压力容器开孔补强接管有效外伸长度探讨.pdf

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1、·86·压力容器开孔补强接管有效外伸长度探讨张文杰，魏洛军(惠生工程(中国)有限公司，河南郑州450046)摘要：讨论了GB150—1998、HG20582—1998对于非径向接管的开孔补强的接管有效外伸长度的选取，对接管有效外伸长度的选取提出了一些建议。关键词：开孔补强等面积补强有效外伸长度中图分类号：TQ053文献标识码：A文章编号：1002--6886(2010)02-OO86—02DiscussionontheLengthofEfectiveExtendedontheReinforcementofOpeninginPressureVesselZHANGWenjie，WEILuojun

2、Abstract：TheproblemsonthelengthofeffectiveextendedonthereinforcementofopeninginGB150—1998andHG20582—1998firedis—cussed，Advicesisprovidedonthelengthofeffectiveextendedonthereinforcementofopening．Keywords：reinforcementofopenings；areareplacementmethod；effectiveextended在压力容器开孔补强计算时，按GB150、HG20582的规作为补强

3、准则的，是以无限大平板上开有小圆孔时孔边的应定，接管有效高度是按、／／凼和接管实际外伸长度中的较小力集中作为理论基础的，即仅考虑容器壳体中存在的拉伸薄值而确定的。但在标准里却没有明确的给出接管实际外伸膜应力。壳体开孔后，在开孔的边缘产生局部应力集中，对非长度如何取值，特别在斜接管、切向接管的开孔补强计算时，圆形开孔具有较高的应力集中系数，根据局部应力分布的衰如何计算接管的实际外伸长度值得探讨。减规律，在边缘较远处其应力便恢复到正常水平。因此，开孔补强材料应分布在高应力区域，即有效补强范围，这个范围分l问题的提出布在开孔壳体和接管两部分：筒体上的有效补强范围为2倍如图1所示，非径的开孔直径，接

4、管上的有效补强范围为向接管在补强计算时，GB150中内压圆筒的计算厚度公式是根据一次总体环接管的外伸长度为h。，向薄膜应力所导出的，环向应力是轴向应力的两倍，是简体中GB150中没有给出必最大的一次薄膜应力，并且为纵向截面所承载。因此，开孔削要的说明；HG20582中薄的计算面积也应是轴向截面，相应的接管外伸有效高度也给出的说明为：．一补应是在轴向截面上接管的外伸高度。另外，为限定非径向开强区有效范围平行于孔引起的应力集中，GB150上规定：非圆形孔的长径和短径之接管轴线方向的外侧图1非径向接管的开孔补强比不应大于2．0。其理论依据为：1)控制适当的d／D，以使长度，取：壳体上的开孔情况与“

5、大平板上开d,TL”的理论假设一致；2)h：(d+2G)6和规定长、短轴之比不大于2．0，目的是使长轴端点的应力集中h．=平行于接管轴线方向接管的实际外伸长度中的较不致太高，满足GB150中压力容器将应力集中系数控制在3小值。在此，接管的外伸高度h具体指的是筒体径向截面的以内的要求。外伸高度还是简体轴向截面的外伸高度，并没有明确的加以说明。而且，非径向接管的外伸端面并非平行于简体表面，因3简体接管外伸长度的探讨此，在径向和轴向截面上接管两侧的伸出长度也不一定相等。3．1非径向接管开子L直径在这种情况下，简单的选取最短边就有可能造成裕量过大和如图2所示，从等面积补强原理和圆筒的计算公式(中材料

6、浪费。径公式)：2等面积补强截面赫PD等面积开孔补强以补偿开孔局部截面的一次拉伸强度作者简介：张文杰(1983一)，男，籍贯：安徽黄山，从事设备设计工作。收稿日期．'2009—9—15·87·可知，圆筒的开孔补强计算的实际外伸高度h：应该以圆筒的环向薄膜应A2=2h(6一c一6力，而环向应力的承载面是当h>、／／时，h=、／／圆筒的轴向截面。所以，在A2=2~／(6一c，一6开孔补强计算时，轴向截面3．2．3斜向接管的开孑L直径对简体的削弱I斜向接管的轴向截面同3．2．1图2非径向接管的开孔直径影响最大，应以轴向的开孔斜向接管的径向截面同3．2．2直径作为计算直径。因此，切向接管的开孔计算直

7、径为，3．3考虑整体补强管的端部结构时外伸长度的选取斜向接管的开孔计算直径为。在整体补强计算时，外伸长度取值应考虑补强管的端部3．2非径向接管的外伸长度的探结构。并且应注意公式h：、／／幽中的6是指补强管的名义在GB150限定了在壳体上厚度。因此，实际外伸长度选取和h均是不安全的。开椭圆形或长圆形孔时孔的长如选取外伸高度为，当径和短径之比不大于2．0的情、／／>时，则在补强计算况下，以及ASME和HG2058