压力容器结构和技术要求常见问题 第14部分

原创 胡伟明  2020-08-23 20:56:00  阅读 369 次 评论 0 条
摘要:

双鞍座卧式容器问题双鞍座卧式容器除根据总体薄膜应力强度公式按设计压力计算壁厚并进行水压试验校核外,还要对如下应力进行计算和校核。(1)筒体轴向组合拉(压)应力, 此力由轴向薄膜应力和重量载荷产生的弯曲应力组成。需要校核的危险断面是筒体二支座中点及鞍座处的横断面;(2)筒体切向剪应力,此力系由筒体弯曲产生的竖剪应力引起,发生在鞍座处筒体横断面内。当 A>0.5Rm 且筒体在鞍座平面上有加强圈时,刚性足够,其最大值位于截面的水平中心线处;在鞍座平面上无加强圈或靠近鞍座处有加强圈或 A≤0.5Rm 时

双鞍座卧式容器问题

双鞍座卧式容器除根据总体薄膜应力强度公式按设计压力计算壁厚并进行水压试验校核外,还要对如下应力进行计算和校核。

(1)筒体轴向组合拉(压)应力, 此力由轴向薄膜应力和重量载荷产生的弯曲应力组成。需要校核的危险断面是筒体二支座中点及鞍座处的横断面;

(2)筒体切向剪应力,此力系由筒体弯曲产生的竖剪应力引起,发生在鞍座处筒体横断面内。当 A>0.5Rm 且筒体在鞍座平面上有加强圈时,刚性足够,其最大值位于截面的水平中心线处;在鞍座平面上无加强圈或靠近鞍座处有加强圈或 A≤0.5Rm 时,其最大值则位于靠近鞍座边角处;

(3)筒体周向组合压应力, 此力系由周向弯矩产生的周向弯应力与支座反力产生的周向压应力组成。在鞍座边角处,周向组合压应力最大;在鞍座最低处,支座反力产生的周向压应力最大,但无周向弯曲应力。此二处均为需要校核的危险截面。

在计算周向组合压应力时,若为真空容器,应计入环向薄膜压应力;若为内压容器,应以充满物料或水但未升压时的工况进行计算。

三鞍座问题

(1)考虑支承平面的微小差异可能对支承反力分布的影响,计算反力应取实际反力的 1.2 倍;

(2)为使三鞍座处筒体的轴向力较均匀,取两端支座中心至封头切线的距离 A≤0.145L 比较合适;

(3)为了充分利用封头对筒体邻近部分的加强作用,应尽可能将支座设计得靠近封头。当 A/Rm≤0.5 时,可认为封头对支座部分的筒体起到加强作用。

鞍座处筒体周向压应力问题

鞍座处筒体的周向压应力随鞍座包角θ和鞍座宽度以及筒体壁厚的增加而减小。当周向压应力不满足校核条件时,一般不考虑增加筒体壁厚,而首先考虑在鞍座和筒体之间增设鞍座垫板以对筒体进行局部加强,这可有效地降低周向压应力。若加垫板不能满足要求,可适当增大鞍座包角θ或鞍座宽度,或二者同时增加;若上述措施仍不能满足要求时,可考虑在鞍座面上增设加强圈。对需要进行整体热处理的卧式容器,最好增设鞍座垫板,且应在热处理前焊好,以防热处理时鞍座处被压瘪。

鞍座位置A的问题

受简支梁那种模式的作用力,在 A=0.207L 的时候,鞍座跟中间位置的弯矩是一样的,所以它要提 A=0.2L。

实际上防止鞍座截面弯矩太大。另外材料许用应力的推导,A 值在 0.207L 的时候,两个弯矩一样,也就是弯矩是最小的。

1.根据材料力学分析,当跨中截面与支座截面弯矩相等时,用料及应力分布最合理,由此原则导出支座中心与封头切线间的距离 A=0.207L, 如果大于此值支座处的轴向弯曲应力将显著增加。

2.封头的刚性一般比筒体大,对筒体有局部加强作用,试验证明 A≤0.5Ra 时,封头对筒体有加强作用。当 A>0.5Ra 或筒体无加强措施而刚性不足时,在周向弯矩的作用下,鞍座处筒体上将产生“扁塌”现象,成为无效区不起承载作用,使支座处筒体中各种应力增加。

根据以上两点得出确定卧式容器鞍座的最佳位置,首先必须满足 A=0.2L,其次尽量使 A≤0.5Ra。


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