理论教育 大型球罐接管补强锻件的结构优化设计

大型球罐接管补强锻件的结构优化设计

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:球形储罐接管常采用整体补强锻件进行补强。然而,当采用整体补强锻件并进行补强设计时,却会出现难于按GB150—1998《钢制压力容器》规定的等面积补强法确定有效补强范围的现象,对于小接管还会出现壳体有效补强范围内补强面积不够的情况,因此设计者不得不靠增加接管厚度来增加有效补强范围。对于大型薄壁球壳的开孔接管,由于变形协调所造成的边缘应力衰减范围较宽,有效补强范围未必局限于GB150—1998《钢制压力容器》的规定。

大型球罐接管补强锻件的结构优化设计

大型球罐的公称容积可达10000m3,内径为26800mm(参见GB/T17261—1998《钢制球形储罐型式与基本参数》),而存储介质的性质决定了其存储压力并不太高,设计压力往往不大于4MPa,这使得大型球罐成为大型薄壁容器,并通常按常规进行设计。球形储罐接管常采用整体补强锻件进行补强。然而,当采用整体补强锻件并进行补强设计时,却会出现难于按GB150—1998《钢制压力容器》规定的等面积补强法确定有效补强范围的现象,对于小接管还会出现壳体有效补强范围内补强面积不够的情况,因此设计者不得不靠增加接管厚度来增加有效补强范围。实际上,球壳的开孔接管处应力状况非常复杂,应力集中不仅与开孔有关,还与该部位的变形协调有很大关系。对于大型薄壁球壳的开孔接管,由于变形协调所造成的边缘应力衰减范围较宽,有效补强范围未必局限于GB150—1998《钢制压力容器》的规定。此外,由于采用整体补强锻件,其结构特点如过渡圆角、补强面积的分布等可以满足分析设计标准的结构要求,因此大型球罐上的开孔接管的整体补强锻件可以参照分析设计标准进行设计。由于分析设计标准中的等面积补强法在确定有效补强宽度时,充分考虑了整体补强锻件锥颈的影响,可较好地解决有效补强范围问题。

本节中拟应用应力分类与评定的方法,对整体补强锻件进行优化设计,使其在满足应力强度评定前提下尺寸最小。(www.daowen.com)

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