关于压力容器开孔补强的几点说明.pdf

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1、第25卷第6期2012年11月机电产品开发与剀薪Development＆]nnovatJonofMachinery＆ElectricalProductsV01．25．No．6Nov．．2012文章编号：1002—6673(2012)06-044—02关于压力容器开孔补强的几点说明马玉坤．宋建军(北京航天试验技术研究所，北京100074)摘要：论文分析说明了不同壳体上的开孔，开孔直接的确定准则，论述了常用开孔补强结构型式(即补强圈补强和整体补强)的补强效果：整体锻件补强优于厚壁管补强优于补强圈补强型，并给出了两种补强结构的适用

2、范围。关键词：压力容器；开孔补强；壳体中图分类号：THl22文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002-6673．2012。06．017OpeningReinforcementofPressureVesselPointsMAYu-Kun．SONG^叭一Jun(BeijingInstituteofAerospaceTestingTechnology，Beijing100074，China)Abstract：Thispaperillustratesthedeterminingnormsofopeningandh

3、olediameterindifferentshell，discussesthereinforcementeffectoftheconllmOnopeningreinforcementstructureform(i．e．padreinforcementandintegralreinforcement)：Integralreinforcementisbetterthanthatofthickwallpipereinforcementwhichissuperiortothereinforcementpadtype．Andgive

4、stheapplicationscopeoftwokindsofreinforcingstTucture．Keywords：pressurevessel；opening-reinforcement；shell0引言在压力容器上。为满足各种工艺和结构上的要求，一般都开有各种大小不同的孔。其开孔应为圆形、椭圆形或长圆形。容器开孔以后，一方面削弱了器壁的强度，从而降低容器的承载能力．另一方面，器壁开孑L破坏了原来结构的连续性，当容器升压后，势必在开孔处产生较大的不连续应力(边缘剪力和边缘弯矩)，再加上其它机械载荷所产生的应力、温差

5、应力、容器材质和制造缺陷等因素的综合作用。往往在开孔附近导致很高的应力集中．成为容器的薄弱环节。因此．开：fL李b强问题已引起世界各国普遍重视。1GBl50规定的开孔范围圆筒：内径Di≤1500ram时，开孔最大直径d≤Di／2，且d。<520mm；内径Di≥1500mm时，开孔最大直径d≤IDi／3，且d≤1000mm；凸形封头或球壳的开孔最大直径d≤Di／2；锥壳(或锥形封头)的开孔最大直径d≤Di／3．Di收稿日期：2012—10—16作者简介：马玉坤(1980-)，女，河北沧州人，工程师，硕士。主要从事压力容器及其相

6、关零部件的设计与研究。为开孔中心处的锥壳内直径：在椭圆形或碟形封头过渡部分开孔时．其孔的中心线宜垂直于封头表面。2壳体开孔准则2．1开孔形状压力容器壳体上的开孔可以为圆形、椭圆形、长圆形或者类似的形状。当然通常为圆形，当在壳体上开非圆形时．孔的长短径之比不大于2．0。2．2开孔计算直径的确定在壳体开孔补强的计算中．GBl50—1998规定通过开孔中心．并垂直于壳体表面的截面上所需要的最小补强面积为开孔所需的补强面积。在计算中，最关键的参数即为开孔直径的确定。当在壳体上开孔时．由于开孔方向、开孔部位以及开孔形状的不同．均会影响

7、开孔计算直径的选取。现分别说明如下：(1)圆筒上开孔。当圆筒上开圆形孔时。会有三个方向的可能(如图l所示)即径向孔图l一1——码一．斟司!《秘一l～，l·产品与市场·a、斜向孔b和切向孔c，由图可知，这三个方向孔的形状分别为圆形、椭圆形和卵圆形。由于GBl50—1998规定的圆筒计算厚度是依据环向薄膜应力计算的．所以圆筒开孔补强截面应以承受环向薄膜应力的截面进行考虑，因此开孔计算直径为圆筒沿纵截面方向的直径。由此对圆筒上开孔的开孔补强计算直径分别为：径向孔取d，斜向孔取d．，切向孔取d。(2)球壳开孔。球壳上的开孔形状右两种

8、即：圆形和菲圆形。球壳由于结构完全对称的特点．无论在任何截面上．壳体都承受相同的薄膜应力，因此对非圆形开孔计算直接应取长径。(3)凸形封头(椭圆封头、碟形封头、球冠封头)开孔。凸形封头上一般可有三个方向的接管(在封头中心球冠部分只有两个方向的接管)，其开孔计算直径的确定与球壳类似，即取孔的