開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析.doc

《開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析摘要：在壓力容器設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)行設(shè)計(jì)是作為重要環(huán)節(jié)之一，隨著我國壓力容器設(shè)計(jì)進(jìn)程發(fā)展，出臺(tái)了相關(guān)政策針對(duì)壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)做出相關(guān)要求與計(jì)算，在規(guī)范的要求下，實(shí)際過程中對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的安全、性價(jià)比等都提出了更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?，在設(shè)計(jì)過程中值得進(jìn)行實(shí)踐研究。關(guān)鍵詞：開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)；壓力容器設(shè)計(jì)；應(yīng)用探析中圖分類號(hào)：TH49文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937(2014)23-0071-01在壓力容器理論設(shè)計(jì)階段，對(duì)壓力容器進(jìn)行開孔設(shè)計(jì)是必不可少的。通常情況下，壓力容器會(huì)在容器壁上開孔，大部分情況

2、下是為了滿足能夠安裝在容器上的接管需耍，另外，為了便于圧力容器的其他檢測、測試功能的需要也會(huì)進(jìn)行開孔操作或者為了能夠便于壓力容器的日常維護(hù)、維修等調(diào)試操作同樣需要進(jìn)行開孔操作。當(dāng)然，進(jìn)行壓力容器的開孔操作勢必會(huì)對(duì)壓力容器的壓力造成影響，進(jìn)而會(huì)影響到壓力容器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，不僅降低了壓力容器的壓力標(biāo)準(zhǔn)，也影響了壓力容器的安全性。由于壓力容器的開孔操作會(huì)使得開孔局部部位存在受力不均的現(xiàn)象，而造成不同部位的壓力差升高，造成的后果是壓力容器的承受能力會(huì)降低。另外，壓力容器由于工作環(huán)境的因索，開孔部位會(huì)長時(shí)間暴霧在高壓或者高溫的狀態(tài)下，這樣增加了開孔部位不安全的因素

3、。同時(shí)，不安全因素還有開孔部位的連接材料并不能得到保障，進(jìn)而造成了開孔部位發(fā)生破損的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)壓力容器造成更大的不安全因素。根據(jù)國家壓力容器設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定，在壓力容器設(shè)計(jì)階段必須針對(duì)開孔做補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，降低出現(xiàn)開孔操作以后的安全風(fēng)險(xiǎn)。一旦開孔操作，往往會(huì)降低斥力容器開孔部位的壁厚，強(qiáng)度會(huì)隨著壁厚的降低而減弱，壓力容器的安全穩(wěn)定性就會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，降低風(fēng)險(xiǎn)的有效途徑是在開孔部位做相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)壓力容器高效運(yùn)作和安全生產(chǎn)的冃標(biāo)。1開孔補(bǔ)強(qiáng)的方法選擇壓力容器的設(shè)計(jì)過程中,對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)有多種形式。首先,對(duì)開孔部位的局部補(bǔ)強(qiáng)就是其屮主要手段Z-,最為常見

4、的是在開孔部位加強(qiáng)厚度，也就是增加開孔部位的容器壁厚被廣泛利用。這種設(shè)計(jì)是在壓力容器開孔的部位進(jìn)行厚度增加，焊接相應(yīng)的強(qiáng)化板，增加壓力容器開孔部位的實(shí)際厚度，達(dá)到開孔之前的金屬密度甚至超過開孔之前的金屬密度，因?yàn)楹附泳植渴艿綏l件因素影響會(huì)產(chǎn)生縫隙，在高壓高溫情況下氧化程度就極度擴(kuò)大，腐蝕接觸點(diǎn)，進(jìn)而增加危險(xiǎn)系數(shù)。在實(shí)際操作中，壓力容器的加工維護(hù)角度來看，在壓力容器外壁進(jìn)行相應(yīng)的焊接操作更具有可實(shí)現(xiàn)性，所以，一般情況下，壓力容器都會(huì)在其外壁進(jìn)行焊接強(qiáng)化板的操作，而口?從實(shí)際的效果來看也證實(shí)容器壁外壁的焊接更容易提升強(qiáng)化作用。在采用此類方法進(jìn)行壓力容器開孔

