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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

高压容器3种开孔补强方法比较

论述了３ 种典型的开孔补强方法,即ＰＶＲＣ法、实验屈服法和压力面积法的特点和不同。对一高压模型容器球形封头上受内压的接管,分别采用这３ 种方法进行补强,通过比较和分析可知,ＰＶＲＣ法适用于小开孔,而实验屈服法和压力面积法对于大开孔则更合理和安全     

简体上开孔附近弯曲应力性质讨论

压力容器筒体上开孔的补强问题是压力容器设计的一个关键问题。等面积补强,ASME2004附录1—7（b）和有限元分析是解决该问题的常用方法。文章通过分析比较,最终得到的ASME2004附录1—7（b）的计算结果与有限元法接近,有限元法略微保守,但通过极限分析,两种方法都是可靠的。     

高压厚壁容器斜向开孔强度分析及极限载荷计算

对一例高压厚壁容器斜向开孔三通支管,先采用工程经验设计方法对其进行强度校核,然后建立该开孔结构的三维有限元模型,将其计算结果与经验设计方法进行比较和分析,最后用ASME双弹性斜率法计算了顶部三通的极限载荷。     

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。     

内压柱壳容器大开孔补强的探讨

通过对四种典型受内压柱壳容器开孔应力集中系数计算方法的比较,以及用本文试件的实验值和有限元计算结果与有关文献的实验数据进行的误差统计对比,得到了较为稳妥的大开孔(d/D≥0.5)应力集中系数计算式,提出了大开孔补强设计方案,并将该方案同瑞典压力容器规定作了比较。     

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。     

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。     

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。     

大型油罐罐壁开孔补强结构及比较

介绍了大型油罐罐壁开孔补强的两种常用结构。即补强圈搭接和插入式补强结构。对两种结构进行了分析比较，结果表明插入式补强结构在降低热处理难度和范围、节约热处理费用等方面具有优势，可在容积l00dam^3以上的大型油罐罐壁开孔补强中广泛采用。     

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。     

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。     

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。     

压力容器大开孔补强计算——压力面积法和有限元应力分析法

从理论分析和工程实例两方面对压力容器大开孔补强计算的主要方法——压力面积法和有限元应力分析法进行分析比较。结果表明,有限元应力分析法较压力面积法安全、成熟。