開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

董小玉

(江蘇永泰壓力容器有限公司，江蘇泰州225500)

摘要：對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，能夠有效提高壓力容器設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。基于此，本文將對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)進(jìn)行簡單介紹，其中主要包括開孔補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)以及開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算兩方面內(nèi)容。并對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，其中主要包括在壓力容器補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及在壓力容器鍛件補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用四方面內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì);壓力容器設(shè)計(jì);厚壁接管

隨著時(shí)代的發(fā)展，壓力容器的設(shè)計(jì)方法以及設(shè)計(jì)流程也發(fā)生了一定變化，在進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，其中最關(guān)鍵的一步就是在容器壁上進(jìn)行開孔，這種方法能夠?yàn)榻酉聛淼闹谱鞴ぷ魈峁┍憷麠l件，方便壓力容器進(jìn)行維修的同時(shí)還能降低安裝難度。但是在壓力容器壁上進(jìn)行開孔，會(huì)對(duì)壓力容器的整體結(jié)構(gòu)造成.定影響，降低壓力容器壁的承受能力。對(duì)壓力容器進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)能夠有效解決這一問題，同時(shí)還能夠提高壓力容器的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

一、對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

(一)開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)

開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)指的是壓力容器在進(jìn)行開孔操作之后形成的結(jié)構(gòu)，壓力容器在進(jìn)行開孔操作之后，自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會(huì)遭到破壞，同時(shí)容器自身的抗壓性也會(huì)遭到破壞，影響最終壓力容器結(jié)構(gòu)的應(yīng)用質(zhì)量。在制作壓力容器的過程中，由于施工環(huán)境的不同，使用的制作材料也就不同，在制作過程中，需要在壓力容器外壁上預(yù)留出幾個(gè)小孔，這種方式雖然能降低壓力容器的安裝難度，但是壓力容器的抗壓性也會(huì)降低，導(dǎo)致壓力容器的使用時(shí)問縮短。由此可以看出，在進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，必須對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行充分考慮，避免在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)抗壓能力降低的現(xiàn)象。

(二)開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的計(jì)算

在對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)開孔之后，壓力容器的質(zhì)量會(huì)發(fā)生一定變化，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因就是壓力容器中應(yīng)力的變化以及補(bǔ)強(qiáng)方法的變化等。除了以上兩種影響因素之外，開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的計(jì)算也是影響條件之一，其中主要采用的計(jì)算公式為A1+A2+A3大于A，其中A1為壓力容器中的有效厚度與計(jì)算厚度之外多余面積的差，A2為壓力容器中接管有效厚度與計(jì)算厚度之外多余面積的差，A3為焊接過程中產(chǎn)生縫隙的橫截面積，A表示為壓力容在開孔之后需要進(jìn)行的補(bǔ)強(qiáng)差。通過以上公式能夠發(fā)現(xiàn)，在對(duì)壓力容器進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的過程中，各個(gè)階段的補(bǔ)強(qiáng)量相加需要超過需要的補(bǔ)強(qiáng)量，只有這樣也能避免補(bǔ)強(qiáng)過程中其他因索的影響。在對(duì)壓力容器進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的過程中，由于其中存在的不確定因素較多，因此在實(shí)際操作過程中需要從多個(gè)方面進(jìn)行研究。

二、開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

(一)在壓力容器補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在對(duì)壓力容器補(bǔ)強(qiáng)圈進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的過程中，為了保證最終的補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量，相關(guān)人員需要對(duì)補(bǔ)強(qiáng)圈的應(yīng)用范圍進(jìn)行控制。通常情況下，壓力容器中的壓力設(shè)計(jì)需要在6.4MP以下，壓力容器的溫度設(shè)計(jì)在350攝氏度以下，開孔部位的設(shè)計(jì)厚度應(yīng)在38毫米以下，其中鋼材的抗拉強(qiáng)度應(yīng)該在540MPA以上。同時(shí)在進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，不能夠用鋼制容器盛放置具有毒性的物質(zhì)，同時(shí)不能承載超過自身承載范同的物質(zhì)。在對(duì)壓力容器補(bǔ)強(qiáng)圈進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的過程中，需要對(duì)其中的補(bǔ)強(qiáng)板厚度進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，如果壓力容器的厚度過高，則需要對(duì)其進(jìn)行多縫焊接，這種焊接方式會(huì)產(chǎn)生一定的不連續(xù)應(yīng)力，對(duì)壓力容器的抗壓結(jié)構(gòu)形成一定影響。

