摘要：对压力容器上进行开孔将可以降低压力容器的压力容量，但这将在其设计过程中对压力容器造成危险。 因此，在打开孔之后需要对压力容器进行开孔补强。本文从开孔补强方法方面进行了阐述，并提出在这过程中应该注意的一系列问题。
关键词：压力容器；开孔补强设计；应用
引言：随着化学工业的发展，越来越多的工厂采用压力容器，其安全性越来越受到重视。 孔加固设计是压力容器设计中不可或缺的一部分。 虽然设计和计算在标准和规范中有明确规定，但安全，经济和合理的设计仍然是摆在我们面前的主题。 错误计算可能导致容器损坏，甚至导致员工受伤或经济浪费。 根据压力容器（GB150.1~gb150.4-2011）的规定，应用适当合理的开孔补强设计是压力容器在设计过程最为关键的步骤。
一、压力容器的开孔补强设计
1.开孔补强的设计
1.1压力面积法：压力面积法是西德AD规范中采用的一种裸眼加固方法，其开孔比可达0.8，大于等面积法。当开孔比超过等面积法的适用范围时，常用的加固方法是:压力面积法有以下含义:[]σσ≤+ PAAP21(f1)ap是演出区钢筋的有效范围内的压力;Aσ-is壳的横截面积,关节,和加强金属强化的有效范围内;P-Design压力;(σ)——材料的许用应力公式(1)是基于压力负荷之间的平衡的有效加固面积壳和壳层的承载力,即压力形成的pressure-receiving区域壳。在有效加固范围内，载荷与套管、连接管和加固材料的承载能力相平衡。变形的公式(1),得到方程(公式2):美联社•P < Aσ•2[]pσ(公式2)的左端项是由的负载压力套管的接收区域的压力。公式的右端项为具有荷载能力的材料的承载能力大于由压力引起的荷载，故用不等式连接。2[]pσ正确的项是由于使用的“中等直径”的公式。
1.2等面积补强法和等面积法是基于大开板开孔模型。但随着壳体开口直径的增大，不仅在开口边缘产生了较大的薄膜应力，而且产生了较大的弯曲应力，因此无法采用该方法。等面积法是壳体部分的承重面积，而壳体部分由于开口而变弱。补强材料需要补偿面积，这实质上是由于开口而损失的壳体部分的强度，即削弱的轴承面积A乘以壳体。材料的许用应力(σ)t在设计温度,即t•(σ),是由增强材料补偿。当增强材料与壳体材料相同时，增强面积等于削弱面积。同等面积的方法。当补强材料与壳体材料不同时，当补强材料的允许应力小于壳体材料时，应根据壳体材料与配筋材料的允许应力比增加补强面积;坚固区域不能缩小。套管开孔后，在开孔边缘产生局部高应力。根据局部应力分布的分布规律，应力在远离孔边的地方回归到正常水平。为了有效发挥补强材料的强度，补强材料应置于开口附近的高应力区域，即在有效补强范围内。对于加固计算，所有在有效加固范围内的多余面积(即有效厚度所需面积减去套管强度或接头本身所需面积)都可以用作加固面积。
2.在压力容器开口筋的具体设计中计算了开口筋的设计。除了加固方法的选择,结构和形式,A1 + A2 + A3≥也应该计算。如果需要额外的加固，则认为是有效的加固。A4的增加可以使范围:A4 + A1 + A2 + A3≥,shell削弱了区域加强由于开放;a1 -壳体的有效厚度减去计算出的厚度以外的多余面积;接管的有效厚度减去超出计算厚度的超额面积;3.3焊缝金属在钢筋区的截面面积。这样就确定了开口是否需要加固，同时要求加固材料的开口尺寸和性能达到相应标准的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆示例计算:一个内部压力缸P = 2.3 mpag,设计温度t = 103°C,Di = 1200毫米,内径公称厚度的汽缸δn = 14毫米,现在打开一个洞在汽缸M:φ530x14 h1的高度连接= 200毫米缸和连接材料都是Q345R。