压力容器开孔补强的探讨

在压力容器封头上开孔,将会使压力容器封头的承压能力降低,在其设计工艺条件下会产生危险,因此压力容器开孔后需进行补强,开孔补强的方法有很多种,本文对几种开孔补强的方法进行了阐述和比较,若可根据具体情况选用。     

开孔补强方法在压力容器设计中存在问题分析

开孔补强是压力容器设计中的常见结构,开孔的结果不但会削弱容器的强度,而且在开孔的附近会造成很高的局部应力。本文对压力容器设计中常用的补强方法进行总结,并介绍了相关的有限元计算结果,为其更好地应用于压力容器设计领域提供基础。     

化工压力容器选材与补强设计分析

讨论了化工压力容器筒体整体加厚补强材料选择方法和压力容器开孔补强结构设计、补强圈补强及整锻件补强的思路,分析了应力变化原因并提出相应的核算设计建议.通过分析选材变化时不同温度条件的影响因素及结果,结合经验实例设计计算,提出应综合考虑材料的成分、组织、性能,按照标准、规范谨慎决定材料代用.     

压力容器筒体上锥形接管开孔补强计算的探讨

GB150.1~150.4-2011《压力容器》中关于压力容器开孔补强的计算均为径向接管,HG/T20582-2011《钢制化工容器强度计算规定》中补充了非径向接管的开孔补强计算,但是锥形接管的开孔补强计算在目前执行标准中均未提及。在满足工程安全可靠的前提下,就压力容器筒体上径向和非径向锥形接管五种开孔结构形式开孔补强的计算进行探讨。     

基于ANSYS的压力容器开孔补强结构可靠性分析与优化设计

在压力容器上开孔,不仅削弱了材料的强度,而且会导致开孔部位局部应力集中,降低压力容器的承载能力,严重影响压力容器的安全性。国标中对压力容器开孔补强设计虽然有一系列规定,但对影响结构安全性诸因素的随机性考虑较少。采用ANSYS有限元软件可靠性分析及优化设计功能相结合的方法,对压力容器开孔补强结构进行可靠性分析并获得应力敏感因素,从而进行相应优化设计。结果表明这种设计方法切实可行。     

补强方式对压力容器开孔接管区集中应力的影响

采用有限元法分析了补强方式对压力容器开孔接管区的集中应力的影响,比较了补强圈补强结构和厚壁接管补强结构的补强效果,并对其应力集中系数进行了研究.结果表明:不论使用补强圈补强,还是使用厚壁接管补强,补强后的应力集中系数都明显降低,且对于大开孔结构,厚壁接管补强优于补强圈补强.     

压力容器开孔补强的快速判别法

在压力容器的开孔补强设计中,判断是否需要补强比较麻烦。笔者在设计实践中推导出一种快速判断方法,其方法简单可靠,可加快设计速度。     

接管及补强结构在外载荷下的弹性应力

对6台不同d／D比的圆筒形压力容器进行了接管外载荷作用下的试验研究，考察开孔-接管区的变形及其应力分布。结果表明，孔边的应力集中具有明显的局部性，补强圈补强结构有效地改善了筒体-接管区的应力分布情况，横向截面为危险截面。     

补强圈与容器壳体间的接触行为

在压力容器开孔补强的薄壳理论分析中，通常假设在补强圈与容器体之间没有接触，其间的接触力对于结构应力分布的意义和影响尚不清楚，由有限元分析得出的应力分析结果，其中就包括了这种接触力，有限元结果与试验数据的比较表明有接触假设的有限元方法，对于应力场分布能够产生更好的理论预测，同时对补强圈与容器壳体之间的间隙变化影响以及不同开孔订对接触的影响也作了探讨。     

压力容器大开孔补强结构强度的有限元分析

对于受内压模型容器筒体大开孔补强结构来说,我们应采用压力面积法和ASME法对其进行计算和分析,借助于极限分析法分别计算出它的设计载荷和极限载荷,同时采用相应的方法进行验证。在进行了深入的计算以及详细的分析后,我们发现如果采用的是压力面积法,那么弯曲应力通常都是会被忽略的,在大开孔补强设计工作中应用这一方法并不是完全可靠的。实际压力容器大开孔的补强结构必须是具有非常高的安全系数的,而在此工作中采用有限单元法和ASME法应是更加科学和合理的。     

