基于有限元方法的圆筒接管壁厚设计

结合我国压力容器分析设计标准JB4732-1995,采用有限元方法(FEM)对圆筒形容器的开孔应力集中及满足强度要求的接管最小壁厚进行分析。分析结果表明,开孔造成的应力集中系数处在3~10之间,并随着开孔直径d和简体内径D的增加而增加;通过采用不同路径分析得到的结果进行对比发现,传统的分析路径偏于保守,标准GB150-2011推荐的应力评定路径分析结果更接近生产实践,有限元分析方法可以方便、可靠地用于圆筒形容器的开孔设计。     

带有支管的压力容器应力集中研究

华东化工学院对于容器接管的应力集中问题已进行了较长时间的研究。该课题旨在研究带有旁接支管的圆筒形压力容器当承受内压时,在支管与容器联接处的应力集中现象,并探讨影响应力集中系数的各种因素。压力容器的应力集中对于容器的设计、制     

高压筒体大直径双开孔补强分析及优化设计

针对工程上高压容器筒体大开孔产生较大应力集中的问题,以某高压容器筒体开大直径双孔结构为研究对象,采用应力集中系数K表征开孔对筒体造成强度削弱的程度,基于有限元方法分析了圆角半径、3个无量纲参数(开孔率d/D、接管与筒体厚度比t/T、筒体径厚比D/T)、接管间角度α和中心距L对应力集中系数K的影响。并按照GB/T 150.3—2011中分析法初步设计厚壁接管补强结构,进行响应面优化分析得到最优方案,在满足强度要求的情况下,实现了设备质量的减轻。结果表明：开孔率d/D>0.6时,需要考虑双开孔对应力集中的叠加作用;接管排布角度在30°～90°之间会在一定程度增大应力集中;厚壁接管结构中,筒体厚度T及接管补强段厚度t对应力集中影响程度较大。本研究得到了各参数对应力集中的定量化影响规律,可为大开孔接管设计与排布提供参考依据。     

议高压容器的开孔补强

介绍高压容器筒体开孔补强设计以及开孔补强件类型及焊接方法。     

压力容器开孔补强的快速判别法

在压力容器设计过程中,为了使设备能够进行正常的工艺操作,满足容器制造、安装、检验及维修等要求,在壳体和端盖上往往需要有各种开孔并联接接管,例如:物料进、出口,测量和控制点,视镜、液面计孔,人孔和手孔等,所以,在压力容器上开孔是不可避免的。容器开孔以后,不仅整体强度受到削弱,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,加上接管上有时还有其它的外载荷,而开孔结构     

球形高压容器制造质量控制

随着压力容器制造技术水平的提高,球形高压容器已在我国广泛应用。由于球形高压容器制造工艺复杂,并伴有开孔接管的问题,所以容器壳体强度容易削弱,开孔周围局部峰值应力增高。为保证容器的安全运行,在制造过程中加强质量控制极为重要。现将我们的做法介绍如下,仅供参考。一、材质控制我厂制造的带接管高压球形容器是为年产六万吨合成氨氮氢气压缩机配套的。材料为西     

压力容器开孔补强简易计算判别法

在压力容器设计的过程中,为了使设备能够进行正常的工艺操作,满足容器制造、安装、检验及维修等要求,在壳体和端盖上往往需要有各种开孔并联结接管,例如:物料进、出口,测量和控制点,室镜、液面计孔,人孔和手孔等,所以,在压力容器上开孔是不可避免的。容器开孔以后,不仅整体强度受到削弱,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,加上接管上有时还有其它的外载荷,而开孔结构在制造过程中又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     

内压壳体开孔接管的应力分析与补强设计计算

针对内压容器壳体在开孔部位尤其大开孔接管部位有很大的应力集中现象,从应力分类的基本原理出发,分析了开孔边缘的复杂应力状态,并对大开孔有限元应力分析结果的应力分类评定提出建议。比较分析了几种大开孔补强方法的异同点,阐述了工程设计中如何进行应力分类和选择合适的补强方法。     

接管轴向推力作用下补强圈补强特性的研究

本文对接管轴向推力作用下圆筒形容器开孔—补强区的应力应变场进行了详细的试验研究及三维有限元分析。研究结果表明,在补强圈补强的范围内。容器上的应力包括孔边应力集中明显降低。但由于几何形状、尺寸的变化及焊缝的加强作用,在补强圈外边缘,特别在容器横向截面(θ=90°)内,容器中将出现一高的不连续应力,从而使该区域成为整个接管的危险区域。     

压力容器开孔补强问题分析

在压力容器设计过程中,由于工艺和结构的要求,需要在容器上开孔和安装接管以连接外部管道。但是一个完整而连续的容器壳体开孔后,不仅会导致整体强度削弱,而且会造成开孔处应力集中。另外,开孔接管处通常会受到各种外载荷、温度变化导致的管道伸缩、相连管道振动等因素的影响。在多种原因的综合作用下,失效现象就会发生在开孔边缘处,主要表现为疲劳破坏和脆性裂纹,因此在压力容器的设计过程中必须全面分析和充分考虑开孔补强问题。     

