壓力容器設(shè)計(jì)中開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

勞志毅

【摘? ?要】開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)屬于壓力容器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。工作壓力容器的使用壽命很大程度上取決于開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的質(zhì)量，因?yàn)樵谶@一階段，我國(guó)已經(jīng)頒布了壓力容器設(shè)計(jì)管理體系。因此，必須高度重視壓力容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作，以減少開(kāi)孔對(duì)容器壁抗壓強(qiáng)度的不利影響，并且解決大量局部應(yīng)力集中在殼體和結(jié)合處的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì);壓力容器;設(shè)計(jì)

引言

在壓力容器的設(shè)計(jì)和制造的整個(gè)過(guò)程中，孔的實(shí)際操作極為重要，這可以改善壓力容器的整體性能。然而，在壓力容器開(kāi)孔的實(shí)際操作之后，機(jī)械和設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生一定程度的轉(zhuǎn)變，例如內(nèi)部工作壓力和對(duì)局部地應(yīng)力的承受能力，這可能會(huì)造成安全隱患。在整個(gè)操作過(guò)程中功率不足，在壓力容器設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，使用開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)件可以合理地消除上述安全隱患。

1.壓力容器概述

為了確保壓力容器的質(zhì)量并滿(mǎn)足客戶(hù)的要求，在壓力容器的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)和制造的整個(gè)過(guò)程中應(yīng)堅(jiān)以下標(biāo)準(zhǔn)。一是工藝性能標(biāo)準(zhǔn)。壓力容器廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中，自然環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)更加多樣化。根據(jù)具體情況，應(yīng)對(duì)工作壓力，溫度和制造進(jìn)行綜合考慮，以符合每種加工技術(shù)的制造規(guī)定。二是協(xié)調(diào)能力標(biāo)準(zhǔn)。為了顯示壓力容器維修保養(yǎng)的便利標(biāo)準(zhǔn)，為了確保壓力容器操作的安全，充分發(fā)揮其作用必須確保減少設(shè)計(jì)，降低維護(hù)難度系數(shù)與設(shè)計(jì)成本。

2.開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1基礎(chǔ)概念

受開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)承載力的影響，當(dāng)殼體開(kāi)孔后，開(kāi)孔、力度減少其應(yīng)力增加，在這一點(diǎn)上，必須執(zhí)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)劃，以使應(yīng)力可以在某個(gè)升力極限的值范圍內(nèi)。在實(shí)際過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)開(kāi)口的大小、數(shù)量、厚度、空間和容器體積的需要，決定使用普通補(bǔ)強(qiáng)還是局部補(bǔ)強(qiáng)。壓力容器開(kāi)口各點(diǎn)的力實(shí)際上是不相等的，因此需要補(bǔ)強(qiáng)一些位置，可以使用補(bǔ)強(qiáng)圈、整鍛件、厚壁管來(lái)加固補(bǔ)強(qiáng)。為了維持壓力容器的整體操作，可以根據(jù)容器的需要適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)強(qiáng)孔口，以滿(mǎn)足孔口中的壓力需求。

2.2開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算原則

在執(zhí)行開(kāi)口和補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮補(bǔ)強(qiáng)方案、補(bǔ)強(qiáng)位置、張力、開(kāi)口的數(shù)量，容器的體積等會(huì)影響項(xiàng)目的整體效果。另外，開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算原理也直接影響設(shè)計(jì)效果。最常用的設(shè)計(jì)解決方案之一是B1+B2+B3≥B，B1是實(shí)際護(hù)套厚度減去剩余面積，計(jì)算出的厚度，B2是從計(jì)算出的厚度中除去實(shí)際管道厚度后剩余的面積，而B(niǎo)3在焊接區(qū)域中，由焊接形成的焊接區(qū)域。B表示通過(guò)減小張力打開(kāi)壓力容器時(shí)形成的補(bǔ)強(qiáng)件的面積，加固是壓力容器制造中的重要因素。在補(bǔ)強(qiáng)特定結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)評(píng)估和研究來(lái)自不同角度的不同數(shù)據(jù)結(jié)果。

2.3開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)

開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)是壓力容器設(shè)計(jì)過(guò)程中必不可少的一項(xiàng)環(huán)節(jié)，一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)孔周?chē)目箟簭?qiáng)度會(huì)隨之減少。為了提升其抗壓強(qiáng)度，需要進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)。針對(duì)不同的操作條件，可選擇在容器上留置多個(gè)工藝孔，并采用多種材料制作壓力容器。這樣，壓力容器中的抗壓強(qiáng)度便會(huì)降低。為了提高開(kāi)孔處的承載能力，通常采用的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)有∶補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、整鍛件補(bǔ)強(qiáng)及厚壁管補(bǔ)強(qiáng)。