5、補(bǔ)強(qiáng)的同時(shí)，應(yīng)該注意到，首先，一般情況下，開孔補(bǔ)強(qiáng)的實(shí)際厚度不能超過容器壁其他地方厚度的2倍，通過實(shí)驗(yàn)證明，如果開孔補(bǔ)強(qiáng)的位置焊接厚度超過2倍，焊接過程會(huì)暴露更多焊接角度，造成實(shí)際受力減弱，壓力會(huì)對(duì)焊接縫隙進(jìn)行沖擊。同時(shí)，還要考慮焊接板材料的選取，盡可能選用抗高壓材料、耐腐蝕材料以及抗高溫耐火材料，減少環(huán)境因素對(duì)材料的影響作用。其次，特殊環(huán)境因素影響過大的壓力容器不適合此類開孔補(bǔ)強(qiáng)方式，例如工作環(huán)境腐蝕極其嚴(yán)重以及溫度壓力長時(shí)間過高，并且溫差起伏過大。Z所以要對(duì)壓力容器進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，是因?yàn)樾枰獙?duì)金屬外殼的進(jìn)一步強(qiáng)化來擬補(bǔ)因開孔而造成的金屬壁厚度的減

6、弱，并口盡可能減少因?yàn)檠a(bǔ)強(qiáng)帶來的新反應(yīng)。理論上來說，在相同條件下，整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)是強(qiáng)化金屬壁外殼使得結(jié)構(gòu)受力程度降低的最大并口鮮有新的受力不均出現(xiàn)，所以，相對(duì)于局部補(bǔ)強(qiáng)來說，整體鍛件的設(shè)計(jì)在壓力容器受力補(bǔ)強(qiáng)方面實(shí)際效果達(dá)到的最為理想，刀事都有正反面，整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)方法也不例外，它要比局部補(bǔ)強(qiáng)要求更高，止常理解為需要按照補(bǔ)強(qiáng)保護(hù)殼與整體鍛件在一個(gè)過渡區(qū)間，減少在過渡期間外壁受力不均。在實(shí)際的操作過程中，此類方法因?yàn)橐蟮倪^于苛刻，技術(shù)過于高深，導(dǎo)致工作量的加大與工作成本過高，很難實(shí)現(xiàn)無縫的加工。這樣對(duì)于只有耍求精度過于嚴(yán)謹(jǐn)，環(huán)境過于惡劣的壓力容器才會(huì)采用此類

7、補(bǔ)強(qiáng)辦法。另外，除了以上方法以外，還可以根據(jù)物理受力知識(shí)，對(duì)壓力容器后壁進(jìn)行分壓補(bǔ)強(qiáng)，所謂的分壓補(bǔ)強(qiáng)是在保證壓力容器正常運(yùn)作的同時(shí)，開孔局域的對(duì)立外置同樣進(jìn)行開孔操作，盡量減少其他位置的開孔操作，這樣可以平均壓力容器金屬壁兩側(cè)的外部受力，進(jìn)而達(dá)到開孔補(bǔ)強(qiáng)的效果。一般在進(jìn)行此類補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)過程屮，采用強(qiáng)度等級(jí)相當(dāng)高的材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)殼體的設(shè)計(jì)，補(bǔ)強(qiáng)的厚度和密度都要高于原來壓力容器的平均密度。同樣，由于此類方法要求過高，在實(shí)際焊接過程中容易產(chǎn)生不利影響，并造成結(jié)構(gòu)體的性能降低，所以盡可能選用密度強(qiáng)度以及材料等級(jí)與壓力容器木身材料相同的接管，并結(jié)合前兩種方式的共同作

8、用，根據(jù)實(shí)際環(huán)境因素適當(dāng)采用局部補(bǔ)強(qiáng)與鍛件補(bǔ)強(qiáng)，合理解決實(shí)際問題，把風(fēng)險(xiǎn)降到最低。2開孔補(bǔ)強(qiáng)實(shí)