物质需求的压力(σ)t = 170 mpa,汽缸C1 = 0.3毫米厚度负偏差,腐蚀边缘C2 = 3毫米,试图计算出钢筋。根据GB150.1 ~ gb150.4 - 2011和其他地区强化方法(1)所需的钢筋面积气缸开削弱= dδ+ 2δδet(1-fr)= 4896平方毫米。(2)钢筋面积计算壳多金属面积A1 =(罪犯)(δe-δ)2δe t(δe-δ)(行进r)= 545.8平方毫米。接管多余的金属区域A2 = 2 h1 h2(Δet-δt)fr + 2(δet-C2)fr = 1229平方米。补强区焊缝面积为A3=64mm2t [A1+A2+A3=1839mm2，小于A，需要补强。所需加固面积为3057mm2。增加加强圈φ840x14,材料Q345R,A4 = 4247平方毫米。满足加固要求。地点:δ= 9.627毫米,δe =δn-C1-C2 = 10.7毫米,fr = 1,B = 1017 m m,d = 508.6毫米,h1 = 84.38毫米,h2 = 0 m m,δt = 3.419毫米,δet = 10.7毫米。
3.开孔补强设计中面临的问题
3.1在设备的制造过程中，卷取长度的延长是足够的。通常在连接前焊接法兰和接头，加强环和壳体焊接。为了确保加强环在卷取和壳体的角焊缝处配合良好，焊缝通常与壳体的外表面齐平接地。如果接头长度过短，就很难甚至不可能对加强环的焊缝和焊缝进行焊接。
3.2确定了公称直径小于50的加强环的外径。当设计压力大于2.5 MPa时，即使开孔公称直径小于等于80，也必须进行开孔配筋计算。当计算结果表明需要增加配筋时，可考虑增加喷嘴壁厚或增加强环。增强环标准(JB/T4736-2002)最小增强环尺寸为DN50，即公称直径小于50，为非标准增强环。我们可以参考标准的加固环进行设计。结构形式及制造检验要求均以标准为准，设计人员仅确定加强圈外径。公称直径小于50的开口，由于其开口直径较小，计算时可能需要加固环的外径非常小，但计算出的加固环外径无法通过此计算确定。由于加强环有螺纹孔进行泄漏检测，尺寸为M10;另一方面，焊接坡口也占有一定的空间位置。因此，为了满足上述要求，加固环的外径最好不小于130毫米。
二、开孔补强的应用
压力容器是一种能够承受压力的密闭容器都属于压力容器。压力容器的用途极为广泛，它在工业、民用、军工等许多部门以及科学研究的许多领域都具有重要的地位和作用。其中以在化学工业与石油化学工业中用最多，仅在石油化学工业中应用的压力容器就占全部压力容器总数的50 %左右。压力容器在化工与石油化工领城,主要用于传热、传质、反应等工艺过程，以及贮存、运输有压力的气体或液化气体;在其他工业与民用领域亦有广泛的应用，如空气压缩机。各类专用压缩机及制冷压缩机的辅机(冷却器、缓冲器、油水分离器、贮气罐、蒸发器、液体冷陈剂贮雄等)均属压力容器。
结束语
孔加固设计是压力容器设计的重要组成部分，是保证容器安全运行的重要因素。因此，我们必须更仔细地对待它，以便设计准确，制造安全，使用可靠。在总结。在压力容器的设计,具体的加固方法和具体应该采取强化措施根据压力容器的工作条件,也就是说,容器的开口的大小,具体形状的头和容器的特定的工作条件。
参考文献：
[1]祁玉红.有关开孔补强的两个问题[J].青海大学学报（自然科学版）,2001(04):35-37.
[2]兰俊平,压力容器开孔补强的探讨[J].实验室科学，2008（03）：153-154.
论文作者:李艳娟,李彦军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/2
标签：压力容器论文; 面积论文; 壳体论文; 补强论文; 开孔论文; 材料论文; 应力论文; 《基层建设》2018年第29期论文;