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摘要：受到工藝操作等因素的要求，在施工中會出現殼體大開孔的問題。壓力容器殼體大開孔主要就是因為在開孔接管位置中的應力相對較為復雜，降低了其承壓能力。而在開孔接管結構的內壓作用影響之下，殼體與接管鏈接位置結構幾何并不連續。在相關區域中則就會出現較高的應力集中問題，這樣就會誘發多種安全隱患問題。為了解決此種問題，文章主要對壓力容器圓筒大開孔補強計算方式進行了簡單的分析研究。

關鍵詞：壓力容器圓筒；大開孔；補強計算方法

應力集中危害問題要通過正確的方式強化管理，實現補強計算分析，進而充分的保障壓力容器的安全性，提升整體的經濟性。通過開孔補強計算方式，可以有效的解決此種問題。

1.壓力容器圓筒大開孔補強計算方法應用價值

多數工程具有復雜化、大型化以及工藝特殊的特征，在施工中一些壓力容器要通過較大的開孔接管進行處理，此種方式會轉變原有容器的應力狀態，消弱壓力容器的強度。針對與柱殼容器，開孔之后會導致其受到接管彈性約束的影響，導致容器主管的開孔附近受到薄膜應力狀態軸向力以及環向力的影響，出現彎矩以及扭矩等問題。為了提升整體穩定性，在實踐中針對一些大開孔設計y要通過科學合理的方式分析受力狀況，進而保障施工安全性，提升整體質量。

2.壓力容器圓筒大開孔補強計算方法

2.1壓力面積法

通過歐盟標準壓力面積法，綜合我國實際狀況，在被開孔削弱面積補在孔的周圍，給出其需藥補強的具體面積，不計孔周邊的應力集中問題。開孔補強設計主要的要求就是基于結構進行靜力強度分析，基于一次應力強度出發，分析開孔邊緣二次應力安定性。綜合其安全系數以及實踐經驗系統分析。此種方式對于開孔邊緣的應力強度進行分析是否滿足一次總體以及局部中對于薄膜應力靜力強度要求。通過對補強范圍材料平均薄膜應力控制的方式達到進行應力強度的控制與管理，要保障其在一倍的許用應力。綜合壓力在殼體受壓面積產生的荷載以及有效補強范圍中的課題、接管。補強材料面積承載能力平衡的相關靜力平衡條件則可以確定其進行接管補強計算的方式。在殼體以及接管、補強材料相同的時候要根據以下公式進行補強計算公式為：P表示的是設計壓力。

2.2分析法

分析法就是根據彈性薄殼理論獲得的應力分析方式。主要就是在內壓作用之下其具有徑向接管圓筒開孔的補強設計分析。分析法設計準則與壓力面積法之間具有一定的差別。此種方式的模型假定接管以及殼體屬于連續性的整體型結構，其計算模型如下圖所示。在應用分析法的時候，要保障焊接接頭的質量，保障其整體焊透性。分析法在設計中主要就是基于塑性極限以及安定分析確定，通過保障其一次加載的時候具有充足的塑性承載能力，具有反復加載的安定要求，進而確定其開孔安全性。此種方式有效的拓展了圓柱殼開孔補強設計的適用范圍。圓柱殼開孔接管理論中的力學技術主要就是綜合Morley方程，通過導出并且利用兩正交相貫圓柱殼位于交貫線位置中精確的連續條件，則可以確定在內壓以及外載作用之下圓柱殼開孔接管中的薄殼理論界。利用控制計算分析則可以確定開孔位置中等效薄膜的具體盈利強度，以及其等效總應力是否在應力的強度之內，分析校核大開孔結構整體的安全性。在設計中，為了充分的滿足結構安全性準則要求的具體要求，保障其滿足最大一次加二次應力強度的相關設計要求。可以管接頭中通過光滑打磨并且探傷的管接頭進行焊縫處理，在不接受任何外荷載狀況之下，可以通過3Sm作為許用數值，綜合一定安全裕量，進行設計分析。

2.3兩種補強方式的對比分析

臥式容器的設計壓力為1.0MPa，設計溫度為60℃，其殼體以及接管材質為Q345R，其殼體以及接管厚度的附加量可以忽略；殼體與接管材料的許用應力為189MPa，分別通過壓力面積法以及分析法進行大開孔接口進行補強計算分析，對比計算結果。分析進行局部薄膜應力強度以及最大薄膜的加彎曲應力強度，綜合分析了結構一次靜力強度不超標，分析了結構安定性要求。通過此種方式進行圓通徑向接管開孔補強設計分析科學有效。在實踐中，雖然壓力面積計算方式的應力運載應力范圍中，但是壓力面積方式僅通過靜荷載校核進行分析，并沒有綜合開孔周邊的應力集中產生的影響。其計算應力與許用應力較為接近，并沒有充足的裕量滿足結構對于安定性的具體要求。其中分析法計算在實踐中對于最大薄膜以及加彎曲應力強度具有較為顯著的應力限制作用。而相對于較薄的殼體，通過控制開孔位置殼體設計的厚度主要通過安定性準側進行處理。因此，通過壓力面積法缺乏足夠的可靠性。通過壓力面積法進行計算分析，針對較大直徑的殼體一般開孔，壓力面積法有效補強寬度相對較大，殼體可以進行補強的面積相對較大，在進行開孔結構設計中補強設計相對較為保守，在其開孔率以及殼體徑厚相對較大的時候則就會出現相反的問題，根據壓力面積法設計無法滿足結構安定性的實際需求。

結束語

利用圓筒徑向接管開孔補強方式進行大開孔補強設計安全穩定，此種方式是基于我國薄殼理論獲得的應力分析方式，其精度與適用范圍廣泛。

參考文獻

[1]張靜.壓力容器設計中的開孔補強設計探究[J].中國石油石化，2017（10）：84–85.

[2]艾波，謝育輝，任相軍.應力腐蝕環境下壓力容器大開孔的計算方法分析[J].安全、健康和環境，2018，18（12）：24–28.

[3]蘭春林，張涵進.壓力容器封頭上錐形接管開孔補強的計算[J].石油和化工設備，2017（4）.

作者：蔡敏 單位：福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院漳州分院