.5开孔和开孔补强设计.ppt

过程设备设计 图4-38 有效补强范围示意图（a） 在一定范围内能起补强作用，除了此范围，则起不到补强作用。 有效补强区： 矩形WXYZ，见图4-38。 （3）有效补强范围 4.3.5 开孔和开孔补强设计 有效宽度B： 按式（4-79）计算，取二者中较大值 B=2d B=d+2δn+2δnt （4-79） 式中 B—补强有效宽度，mm； δn—壳体开孔处的名义厚度，mm； δnt—接管名义厚度，mm。 4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 过程设备设计 内外侧有效高度： 按式（4-80）和式（4-81）计算，分别取式中较小值 （4-80） （4-81） 外侧高度 h1=接管实际外伸高度 h2=接管实际内伸高度 内侧高度 4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 （4-82） （4-83） 有效补强区WXYZ范围内，可作为有效补强的金属面积有以下几部分： (4)补强范围内补强金属面积Ae ①A1—壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积。 ②A2—接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积。 ④A4—有效补强区内另外再增加的补强元件的金属截面积。 ③A3—有效补强区内焊缝金属的截面积。 4.3.5 开孔和开孔补强设计 4.3.5 开孔和开孔补强设计 图4-38 有效补强范围示意图（b） 过程设备设计 过程设备设计 式中 Ae—有效补强范围内另加的补强面积，mm2； （也可以说是强度裕量） δe—壳体开孔处的有效厚度，mm； δt—接管计算厚度，mm。 若 Ae=A1+A2+A3≥A 则开孔后不需要另行补强。 若 Ae = A1+ A2+ A3＜ A 则开孔需要另外补强，所增加的补强金属截面积A4 应满足 A4 ≥A-Ae (4-84) 4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 补强材料一般需与壳体材料相同，若补强材料许用应力小于壳体材料许用应力，则补强面积按壳体材料与补强材料许用应力之比而增加。若补强材料许用应力大于壳体材料许用应力，则所需补强面积不得减少。 要求： 孔周边会出现较大的局部应力，采用分析 设计标准中规定的方法和压力面积法等方 法进行分析计算。 大开孔补强： GB150-1998《钢制压力容器》第78页至第81页 多个开孔补强： 4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 开孔所需最小补强面积主要由dδ确定，当在内压椭圆形封头或内压碟形封头上开孔时，则应区分不同的开孔位置取不同的计算厚度。 五、接管方位 4.3.5 开孔和开孔补强设计 （4-46 ） （4-45 ） 过程设备设计 在80%以外开孔： δ按椭圆形封头的厚度计算式（4-45）计算： 4.3.5 开孔和开孔补强设计 开孔在椭圆形封头上 （4-85） 式中，K1为椭圆形长短轴比值决定的系数，由表4-5查得 标准椭圆封头：K1＝0.9 开孔位于以椭圆形封头中心为中心，80%封头内直径的范围内： 中心部位可视为当量半径Ri=K1Di的球壳， 若为标准椭圆封头，K=1 δ减小，开孔削弱 面积变小 δ不减小，开孔削弱 面积不变小 过程设备设计 开孔位于封头球面部分内： 取式（4-49）中的碟形封头形状系数M=1： 开孔在碟形封头上 （4-86） 4.3.5 开孔和开孔补强设计 此范围之外：δ按碟形封头的厚度计算式（4-49）计算： （4-49） M≥1 过程设备设计 若椭圆孔的长轴和短轴之比不超过2.5，一般仍采用等面积补强法。 非径向接管： 尽可能采用径向接管。 原因： 圆筒或封头上须开椭圆形孔，应力集中系数增大， 抗疲劳失效的能力降低。 非径向接管的开孔补强计算： 4.3.5 开孔和开孔补强设计 4.3 常规设计 4.3.5 开孔和开孔补强设计 第 四 章 压力容器设计 CHAPTER Ⅳ Design of Pressure Vessels 过程设备设计 主要内容 补强结构 开孔补强设计准则 允许不另行补强的最大开孔直径 等面积补强计算 接管方位 4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 开孔带来的问题 削弱器壁的强度 产生高的局部应力 4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 4.3.5 开孔和开孔补