压力容器零部件设计-3开孔补
,开孔和开孔补强设计,器壁强度削弱:开孔造成局部应力集中和强度削弱; 不连续应力:壳体与接管形成结构曲率不连续,产生较大的附加弯曲应力; 局部应力:壳体与接管拐角处不等截面过渡,引起很高的局部附加应力。 焊接缺陷和残余应力 峰值应力,开孔接管部位的应力集中,容器大开孔与小开孔,容器孔边应力集中的理论分析是以无限大平板上开小圆孔为基础的,壳体曲率变化不计,因此,孔边应力均为拉(压)应力。 大开孔时,除有拉(压)应力外,还有很大的弯曲应力,其应力范围超出了开小孔时的局部范围,在较大范围内破坏了壳体的薄膜应力状态。因此小开孔理论不适用。,应力集中的特点,开孔接管处应力集中的特点: 在操作压力作用下,壳体和开孔接管的连接处必须满足变形协调条件,因而产生相互约束力和弯矩,使开孔接管处除了有孔边集中应力、薄膜应力外,还有边缘应力和焊接应力,比小孔K值高达36倍。应力集中具有局部性。 开孔接管补强的目的: 使孔边的应力峰值降低到允许值。,相关标准:HG/T21630 HGJ527-90 补强管 适用范围 两标准都规定了适用范围为当量压力PD6.4MPa,共分A、B、C、D、E五种。其中D、E型是削边过渡的,但其削边角度是45度,而不是常规的1:3削边处理。,压力面积法,两个条件:1、高强钢材料(b=540MPa),接 管与筒体结构采用全焊透结构。 2、接管的腐蚀余量C2=1mm,1、开孔最大直径的限制,非径向接管有斜向接管和切向接管之分,则在壳体上开孔为椭园形和卵圆形。要注意使其开孔长轴与圆筒轴线垂直时有较小的应力集中系数。 开孔计算直径d的取法(见下图):由于圆筒计算厚度是根据周向薄膜应力计算的,因此开孔截面应以承受周向薄膜应力的截面考虑,即是与圆筒轴线平行的纵向截面。开孔计算直径d为孔沿纵截面方向的直径。,适用范围: 等面积补强:适用于开孔直径小于筒体内径的一半。 即d/Di1/2 ; 压力面积法:(HG20582.7“大开孔的补强计算”)适用于开孔直径小于筒体内径的0.8倍。即d/Di0.8;(但注意五个限制条件) 超出以上范围就属于焊制三通,参照标准HG20582.23“焊制三通的计算”,END,