接管内伸式补强结构应力分析与探索

压力容器由于工艺和结构上的要求常常需要开设各种大开孔结构,超出了常规设计方法的适用范围,只能依靠实验研究,进行对比分析设计或经验设计,其安全性和可靠性得不到保证。而以应力分析为基础的设计方法变得越来越重要。本文主要针对接管内伸式补强结构应力做了分析与探索。     

压力容器整体补强厚度的确定

本文根据等面积补强准则，导出了封头整体补强的设计计算公式。     

圆柱壳大开孔补强圈补强的极限分析

对圆筒形薄壁容器开孔率大于0.5时采用补强圈补强之后的结构进行了极限分析.用两倍弹性斜率法、双切线法分别确定了内压作用下该补强结构的极限载荷,同时,由爆破试验得出其爆破压力并与无补强圈补强的结构进行了比较.结果表明,所研究的薄壁容器(d/D≥0.5)的补强圈补强结构,无论是筒体还是接管,其横向对称面上的极限载荷均大于纵向对称面上的极限载荷.结果还表明,补强圈补强结构有效地提高了圆柱壳大开孔结构的极限载荷值及爆破压力,具有明显的补强效果.     

白改黑旧路面补强设计浅析

白改黑的路面补强设计的原则和步骤,并阐述了常用的加铺补强方案以及过渡方式。     

大开孔甲醇制烯烃反应器结构优化数值模拟

以大开孔甲醇制烯烃装置为研究对象,针对上端筋板与筒体连接处存在的应力集中现象,在保证容器安全性的前提下,设计出加筋板、加补强圈和增加厚度的方法,组合出四种不同的计算方案,采用数值模拟研究方法,应用ANSYS分析软件,获得四种方案的应力分布,并进行应力评定与实验模型的应力测试。模拟结果与实验结果吻合较好,说明利用ANSYS软件对容器的优化是有效的。结果表明,采用加筋板、加补强圈和增加厚度,或者三者并用,均能够保证大开孔压力容器的本质安全性。对于该压力容器,采用增加筋板,并增加筒体厚度(和斜接管相同)所用金属材料最少,材料成本最低,对于此类容器推荐使用加筋板补强。     

管道碳纤维补强的打压试验研究

为了分析验证碳纤维复合材料对管道的补强效果,制备出带有壁厚减薄缺陷的圆筒试件,并对圆筒试件进行了碳纤维复合材料补强处理,利用高压爆破试验装置进行了打压试验,试验结果表明：经过补强的圆筒试件的屈服压力远高于完整圆筒试件,而且补强试件的爆破压力也高于完整圆筒试件,补强效果很好,说明碳纤维复合材料完全适用于管道缺陷的修复补强。     

有关开孔补强的两个问题

文中就有关开孔补强的两个问题进行探讨,并提出建议。     

薄壁压力容器开孔补强的设计计算与可靠性分析

在薄壁压力容器器壁上开孔,不但削弱了容器的材料强度,而且导致容器局部应力集中,成为容器破坏的重要因素之一。国标设计中考虑容器开孔补强的安全性尽管有了一系列规定,但对影响安全诸因素的随机性考虑较少,而可靠性设计把影响安全的参数作为随机变量,依据概率统计把安全性与经济性统一进行设计计算。通过实例计算与分析对比表明,可靠性设计在保证可控的故障概率下,容器的成本投资相对常规设计计算得到了进一步优化,符合工程实际的现实要求。     

基于可靠性理论的厚壁压力容器开孔设计

在厚壁压力容器器壁上开孔,不但削弱了容器的强度,而且导致容器局部应力集中,成为容器破坏的重要因素之一。标准设计中考虑容器开孔补强的安全性尽管有了一系列规定,但对影响安全诸因素的随机性考虑较少。而可靠性设计把影响安全的参数作为随机变量,依据概率统计把安全性与经济性统一进行设计计算。通过实例计算与分析对比表明,可靠性设计在保证可控的故障概率下,容器的成本投资相对常规设计计算得到了进一步优化,符合工程实际的现实要求。     

补强填料在硅橡胶中的应用研究

添加填料是硅橡胶补强最主要的手段,综述了蒙脱土、四针状氧化锌晶须、聚碳酸酯微粉作为补强填料在硅橡胶中的应用研究概况。