有:等面积补强技术法(包括补强技术环补强技术法和整体补强技术法)和分析法等。科学探讨分析开孔补强技术在压力容器设计中的应用,极大地提高了补强技术设计的科学性,有助于压力容器开孔后的功能和强度的提高。     

压力容器接管开孔补强的有限元计算模型探讨

在压力容器开孔的有限元计算模型中,传统有限元计算模型忽略了法兰的作用,其结果是相当保守的。带法兰的接管开孔有限元计算模型,由于法兰的作用使得接管整体刚性提高,从而使接管与筒体交接处的应力大大减小。将不同接管伸出长度的带法兰计算模型的结果进行了比较,归纳出了不同接管伸出长度法兰力矩对于接管开孔边缘处应力的影响。     

浅谈常规压力容器开孔补强设计

开孔补强设计是压力容器设计中必不可少的一部分,标准和规范中虽然对设计和计算都作了较为详细的规定,但安全、经济、合理的设计仍是摆在我们面前的一个课题。在长期以来的设计工作中,通过不断的实践和总结,逐渐对开孔补强设计有了较为深刻的理解。对常规设计中最为常见的两种开孔补强形式——厚壁管补强和补强圈补强,从补强元件的选材、结构尺寸的确定和设计中应注意的问题等方面作了论述。     

压力容器封头上锥形接管开孔补强的计算

随着我国人民生活水平的提高及工业化进程的加快,食品安全问题愈发受到社会的关注。农产品加工过程需使用过程设备,即过程设备的清洁程度及清洁能力是食品安全的第一关,取决于过程设备的设计、制造、运输及安装。过程设备压力容器封头上锥形接管正是基于设备便于清洗、洁净这一原则进行设计的。但这为压力容器开孔补强提出了问题,因大部分过程设备依然采用规则设计,国内标准、规范对锥形接管的规定几乎没有,这就需要寻求一种封头上锥形接管开孔补强的计算方法。