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。     

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。     

开孔补强计算时接管厚度附加量对计算结果的影响

国内外大多数压力容器设计标准规范中开孔补强计算是以有效厚度进行计算的,但GB 150.3-2011标准中计算外伸、内伸接管有效补强高度时,是以接管名义厚度计算的,由于名义厚度中包含了厚度附加量,不符合强度计算理论。通过对一台氯气缓冲罐接管开孔补强计算进行对比说明,按GB 150.3-2011标准计算开孔补强满足强度要求,如采用接管有效厚度进行计算,则不能满足强度要求,建议GB 150.3-2011标准中开孔补强计算以接管有效厚度作为计算依据。     

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。     

压力容器非径向斜接管开孔补强研究

压力容器由于工艺需求,需要设置非径向倾斜接管,使用常规设计软件无法计算。运用ANSYS有限元分析软件对压力容器筒体上的非径向倾斜接管结构进行应力分析,对接管与设备连接区应力线性化处理,获得了压力容器接管连接区应力分布,结果表明筒体上非径向倾斜接管开孔补强合格。     

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。     

开孔补强计算时有效补强范围的确定

针对GB150-1998《钢制压力容器》未提及的特殊情形下有效补强范围的计算,提出了适合各种情况下有效补强范围的计算方法,并对内侧高度的计算提出了改进建议。     

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。     

圆筒径向接管开孔补强计算两种分析方法的比较

对比有限元分析方法和GB 150—2011的弹性薄壳理论应力分析法在圆筒径向接管开孔补强的分析结果发现,由于应力奇异性,有限元分析结果是偏保守的。因此,推荐使用GB 150—2011的弹性薄壳理论应力分析法来计算圆筒径向接管开孔补强     

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。     

大型油罐罐壁开孔补强应力分析

简述了大型油罐罐壁开孔补强的基本设计原则,运用通用有限元程序ANSYS模拟计算大型油罐开孔补强处的应力状况,对比有补强圈和没有补强圈时的计算结果,得到了补强圈周围的应力分布规律.在证明了验算模型正确性的基础上,通过改变孔径的尺寸,进一步计算分析孔径大小与补强圈周边应力分布的关系.由于接管内伸长度会对应力的分布产生影响,在本文中也计算了不同接管内伸长度的模型,得出接管内伸长度与孔边最大应力值的关系,为合理设计开孔补强提供了参考.     

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。     

高压分水器开孔补强方法探讨

通过对常用不同补强方法原理的阐述、对比,综合考虑制造和现场安装,认为高压分水器最简单、安全、有效的补强方法就是采用厚壁接管对称补强结构。     

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。     

压力管道设备开孔补强计算方法探讨

介绍了压力管道设备的开孔补强计算方法,包括采用压力容器的开孔补强计算方法和采用压力管道设备标准规定的开孔补强计算方法两种。论述了这两种方法的特点和应用范围,详细介绍了它们之间的相同和不同点以及实际应用时应注意的地方。     

开孔补强的简明判断

介绍一种是否进行开孔补强的简明判断方法，给出了判别准则，用该准则可减少强度计算程序     

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。     

集箱式高压加热器封头的开孔补强计算

本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开孔补强计算。当壳体与接管承受的不是同一种压力载荷时,不能用现有的各种设计标准进行开孔补强计算,应该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开孔补强计算。     

管道开孔补强计算在中石化阿尔及利亚沙漠水管线项目上的应用

长输水管道项目在设计过程中,根据地势起伏的特点,必须设置一定数量的排气、排水井,在管道上设置三通是不可避免的。结合中石化阿尔及利亚沙漠水管道项目按照ASME标准对不同管径壁厚、不同压力等级的管段进行开孔强度校核计算,研究如何利用ASME标准对管道开口补强进行计算。     

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。