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封头直边的计算  

2013-09-03 15:44:49|  分类: 压力容器 |  标签: |举报 |字号 订阅

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设计人员是否注意到封头的直边也是需要计算的呢?封头直边计算公式等于筒体的计算公式。这在ASME UG32(l)中有明确规定,的确,当封头最小厚度远小于筒体最小计算厚度时,计算封头的直边是非常有必要的,避免直边的一次薄膜应力过大。
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在GB150和ASME中都对封头和筒体连接的焊接节点进行规定,详见如下图:
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这些规定的共同点是什么呢?怎么记忆这些规定呢?
从原理上来说:
第一点:是1:3的削边,降低结构不连续性,减少局部应力。
第二点是:封头弧段和筒体直段要有“材料”。有材料的意思是,材料只能多,不能少。以切线为界,弧段和直段的计算公式分别是封头公式和筒体公式。两个公式的值都保证了,是局部薄膜应力不超标的基础。诸位注意观察上图,在连接处弧段厚度都是增厚的。而在直段处筒体厚度要么不变,要么增厚。
博主曾经对削边和“材料”进行过plane82单元,轴对称模型的有限元分析,只要满足了这两点。结构的强度就能够保证。
当然这一点如果采用ASME设计,PVElite的软件已经对封头直边进行了校核。SW6并没有这方面的校核。当出现特殊情况的,设计者要放置出现错误。
从第二点我们在压力容器的管板设计中要注意这么一种情况,以下是一个项目中的真实案例:
筒体是碳钢板材,管板是碳钢锻件+不锈钢复层。由于板材的许用应力较高,锻件许用应力较低,其凸肩直边段按照筒体计算公式会比筒体要厚。所以设计时将凸肩的厚度增厚了。当不锈钢管板和碳钢筒体相连的时候,也有这个问题,需要注意复核直边段强度。
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