压力容器设计中开孔补强设计的应用研究

劳志毅

【摘   要】开孔补强设计属于压力容器设计的关键步骤。工作压力容器的使用寿命很大程度上取决于开孔补强的质量，因为在这一阶段，我国已经颁布了压力容器设计管理体系。因此，必须高度重视压力容器开孔补强的设计工作，以减少开孔对容器壁抗压强度的不利影响，并且解决大量局部应力集中在壳体和结合处的问题。

【关键词】开孔补强设计;压力容器;设计

引言

在压力容器的设计和制造的整个过程中，孔的实际操作极为重要，这可以改善压力容器的整体性能。然而，在压力容器开孔的实际操作之后，机械和设备的整体结构可能会发生一定程度的转变，例如内部工作压力和对局部地应力的承受能力，这可能会造成安全隐患。在整个操作过程中功率不足，在压力容器设计的整个过程中，使用开孔补强件可以合理地消除上述安全隐患。

1.压力容器概述

为了确保压力容器的质量并满足客户的要求，在压力容器的设计，生产和制造的整个过程中应坚以下标准。一是工艺性能标准。压力容器广泛用于工业生产中，自然环境和标准更加多样化。根据具体情况，应对工作压力，温度和制造进行综合考虑，以符合每种加工技术的制造规定。二是协调能力标准。为了显示压力容器维修保养的便利标准，为了确保压力容器操作的安全，充分发挥其作用必须确保减少设计，降低维护难度系数与设计成本。

2.开孔补强设计内容

2.1基础概念

受开孔补强承载力的影响，当壳体开孔后，开孔、力度减少其应力增加，在这一点上，必须执行开孔补强计划，以使应力可以在某个升力极限的值范围内。在实际过程中，应根据开口的大小、数量、厚度、空间和容器体积的需要，决定使用普通补强还是局部补强。压力容器开口各点的力实际上是不相等的，因此需要补强一些位置，可以使用补强圈、整锻件、厚壁管来加固补强。为了维持压力容器的整体操作，可以根据容器的需要适当地补强孔口，以满足孔口中的压力需求。

2.2开孔补强计算原则

在执行开口和补强的设计时，应考虑补强方案、补强位置、张力、开口的数量，容器的體积等会影响项目的整体效果。另外，开孔补强的计算原理也直接影响设计效果。最常用的设计解决方案之一是B1+B2+B3≥B，B1是实际护套厚度减去剩余面积，计算出的厚度，B2是从计算出的厚度中除去实际管道厚度后剩余的面积，而B3在焊接区域中，由焊接形成的焊接区域。B表示通过减小张力打开压力容器时形成的补强件的面积，加固是压力容器制造中的重要因素。在补强特定结构的过程中，应评估和研究来自不同角度的不同数据结果。

2.3开孔补强结构

开孔补强是压力容器设计过程中必不可少的一项环节，一般来说，开孔周围的抗压强度会随之减少。为了提升其抗压强度，需要进行开孔补强。针对不同的操作条件，可选择在容器上留置多个工艺孔，并采用多种材料制作压力容器。这样，压力容器中的抗压强度便会降低。为了提高开孔处的承载能力，通常采用的补强结构有∶补强圈补强、整锻件补强及厚壁管补强。

3.开孔补强设计在压力容器中的设计

3.1整体锻件补强

为了提高容器的安全操作水平和强度，有必要在打开容器后增加其强度，这是开启开孔补强的内容。以此方式，压力容器开孔补强设计是整个过程。与补强圈相比，整体锻件补强技术仍具有一些优势。在整体锻件补强时时，应考虑到客观因素的各个方面，主要是考虑到接管与壳体之间的平滑过渡，并合理地使用其，整体锻件补强技术。该技术的操作过程复杂，受多种因素的限制，因此需要大量的劳动力和物质资源，因此，员工应谨慎选择此方法。

3.2补强圈补强

在设计和优化补强圈时，必须选择合适的厚度和强度。当厚度太大或太小时，不利于补强设计的效果。使用压力容器时，如果要使用补强圈补强设计，则必须考虑白天和晚上的温度变化和温差以及顺周围环境。当需要增加容器的补强时，可以使用普通的补强方法。补强圈的厚度应小于壳体开口厚度的1.5倍。在选择压力容器时，必须避免那些容易被污染，有辐射，容易被人体损坏的压力容器，并坚决杜绝那些引起疲劳负荷的压力容器。在具体的补强圈设计过程中，需要选择合适的补强范围。通常，规格范围是：容器温度不高于360℃，设计压力低于4.0 MPa，容器壳钢的抗拉强度下限小于550 MPa，容器的标称厚度容器开口不超过38毫米。

4.压力器开孔补强设计所需注意事项

4.1积极使用补强圈

鼓励在具体的开孔补强设计过程中使用各种补强圈，仔细检查角焊缝是否泄漏，并以合理和标准化的方式使用补强设计。在使用补强圈的过程中，有必要根据实际情况根据标准补强圈的各种数据合理选择补强圈的值。以补强圈的结构和性能作为特定操作的参考标准，而这主要是由于补强圈钻孔用于排气，当容器温度上升时，补强圈与壳体之间所存有间隙内部空气会因受热而膨胀，因此，处于对安全的考利，需要在补强圈上钻孔排出空气。

4.2选择适宜接管长度

对于厚壁接管，当具体提到加固操作时，接管的长度直接影响补强操作的质量。因此，必须确保接管具有一定的长度，以确保补强圈和贴合壳的无缝连接。当接管的长度短或长时，会直接影响技术人员的焊接效果，同时又不能起到补强作用。在特定的工作过程中，技术人员可以直接焊接法兰和连接管，以平滑地连接接管和连接容器，并发挥自己的作用。

5.结语

综合上文所述，在压力容器设计的整个过程中，根据具体情况开发开孔补强设计是关键步骤之一。随着我国压力容器设计工艺的发展趋势，已颁布了有关现行政策，以制定有关压力容器开孔补强设计的有关规定。根据计算，在标准的规定下与整个特定的过程中，在更严格、更详细的规定中明确提出了开孔、补强设计等的安全性和成本效益，在设计过程中值得进行实践研究。

参考文献

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[3]张粟森. 开孔补强设计在压力容器设计中的应用探析[J]. 房地产导刊， 2019（33）：254.

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