重慶壓力容器：壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計中的問題總結(jié)

平板開孔補(bǔ)強(qiáng)

壓力（內(nèi)壓或外壓）下加強(qiáng)板①應(yīng)力準(zhǔn)則開的板的作用，板的彎曲應(yīng)力產(chǎn)生，即彎曲應(yīng)力。平板開孔以后，由于抗彎截面相關(guān)系數(shù)的減小，抗彎強(qiáng)度發(fā)展受到嚴(yán)重削弱。

本板的配筋標(biāo)準(zhǔn)為配筋后板的抗彎強(qiáng)度等于開孔前板的抗彎強(qiáng)度..當(dāng)增強(qiáng)材料到板后的截面模量的材料是相同的，即加強(qiáng)不變。這是一個平板開孔與殼體開孔補(bǔ)強(qiáng)要求的不同發(fā)展之處。由于不同的增強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)需要加固區(qū)也是不同的。

② 平板開孔補(bǔ)強(qiáng)計算    根據(jù)分析上述研究平板開孔補(bǔ)強(qiáng)的準(zhǔn)則，在平板開孔有效補(bǔ)強(qiáng)范圍為2倍開孔直徑的情況下，可推導(dǎo)出一個平板教學(xué)所需補(bǔ)強(qiáng)面積僅需開孔削弱工作強(qiáng)度進(jìn)行面積的0.414 倍。

為此，GB150.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，加固面積為板材要求的0.5倍的削弱強(qiáng)度面積實際上是部分安全。

外壓容器開孔補(bǔ)強(qiáng)

當(dāng)由膜應(yīng)力不穩(wěn)定性彎曲應(yīng)力州外部壓力容器，為了防止不穩(wěn)定性，外部壓力容器打開加固也作為增強(qiáng)抗彎強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，相同的板。因此，外壓容器開孔補(bǔ)強(qiáng)面積僅取為0.5 倍的被削弱工作強(qiáng)度進(jìn)行面積。

不需另行補(bǔ)強(qiáng)的條件

①根據(jù)GB150.3預(yù)定的，當(dāng)在殼體中的開口，以滿足下列所有要求，可以進(jìn)一步加強(qiáng)。

a . 設(shè)計壓力小于或等于2.5MPa。

b. 兩相鄰開孔中心的間距（對曲面設(shè)計間距以弧長計算）應(yīng)不小于兩孔直徑大小之和；對于我們?nèi)齻€問題或以上相鄰開孔，任意兩孔中心的間距（對曲面之間間距以弧長計算）應(yīng)不小于該兩孔直徑數(shù)據(jù)之和的2.5倍。

c. 接管公稱外徑小于或等于89 mm。

d. 接管*小壁厚滿足表4-1的要求。

當(dāng)設(shè)計考慮到設(shè)備材料供應(yīng)，制造等因素和增加殼體整體厚度的方法，已滿足加固區(qū)要求時，可能不會有附加的加固單元..

接管的壁厚要求

的過載條件下的接收容器，接管其他必須有適當(dāng)?shù)暮穸瘸惺芡獠控?fù)荷，以限制的應(yīng)力集中系數(shù)開口管道必須接管預(yù)定的厚度。

接管的厚度除要考慮通過上述問題要求外，還需進(jìn)行考慮焊接技術(shù)方法、焊接工藝參數(shù)、加工生產(chǎn)條件、施焊位置等制造上的因素及運輸、安裝中的剛性要求。

通常情況下，只有不到一半的殼體的壁厚不應(yīng)該接管的厚度，否則，應(yīng)該是厚壁管或整體鍛造，以確保該匹配部分的厚度通過焊接接管殼體接合。

承受外載荷接管的補(bǔ)強(qiáng)

在常規(guī)的開孔補(bǔ)強(qiáng)計算中，僅考慮在介質(zhì)工作壓力影響作用下的補(bǔ)強(qiáng)，而并未進(jìn)行考慮企業(yè)接管公司同時可以承受外載荷（力、力矩、扭矩）的工況。 但有時當(dāng)開孔噴嘴的外部載荷較大時，會在噴嘴或殼體中產(chǎn)生較高的局部應(yīng)力。 此時，孔配筋計算不僅要考慮內(nèi)部壓力的影響，還要考慮外部荷載對殼體的影響。

由于局部應(yīng)力計算外部負(fù)載的多樣性和復(fù)雜性，當(dāng)前的壓力容器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)尚未設(shè)計的能夠給定的計算方法是更簡單的。目前中國廣為國際工程界應(yīng)用的計算教學(xué)方法有美國進(jìn)行焊接技術(shù)研究人員協(xié)會的第107 號公報和第297 號公報，以及對于英國國家標(biāo)準(zhǔn)PD 5500 的附錄G 等。

在國內(nèi)，由全國化工生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計信息技術(shù)研究中心站編制的SW6- 2011，就是采用了WRC- 107 及WRC-297 公告的計算教學(xué)方法， 同時企業(yè)增加了工作介質(zhì)環(huán)境壓力對計算的影響。

開孔位置

原則上講，任何一種形式的開孔，凡符合開孔補(bǔ)強(qiáng)的要求，均可通過位于焊縫上。但對于滿足“不需要單獨加固”要求且不需要加固的開口，不允許設(shè)置在A類焊縫上..在實際的工程設(shè)計中，不論是否接管開口應(yīng)被加強(qiáng)盡可能避免焊接或焊接100％的非破壞性測試的預(yù)定區(qū)域。

由于容器設(shè)計時，設(shè)計工作人員管理無法知道中國制造中開孔是否可以通過焊縫，從安全技術(shù)角度考慮，GB 150.3的開孔補(bǔ)強(qiáng)計算中是將開孔通過焊縫信息進(jìn)行充分考慮的。為了這個目的，在增強(qiáng)計算所需的開口面積A，殼體的厚度計算出的焊接接頭系數(shù)φ的計算。