另外，如果在進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)的過程中，外界環(huán)境溫度的變化情況比較大，壓力不在安全范圍之內(nèi)時(shí)，為了保證補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量，則不能夠進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

(二)在壓力容器鍛件補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

對(duì)壓力容器進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的根本目的是提高壓力容器整體的抗壓能力，主要是通道測(cè)量、設(shè)計(jì)、實(shí)施以及檢測(cè)的方式進(jìn)行。在對(duì)壓力容器中的鍛件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，需要對(duì)壓力容器的整體性進(jìn)行充分考慮。這種補(bǔ)強(qiáng)方式與上一種補(bǔ)強(qiáng)方式相比具有應(yīng)力分布均勻等特點(diǎn)，能夠?qū)⒀a(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的價(jià)值充分發(fā)揮出來。由于在補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的過程中，存在較多的客觀影響因素，因此在實(shí)際施工過程中應(yīng)該注意該技術(shù)的應(yīng)用方式以及應(yīng)用范圍，保證實(shí)際施工過程與施工圖紙之間的匹配度，在此過程中如果出現(xiàn)細(xì)小的施工變化，都會(huì)影響最終的應(yīng)用質(zhì)量，甚至需要重新進(jìn)行技術(shù)施工。加上這種施工方式在實(shí)際應(yīng)用過程中的施工成本較高，同時(shí)施工難度也比較大，因此如果重新進(jìn)行施工的話，會(huì)造成大量施工材料以及施工時(shí)間的浪費(fèi)，提高施工成本。

(三)壓力容器設(shè)計(jì)壁厚接管補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在對(duì)壓力容器進(jìn)行厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的過程中，最關(guān)鍵的因素就是對(duì)材料進(jìn)行正確選擇，其中主要包括對(duì)材料的性質(zhì)進(jìn)行選擇、對(duì)材料的功能進(jìn)行選擇以及對(duì)材料的使用特征進(jìn)行選擇等，在確定材料時(shí)，需要對(duì)材料的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，保證使用的補(bǔ)強(qiáng)材料與壓力容器材料保持一致。除了以上注意事項(xiàng)之外，還需要對(duì)材料的強(qiáng)度進(jìn)行有效控制，許多人認(rèn)為，材料的強(qiáng)度越高，其自身的補(bǔ)強(qiáng)效果也就越好，這種想法是錯(cuò)誤的。加果在實(shí)際應(yīng)用過程中補(bǔ)強(qiáng)材料的強(qiáng)度過高，則無法充分發(fā)揮出自身的補(bǔ)強(qiáng)效果，甚至還會(huì)增加補(bǔ)強(qiáng)難度。例如，如果補(bǔ)強(qiáng)材料的強(qiáng)度過高，將會(huì)造成壓力容器的穩(wěn)定性降低、牢固性降低，如果補(bǔ)強(qiáng)材料的強(qiáng)度較小，則在施工過程中必須適當(dāng)增加接管壁的厚度，由此可以看出，在進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理的過程中，只有保證補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)度與壓力容器強(qiáng)度之間具有較高吻合性，才能夠提高最終的補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量。

三，結(jié)論

綜上所述，隨著人們對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)的關(guān)注程度越來越高，如何提高壓力容器的設(shè)計(jì)質(zhì)量，成為有關(guān)人員關(guān)注的重點(diǎn)問題。本文通過對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行研究，能夠有效提高壓力容器的設(shè)計(jì)質(zhì)量，同時(shí)還能提高壓力容器的承載能力。由此可以看出，對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，能夠?yàn)榻窈箝_孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)的應(yīng)用和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]黃集旭，開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].化工管理，2016( 35): 18.

作者簡介：

董小玉，江蘇永泰壓力容器有限公司。