压力容器封头最小成形厚度的确定.pdf

学兔ww, etiti.cm
第10期
压力容器封头最小成形厚度的确定
梁立军,杨雯玥,史良庆2,汪琴2,李业勤2
(1.风凯换热器制造(常州)有限公司,江苏常州213100)
(2.常州化工设备有限公司,江苏常州213002
[摘要]提出了压力容器封头最小成形厚度的确定方法,对如何检验封头最小成形厚度提出了建议。
关键词]压力容器封头;最小成形厚度;开孔补强;检验
GB/T25198-2010《压力容器封头》规定对压
(2)外压情况
力容器封头的表示要求注明最小成形厚度。因此
根据SW6-98“压力容器设计计算程序软件
产生了如何确定封头的最小成形厚度以及如何检包”计算程序,当封头承受外压时,其计算厚度
验问题。笔者对此问题提出一些看法,供同行参很容易获得,加上其腐蚀裕度,一般说来就是封
考
头的最小成形厚度,从而满足了刚度和使用时间
1最小成形厚度的计算
的要求。但是当存在开孔补强情形时,因为封头
分别就内压、外压以及内外均受压三种情形上有可能要有一定厚度用于补强,这样其最小成
加以讨论。
形厚度应是计算厚度加上腐蚀裕度以及封头的补
强厚度。用类似内压情形的方法可得封头的补强
(1)内压情况
厚度,从而可得封头成形后的最小厚度,同时相
根据SW6-98“压力容器设计计算程序软件应的图样厚度也会产生。
包”计算程序,当封头承受内压时,其计算厚度
(3)内外均受压情况
以及满足内压稳定的最小厚度的较大值容易获
得,如果加上腐蚀裕度,一般说来就是其封头的
分别计算内压和外压情形下的封头成形后
最小成形厚度,从而满足了强度和使用时间的要
的最小厚度,取其大值得到封头成形后的最小厚
求。但是当存在开孔补强情形时,问题就不如此
度,同时相应的图样厚度也会产生。
简单。因为封头上有可能要有一定厚度用于补2检验
强,这样其最小成形厚度应是计算厚度以及满足
上面提到的图样厚度中,设计者没有专门考
内压稳定的最小厚度的较大值加上腐蚀裕度以及虑封头的成形减薄量,封头的落料厚度要由工艺
封头的补强厚度。如何计算封头上用于补强计算
人员来定。如果封头的落料厚度定为跟图样厚度
的厚度?先对只有一个开孔的情形加以讨论。如
致,那么图样规定的封头成形后的最小厚度就
果多余的补强面积等于零,说明封头上用于补强是检验时的必须保证的厚度。如果封头的落料厚
的面积是必须的,用此面积除以此开孔的有效补度定为比图样厚度大,那么图样规定的封头成形
强范围与开孔直径的差得到封头的补强厚度。如后的最小厚度必须乘以图样厚度的材料的许用应
果多余的补强面积大于零,且大于封头提供的补力与落料厚度的材料的许用应力的比值,才能作
强面积,说明封头上不需要有面积用于补强,则
为检验时的必须保证的厚度。因为此时落料厚度
封头的补强厚度为零。如果多余的补强面积大于
的材料的许用应力有可能小于图样厚度的材料的
零,且小于封头提供的补强面积,则用封头提供许用应力。
的补强面积减去多余的补强面积所得之差除以开
孔的有效补强范围与开孔直径的差就可得到封头3另一种方法
的补强厚度。对多个开孔,只要逐一计算各开孔
设计者在设计时预先根据有关参考资料考虑
所对应的封头的补强厚度,然后取其大者就得封
头的补强厚度。封头成形后的最小厚度就容易得作者简介:梁立军(1976-),男,天津人,硕士学位,工程
出了,同时相应的图样厚度也会产生。
师,任风凯换热器制造(常州)有限公司技术部经理,从事压力容
器设计研究工作。
学ww,etiti.com
石油和化工设备
-16
论文广场
2011年第14卷
了成形减薄量,运用SW6-98“压カ容器设计计算料厚度14mm。用第二种方法计算得成形后的最小
程序软件包”程序进行计算时,先不考虑成形减厚度12.5mm,工艺落料厚度14mm。显然,第二
薄量进行试算,从而得到一个不含成形减薄量的种方法较保守。
图样厚度,然后再考虑成形减薄量重新计算,此
以上二种方法笔者在实践中均使用过,前
时把成形减薄量当作腐蚀裕度的一部分,输入进者比较繁琐,特别是当开孔较多时,后者方法简
行各种计算,包括开孔补强的数据等。用这种方单,但要求设计者对成形减薄量有较好的把握,
法进行设计时,只要用图样厚度减去预定的成形否则有可能造成用材的保守。
减薄量以及负偏差就可得最小成形厚度,而且也
就是检验时的必须保证的厚度,比较方便,但有
可能偏于保守。
◆參考文献
[]李业勤.成形封头壁厚控制量探讨[]石油化工设备,
4设计实例
1994,23(3):4647
[2]GB150-198,钢制压力容器[S]
某封头用第一种方法计算得图样厚度12mm,
[3]GB/T25198-2010,压力容器封头[S
其中腐蚀裕度2mm,计算厚度8mm,补强厚度1.6
mm,从而封头成形后的最小厚度116mm,工艺落收稿日期:201107-07:修回日期:201108-19
(上接8页)
[12]苏镜元缠绕张力对复合气瓶内胆应力影响D]大连理工
大学,2009.
[13]任鹏刚,梁国正.复合式天然气瓶缠绕工艺研究门天然
气工业,2004,(3).
[14http:/www.zhcng.com/newsread.asp?tid=514
15]左惟炜,肖来元三维编织复合材料高压储气瓶的屈曲分
析与优化设计中国机械工程,2007,(3)
[1]崔蓓,郭兴峰复合材料高压气瓶用预成型织物的设计与
织造卟纺织学报,2009,(11)
17]陈汝训.混杂纤维缠绕壳体设计[J].固体火箭技术
2001,(3)
[1]郑传祥,孟剑碳纤维复合材料高压储氢容器硏究与结构
设计化工学报,2004,(10)
收稿日期:201105-10,修回日期:201107-29
上接14页)
式中:u一杆两端的约束系数。
◆参考文献
[]刘鸿文主编,高等材料力学[M].北京:高等教育出版
设杆长为t,不同约束下理想直杆超过临界
社,1985.
温度时的变形形式、挠曲线方程和最大挠度见表『21]孙训方主编?材料力学(下册)DM.北京:高等教育出
2
版社,2001
4结论
收稿日期:20110628:修回日期:201108-19
由上述分析可得如下结论:
(1)理想直杆超过临界温度时的变形是确定
值,与干扰无关。
(2)两端不同约束下的最大挠度具有统一的
表达形式。