Lesson 3b 开孔补强.doc

课程概况
一般要求
补强面积的来源(壳体和成形封头上的单个开孔)
腐蚀余量
补强区域
补强强度
其它补强规定
壳体和封头上多个开孔
平端盖上的单个或多个开孔
特殊要求
举例
开孔的目的
处理容器内的介质
检验
安装内件
容器的清理和排放
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一般要求
开孔的一般要求
允许的开孔形状、尺寸
免除开孔补强计算
开孔的形状
圆形筒体或锥壳、封头上的开孔最好采用圆形、椭圆或长圆形状,但规范并不限制使用其它形状的封头。
当长圆或椭圆的开孔长、短径之比大于2:1,横跨短径的补强面积应增加,以防止由于扭矩产生的变形。
UG-36(b)开孔的尺寸
对于壳体内径£ 60”(1250 mm),开孔尺寸不得大于直径的1/2,最大不超过20”(508 mm)。
对于壳体内径> 60”(1250 mm),开孔尺寸不得大于直径的1/3,最大不超过40”(1000 mm)。
如果开孔超过上述限制,除要满足UG-36至UG-43的要求外,还须满足附录1-7的补充要求。
成形封头和球形壳上经过正确补强的开孔无尺寸限制。当开孔的尺寸大于与封头相连的壳体直径的1/2时,可以使用锥壳过渡段来代替补强。见UG-36(b)(2)(a-d)。
UG-36(c)(3)壳体和成形封头上开孔免除开孔补强计算
容器上的开孔如果不承受压力的快速波动,在满足以下要求的情况下,开孔除自身结构的补强外,不须另外补强。
对于焊接或钎接接头,最终开孔的直径不大于:
3-1/2 in. (89 mm) –壳体或封头的厚度£ 3/8 in. (10 mm);
2-3/8 in. (60 mm) –壳体或封头的厚度> 3/8 in. (10 mm)。
对于螺纹连接或胀接接头,壳体和封头上的开孔直径不超过2-3/8 in. (60 mm).
任何两个未加补强的开孔,其中心距不得小于两孔直径之和。
三个或三个以上开孔群中任意两个未加补强的开孔孔心距不得小于:
- 对于圆形筒体和锥壳;
- 对于具有双曲率的壳体和封头。
UG-36(d)
开孔可以开在焊缝上,见UW-14。
UG-39(a)平封头上开孔免除补强计算
单个开孔,其尺寸不超过UG-36(c)(3)(a)和(b)的限制、并且封头直径或短径的1/4时,可免除补强计算。
要求的补强面积
内压设计。对于承受内压的筒体或封头,在任何通过开孔的给定平面内所要求的总补强截面积A应不小于:
外压设计。
承受外压的单壁容器,所要求的开孔补强面积仅为上述c)要求的50%即可,式中的tr是根据外压下容器厚度计算要求确定的要求壁厚。
多层容器每层上所要求的开孔补强面积,当壳体承受外压时,应符合上述1);当壳体承受内压时,应符合上述c),不论连接到一层或多层壳体的共同接管是否采用焊接方式。
内、外压设计。
承受内、外压的容器,所要求的补强面积应符合上述c)对于承受内压的要求,同时还应符合上述d)对于承受外压的要求。
对于所要求的补强面积和可供补强的面积,Fig. UG-。
UG-37在内压或外压下要求的补强面积(筒体和封头)
Section VIII, Div. 1 UG-37
提供补强
可供补强有五个方面:
A1:壳体上富余厚度提供的补强面积
A2:延伸到壳体外侧的管接头富余厚度提供的补强面积
A3:延伸到壳体内侧的管接头富余厚度提供的补强面积
A4:焊缝提供的补强面积
A5:补强圈提供的补强面积
腐蚀余量
按UG-36(c)(1),腐蚀余量不能用于提供补强。按UG-16(e),用于计算公式的所有符号代表腐蚀后的尺寸。
UG-40补强区域
与容器壁相平行的方向,取以下较大值:
d –开孔腐蚀后的直径
Rn + t + tn
与管接头壁相平行的方向,取以下较小值:

+ te
式中:
Rn = 开孔腐蚀后的半径
tn = 管接头扣除负偏差后的壁厚
t = 容器的壁厚
te = 加强圈的厚度
补强的强度(UG-41)
如果补强材料(加强圈、焊缝金属、等)的许用应力大于容器材料的许用应力,不考虑由于较高应力值带来的附加强度。
如果补强材料的应力值低于容器材料,所提供的补强面积应按两应力的比值成反比例增加。
强度降低系数:
fr =
式中:Sn = 补强材料的许用应力
Sv = 容器材料的许用应力
以下举例说明fr的使用:
A = dtrF + 2tntrF(1-fr1)
对于安放式管接头,fr1 =
A = dtrF
UG-39平封头上单孔要求的补强面积
UG-39(b)(1):标准孔
对于单个开孔,其直径不超过封头直径或短径