压力容器封头最小成形厚度标注探讨.pdf

第42卷第3期
油化
设备
Vol 42 No. 3
2013年5月
PETRO-CIIEMICAL EQUIPMENT
May 2013
文章编号:1000)7466(2013)03-004503
压力容器封头最小成形厚度标注探讨
张志辉
湖北省化学工业研究设计院,湖北武汉430073)
摘要:封头是压力容器中的主要承压零部件之一,其质量好坏对压力容器的安全运行起着重要作
用。厚度是封头最主要的结构参数,是在规定的载荷条件下,保证结构强度、刚度以及使用寿命的
基本条件之一。针对GB150.1~GB150.4-2011《压力容器》中关于封头最小成形厚度的规定进
行了探讨,分析了几种不同情况下设计图样中封头最小厚度的标注方法,并通过举例对封头最小成
形厚度标注方法进行了讨论。
关键词:压力容器;封头;最小成形厚度;标注
中图分类号:TH49;TQ050.2文献标志码:Bdoi:10.3969/j.isSn.10007466,2013.03.011
Discussion Dimensioning of Minimum Required Fabrication Thickness of the
Formed Head of Pressure Vessel
ZHANG Zhi-hui
( Hubei Research and Design Institute of Chemical Industry, Wuhan 430073, China
Abstract: The head is one of the main pressure parts of pressure vessel and its quality plays a vi-
tal role on the safe operation of pressure vessel. Thickness is the main structure parameters of the
head, it guarantees the structure strength and the structure stiffness and the service life under
prescribed loading conditions. The minimum required fabrication thickness of the head specified
by GB 150 1-GB 150. 4-2011 "Pressure Vessels'discussed and several different cases to mark
the minimum thickness of the head is analyzed. Marked method of the minimum required fabrica-
tion thickness of the head is discussed through the example,
Key words: pressure vessel; head; minimum required fabrication thickness; dimensioning
符号说明
封头计算厚度,mm
6。一封头有效厚度,mm
8。一设计厚度
mm
δ一一接管计算厚度,mm
Tanksis1)
抚顺:东北石油大学,2012.
8]卢峰,赵石军.大型球罐有限元应力分析设计技术
(BU Qiong. 15 000 m Large-scale Spherical Tank's
J].一重技术,2010(2):17-20
Design and Pillar's Stress Analysis [D]. Fushun
LU Feng, ZHAO Shi-jun. Large-sized Spherical
Northeast Petroleum University, 2012.
Tank' s Design by FEA Stress Anal ysis[J].Cfhi[10]GB12337-1998,钢制球形储罐[S]
Technology,2010(2):17-20.)
(GB 12337-1998, Steel Spherical Tanksls
[9]步琼.15000m3大型球罐设计与支柱应力分析[D
(张编
收稿日期:2012~11-2
作者简介:张志辉(1984-)〉,男,河北邢台人,助理工程师,硕士,主要从事压力容器设计工作。
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石油化工设备
2013年第42卷
接管有效厚度,mm
焊接接头系数
壳体开孔处计算厚度,mm
C2一腐蚀余量,mm
[a丁一设计温度下壳体材料的许用应力,MPa
B
补强有效宽度,mm
[alー-设计温度下接管材料的许用应力,MPa
外伸接管有效补强高度,mm
力
计算压力,MPa
h2ー一内伸接管有效补强高度,mm
封头内径,mm
f,一一强度削弱系数
开孔直径,mm
设计温度,℃
椭圆形封头形状系数
凸形封头是压力容器中经常采用的受压零件,
假设封头名义厚度中用于开孔补强部分的厚度
它的安全性能对压力容器的安全运行十分重要。为△6,则按文献[3]式(6-10),封头中用于开孔补强
GB150--1998《钢制压力容器》中规定制造单位根的金属面积A1为6?:
据制造工艺确定加工裕量,以确保凸形封头的厚度
A1=(B一do)△お-2△66a(1-f:)
不小于该部件的名义厚度减去钢板负偏差?。因
接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积按
此,制造单位往往选购厚度规格大于名义厚度的钢文献[3]式(6-11)进行计算:
板,即第二次圆整,在很多情况下导致了材料的浪
A2=2h1(6。-6,)f,+2h2(おa-C2)/,(4
贵。新版压力容器设计标准GB150-2011《压力容
假设有效补强范围内焊缝金属面积为A3,补强
器》同样要求设计图样注明封头的最小厚度,但对范围另加的补强面积为A,则根据等面积补强法可
封头最小成形厚度进行了修正,为制造单位根据自以得到:
身经验选购投料的厚度规格提供了便利,某些情况
A=A1+A2+A3+A4
(5)
下可以减小投料的钢材厚度,节约材料。然而,相比
联合式(2)~式(5),有
前版压力容器和封头标准24,文献[3]和GB/T
(6)
25198-2010《压力容器封头》均未对设计文件中
26(1一f
该如何标注最小成形厚度做出详细的解释和规定,
由此得到保证强度、刚度以及使用寿命的封头
设计者对标准理解得不够充分,对最小成形厚度的最小厚度
标注仍然存在争议,就会造成许多安全隐患。笔者
お+△6+C2
以椭圆形封头为例,对不同情况下设计文件中如何
此时,设计文件中的最小成形厚度mn可以是
标注最小成形厚度进行讨论,供设计者参考
m'。在保证不小于6m。'时,文件中的最小成形厚
度δm也可以是设计厚度6。、给定名义厚度条件下
内压封头无开孔
制造中可以达到的最大厚度或名义厚度减钢板负偏
受内压封头上没有开孔时,先按式(1)计算封头差(相当于有效厚度加腐蚀余量)