3.開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器中的設(shè)計(jì)

3.1整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)

為了提高容器的安全操作水平和強(qiáng)度，有必要在打開(kāi)容器后增加其強(qiáng)度，這是開(kāi)啟開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的內(nèi)容。以此方式，壓力容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)是整個(gè)過(guò)程。與補(bǔ)強(qiáng)圈相比，整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)仍具有一些優(yōu)勢(shì)。在整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)時(shí)時(shí)，應(yīng)考慮到客觀因素的各個(gè)方面，主要是考慮到接管與殼體之間的平滑過(guò)渡，并合理地使用其，整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。該技術(shù)的操作過(guò)程復(fù)雜，受多種因素的限制，因此需要大量的勞動(dòng)力和物質(zhì)資源，因此，員工應(yīng)謹(jǐn)慎選擇此方法。

3.2補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)

在設(shè)計(jì)和優(yōu)化補(bǔ)強(qiáng)圈時(shí)，必須選擇合適的厚度和強(qiáng)度。當(dāng)厚度太大或太小時(shí)，不利于補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的效果。使用壓力容器時(shí)，如果要使用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，則必須考慮白天和晚上的溫度變化和溫差以及順周?chē)h(huán)境。當(dāng)需要增加容器的補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，可以使用普通的補(bǔ)強(qiáng)方法。補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度應(yīng)小于殼體開(kāi)口厚度的1.5倍。在選擇壓力容器時(shí)，必須避免那些容易被污染，有輻射，容易被人體損壞的壓力容器，并堅(jiān)決杜絕那些引起疲勞負(fù)荷的壓力容器。在具體的補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要選擇合適的補(bǔ)強(qiáng)范圍。通常，規(guī)格范圍是：容器溫度不高于360℃，設(shè)計(jì)壓力低于4.0 MPa，容器殼鋼的抗拉強(qiáng)度下限小于550 MPa，容器的標(biāo)稱(chēng)厚度容器開(kāi)口不超過(guò)38毫米。

4.壓力器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)所需注意事項(xiàng)

4.1積極使用補(bǔ)強(qiáng)圈

鼓勵(lì)在具體的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)過(guò)程中使用各種補(bǔ)強(qiáng)圈，仔細(xì)檢查角焊縫是否泄漏，并以合理和標(biāo)準(zhǔn)化的方式使用補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。在使用補(bǔ)強(qiáng)圈的過(guò)程中，有必要根據(jù)實(shí)際情況根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈的各種數(shù)據(jù)合理選擇補(bǔ)強(qiáng)圈的值。以補(bǔ)強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)和性能作為特定操作的參考標(biāo)準(zhǔn)，而這主要是由于補(bǔ)強(qiáng)圈鉆孔用于排氣，當(dāng)容器溫度上升時(shí)，補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體之間所存有間隙內(nèi)部空氣會(huì)因受熱而膨脹，因此，處于對(duì)安全的考利，需要在補(bǔ)強(qiáng)圈上鉆孔排出空氣。

4.2選擇適宜接管長(zhǎng)度

對(duì)于厚壁接管，當(dāng)具體提到加固操作時(shí)，接管的長(zhǎng)度直接影響補(bǔ)強(qiáng)操作的質(zhì)量。因此，必須確保接管具有一定的長(zhǎng)度，以確保補(bǔ)強(qiáng)圈和貼合殼的無(wú)縫連接。當(dāng)接管的長(zhǎng)度短或長(zhǎng)時(shí)，會(huì)直接影響技術(shù)人員的焊接效果，同時(shí)又不能起到補(bǔ)強(qiáng)作用。在特定的工作過(guò)程中，技術(shù)人員可以直接焊接法蘭和連接管，以平滑地連接接管和連接容器，并發(fā)揮自己的作用。

5.結(jié)語(yǔ)

綜合上文所述，在壓力容器設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，根據(jù)具體情況開(kāi)發(fā)開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵步驟之一。隨著我國(guó)壓力容器設(shè)計(jì)工藝的發(fā)展趨勢(shì)，已頒布了有關(guān)現(xiàn)行政策，以制定有關(guān)壓力容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定。根據(jù)計(jì)算，在標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定下與整個(gè)特定的過(guò)程中，在更嚴(yán)格、更詳細(xì)的規(guī)定中明確提出了開(kāi)孔、補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)等的安全性和成本效益，在設(shè)計(jì)過(guò)程中值得進(jìn)行實(shí)踐研究。

參考文獻(xiàn)

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