组合载荷作用下开孔接管结构强度性能的研究

带接管内压圆柱形容器通常受到内压与接管弯矩的组合作用,接管弯矩会影响内压圆柱壳开孔接管结构的强度性能。在内压与接管弯矩组合作用下,对4台具有不同开孔率的带径向接管圆柱壳容器开孔接管结构强度性能进行试验研究和有限元分析,考察内压与接管纵向弯矩、内压与接管横向弯矩组合作用下容器开孔接管区弹性应力分布、应力集中、开孔接管结构的变形规律及塑性极限载荷等。结果表明,载荷大小相同时,横向弯矩作用产生应力增量较纵向弯矩作用产生应力增量大,横向弯矩对内压容器开孔接管结构强度较危险。内压作用在开孔接管区纵向截面产生应力增量较横向截面应力增量显著。较小值的内压作用可减缓开孔接管结构弯矩作用下的变形,内压能降低开孔接管结构的纵向极限弯矩,较小内压能增加开孔接管结构的横向极限弯矩。     

圆柱壳贴板补强结构的实验研究

本文根据美国压力容器委员会计划对圆筒形容器的贴板补强结构进行一系列研究的要求,对5台开孔接管贴板补强结构的圆柱壳容器进行了电测应力实验,所得结果为从理论上研究圆柱壳开孔接管贴板补强结构应力状况和在实际中有效应用贴板补强的设计规范提供了参考。     

压力容器开孔接管区的有限元分析和实验研究

根据对压力容器正交和切向开孔接管区进行的有限元分析,获得容器筒体、接管及其连接部位的应力分布结果,利用电阻应变测试技术进行现场测试。结果表明,压力容器开孔接管产生明显的应力集中,各类应力的最大值发生在接管与筒体连接处,是筒体失效的危险区域;与压力容器正交开孔接管相比,压力容器切向开孔接管的应力分布更趋复杂,有更明显的应力集中。     

球壳大开孔接管结构参数对连接处应力分布的影响

对不同开孔率和不同厚度比的一系列于壳大开孔平齐接管结构进行了有限元分析，得出了不同开孔率及厚度比与连接处应力集中系数之间的关系曲线。为验证分析方法的可靠性，对结构ri/Ri=0.6，t/T=1.5的模型容器作了应力测试。两种方法所得的结果基本吻合。     

复合材料开孔薄板受力有限元分析

对复合材料开孔层合板应力集中情况进行了深入探讨,给出理论上分析计算复合材料开孔应力集中的一般方法,得出了影响应力集中问题的主要因素.并通过有限元分析软件NASTRAN对一典型开孔复合材料层合板进行有限元分析,得出开孔复合材料板应力集中较金属材料严重的结论,具有一定的工程指导意义.     

采用焊丝垫进行环缝单面焊

在压力容器焊接中,常常遇到小直径厚壁容器。如直径820毫米,壁厚为12毫米的圆筒形容器,容器开孔的直径也较小,一般不超过320毫米。这种容器只有一道纵缝和两道环缝(如图1所示),第一道环缝和纵缝为保证焊接质量可以采用双面焊,而第二道环缝由于人不能进入容器,因此只能采用单面焊。采用一般的单面焊不能达到质量要求,根部未焊透率可     

接管纵向弯矩作用下容器补强结构弹性强度

对接管纵向弯矩作用下圆柱形容器开孔补强结构的弹性应力分布及应力集中进行了试验研究,并用有限元分析软件ANSYS进行了数值计算.针对3台具有不同d/D比的接管及标准补强圈补强的圆柱形容器进行这项研究.研究结果表明,筒体和接管纵向截面两侧的应力分布都呈现一定的反对称性,应力集中的范围十分有限,有限元数值模拟结果与试验结果基本吻合.     

带压开孔管道在弯矩作用下强度性能的试验研究

采用与带压开孔中相同的焊接工艺(间断焊)制造2台带压开孔试验模型,分别用于横向和纵向的弯矩试验,研究带压开孔管道的强度性能.结果表明,在弯矩作用下,带压开孔结构的支管和主管两侧的弹性应力分布呈现反对称性,在支管和主管的相贯区附近有明显的应力集中现象,支管和主管相贯区受拉侧关键点的极限弯矩值最小,应力值最大,此处为结构的危险区域;在结构尺寸和材料相同的情况下,承受纵向弯矩模型的极限弯矩大于承受横向弯矩模型的极限弯矩,二者的比值为1.68.     

单个开孔补强计算的简化

压力容器开孔引起的应力集中可采用补强圈补强的方式来减小，由于补强圈补强结构简单、材料易得、制造容易，具有一定的补强效果，故应用相当广泛。补强圈补强计算依据的是等面积原则，即处于有效补强区内可起补强作用的金属截面积Ａ应该等于或大于开孔所削去的壳体承受压...     

球罐瓣片的冷压成形及其质量控制

随着我国石油化学工业的发展和科学技术的进步，大型钢制球形储罐被广泛地用于石化行业，用来作为液化石油气、液化天燃气、液氨、液氮等易燃易爆气体或液体的储存容器。球形储罐与通常立式圆筒形储罐相比，在相同容积和相同压力的情况下，球罐的表面积最小；在相同直径的情况下，球罐壁内应力最小且受力均匀，承载能力比圆筒形容器大1倍，而球罐的板厚只需圆筒形容器板厚的一半。因而，钢铁、石化等行业大都把承受压力的储罐做成球罐形式，以节约钢材，减小占地面积。