压力容器的焊接结构设计.pdf

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1、设备运维压力容器的焊接结构设计孙延廷(中油辽河工程有限公司，辽宁盘锦124010)摘要：压力容器是化工生产中的一种重要设备，近年来，随着我国工业的迅速发展，压力容器的应用范围愈来愈广泛，因此其生产量也在不断增多。我国对压力容器的质量有着十分严格的要求，包括对其焊接工艺有着严格、详细的规定。然而，在实际生产中，影响压力容器的焊接结构设计的因素较多，必须要由经验丰富的技术人员进行合理的判断，才能够设计出符合规定要求的压力容器焊接结构。本文主要针对压力容器的焊接结构设计问题进行了浅要分析，希望对压力容器的生产具有一定助益。关键词：压力容器；焊接结构；结

2、构设计当前随着我国工业化发展及工业化水平的不断提高，一些降低，达到极限时可能引起脆性断裂。工业生产中常用到的设备具有了更加广阔的市场，压力容器就(2)材料选择。在压力容器的材料选择时，需要充分考虑到是其中之一。在现代工业生产中，压力容器指的是那些具有承设计压力、温度、焊接性能以及介质特性等。GB150.2材料的设压的设备，其主要是由筒体、支座、法兰、密封元件、开孔、封头计压力应≥35MPa，温度应≥-253℃。碳素钢和低合金钢钢板以及接管等零部件组成的。压力容器的应用范围也十分广泛，材料在选择时也可参照GB150.2标准。不仅仅在化工领域，在能源

3、领域、军工领域、航空航天领域、机(3)纵向及周向焊缝设计。压力容器的纵向及周向焊缝在械制造领域等中，其都有着十分重要的应用。同时压力容器也设计之时，一者首先要遵循焊接的基本规范及工艺，二者还要是一种典型的焊接结构件，所以其对焊接的要求很高，尤其要注意正确选择焊接接头形式，尽量避免采用角焊缝形式，最好保证焊接结构设计合理。本文主要分析了压力容器的焊接结构是应用对接焊缝形式。再者为了避免出现应力集中的现象，最设计，仅供参考。好要将多个纵向焊缝错开。1压力容器的焊接接头结构(4)门环形凸底壁厚计算。对于圆柱形压力容器且凸底无常见的压力容器的焊接接头结构

4、有3类，一类是搭接接开口的，理论上可以通过半球形底来最大化地利用其材料性头，一类是角接接头，还有一类是对接接头。其中搭接接头属于能，从而使壳体只承受压力而不会发生弯曲。但在实际上，由于角焊缝，其是由两个零件相互连接，中面平行而接头处有部分半球形通常较高，不方便养护，因此一般常应用门环形凸底。门重合，且接头处结构不连续性，接头部位的受力较差；这种接环形凸底是由半球和具有圆柱形边缘的曲面组成的，其会引起头常出现在压力容器与凸缘的焊接、壳体与加强圈间的焊接以应力变向，当壁厚不足时，区域内会产生皱褶。根据门环形凸底及支座垫板间的焊接当中。角接接头以及T字

5、形接头的结构如计算系数(一般取10mm)可计算出门环形凸底壁厚。图2所示。角接接头是由两个零件相互连接，中面相交成一定(5)凸底与壳体不等厚截面的焊缝设计。假设压力容器的壳角度，其接头一般会形成角焊缝，且接头处结构不连续性，接头体设计厚度为k，环形凸底的设计壁厚为r，k与r差别较大，则除部位的受力较差，存在较严重的应力集中现象；这种接头常出要选择对接焊缝外，还要选择圆弧或斜坡过渡的接头形式。现在凸缘与管板间的焊接、法兰的焊接、夹套的焊接以及接管(6)壁上开口处补强。在压力容器的设计中，一般壳体、底的焊接等当中。对接接头是由两个零件相互连接，中面处

6、于同部都会开设一些开口并连接上接管，其主要目的是为了方便安一个弧面或平面，其优点在于受力对称、受热均匀、无损检测方装维修及操作。但这些开口会在一定程度上降低容器的强度，便，所以在质量上更加容易得到保障。并且还会产生一些局部的外载荷，而其峰值应力和许用应力若2压力容器的焊接结构设计与焊接应力相迭加，则可能会造成压力容器的破坏，所以要进行补强。补强方式一般有两种，一种是在接管处再焊接一个圆(1)应力分析。压力容器的壳体壁较薄，壳体及底部的主要环板，另一种是在开口接管处再焊接一个补强管。构成是二维面积承载件，其可以承受均匀分布的平面载荷。压力容器主要承

7、受的是内压静载，对于每个环形单元来说，其环3结语向合力与切向应力都是相等的，可以通过列内力与外力平衡方综上所述，随着压力容器应用范围的不断扩大，对压力容程来计算压力容器壳体各处切向应力σt：器的焊接结构设计也提出了更高的要求。压力容器的焊接结构2σyΔlt=PeDiΔlσy=DiPe/2t设计的合理性直接影响着整个压力容器的质量及安全性，所以必须要得到重视。只有做好压力容器的焊接工作，才能够切实由力学平衡条件可知，轴向合力与纵向力相等，可以通过保障其质量。列内力与外力平衡方程来计算压力容器壳体各处纵向应力σl：σlπDit≈PeDi2π/4σl≈

8、DiPe/4t参考文献:σt为σl的两倍，若压力容器的周、纵两向焊缝的厚度一样，[1]刘小辉.压力容器焊接结构设计[J].现代机械，20