课件10-11 容器的开孔与附件.pdfVIP

第三节 容器的开孔与附件 一、容器的开孔与补强 容器为什么要开孔？ 工艺、安装、检修的要求。 开孔后，为什么要补强？ 开孔后削弱了器壁的强度，原壳 体结构发生变化，出现不连续，形 成一个局部的高应力集中区。 开孔边缘处的最大应力称为峰值应 力。 峰值应力通常较高，达到甚至 超过材料屈服极限。 局部应力较大，加之材质和制 造缺陷等, 为降低峰值应力，需要对结构 开孔部位进行补强，以保证容 器安全运行。 容器的开孔与补强应用实例 开孔的形状： 应力集中和开孔形状有 关，圆孔的应力集中程度 最低。 ㈠ 开孔补强的设计与补强结构 在开孔附近区域增加补强金 属，提高器壁强度，满足强度设 计要求。 开孔补强原则：— — 等面积补强。 即规定局部补强的金属截面积 必须等于或大于开孔减去的壳体 截面积。 开孔补强原则与补强结构 容器开孔补强的形式分为： 整体补强 • 加强元件结构 补强圈补强 1．整体补强 增加整个壳体的厚度，或用 全焊透将厚壁接管或整体补强 锻件与壳体相焊，降低开孔附 近的应力。 应力集中的局部性，除非 制造或结构需要，一般不把整 个容器壁加厚。 1、整体补强结构 若须补强的接管较多，可采取增加壳 体壁厚的办法，也称为整体补强。 • 整锻件补强是将接管与壳体连同加 强部分做成整体锻件，然后与壳体焊 接在一起。其优点是补强金属集中于 开孔附近应力最大部分，应力集中部 分得到大大缓解，而且使设备结构紧 凑、重量减轻，降低生产成本。 整锻件补强 2、加强元件结构 3．补强圈补强 开孔周围贴焊一圈钢板，即补强圈。 补强圈与器壁搭接，材料相同，补强 圈尺寸参照标准确定，或等面积补强。 为方便焊接，外面单面补强。 检验紧密性， 螺孔通入压缩空气。 M10 螺 接管 孔 补强圈 器壁 开孔补强圈补强 补强圈的优缺点： •优点： •结构简单，易于制造，应用广泛。 •缺点： • 、 补强圈与设备壳体之间存在1 着一层静止的气隙，传热效果 差，致使两者温差与热膨胀差较 大，容易引起温差应力。 • 、补强圈与壳体相焊时，使此 2 处的刚性变大，对角焊缝的冷却 收缩产生较大的约束作用，容易 在焊缝处造成裂纹。特别是高强 度钢淬硬性大，对焊接裂纹比较 敏感，更易开裂。 •3、 由于补强圈和壳体或接管金 属没有形成一个整体，因而抗疲 劳性能差。 补强圈搭焊结构的使用范围： GB150用补强圈结构补强时，规定： ①钢材的标准抗拉强度下限值  ≤540MPa； b ②补强圈厚度小于或等于  ； 1.5 n ③ 壳体名义厚度 ≤38mm。 n ㈡ 允许开孔的范围 筒体及封头开孔最大直径不允许超过： （） 圆筒 ≤ ，开孔最大直 1 D 1500mm i 径 ≤ ，且 ≤ ；圆筒 d 1/2Di d 520mm