船舶锅炉压力容器的开孔问题

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压力容器的开孔及补强

第13章压力容器的开孔与补强本章重点内容及对学生的要求：（1）回转壳体上开小孔造成的应力集中；（2）开孔补强的原则、补强结构和补强计算；（3）不另行补强的要求；（4）GB150-98对容器开孔及补强的有关规定。

第一节容器开孔附近的应力集中1、相关概念（1）容器开孔应力集中（Opening and stress concentration ）在压力容器或设备上开孔是化工过程操作所决定的，由于工艺或者结构的需要，容器上经常需要开孔并安装接管，例如：人孔、手孔、进料与出料口等等。

容器开孔接管后在应力分布与强度方面会带来下列影响：◆ 开孔破坏了原有的应力分布并引起应力集中。

◆ 接管处容器壳体与接管形成结构不连续应力。

◆ 壳体与接管连接的拐角处因不等截面过渡而引起应力集中。

上述三种因素均使开孔或开孔接管部位的引力比壳体中的膜应力大，统称为开孔或接管部位的应力集中。

（2）应力集中系数（stress concentration factor ）常用应力集中系数Kt 来描述开孔接管处的力学特性。

若未开孔时的名义应力为σ，开孔后按弹性方法计算出的最大应力为σmax ，则弹性应力集中系数为：σσmax=t K （1）压力容器设计中对于开孔问题研究的两大方向是： ✧ 研究开孔应力集中程度，估算K t 值；✧ 在强度上如何使因开孔受到的削弱得到合理的补强。

2、平板开小孔的应力集中Fig. 1 Variation in stress in a plate containing a circular hole and subjected to uniform tension设有一个尺寸很大的巨型薄平板，开有一个圆孔，其小圆孔的应力集中问题可以利用弹性力学的方法进行求解。

承受单向拉伸应力开小圆孔的应力集中如图1所示，只要板宽在孔径的5倍以上，孔附近的应力分量为：⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=θστθσσσθσσσθθ2sin 32122cos 312122cos 34121242224222422222r a r a r a r a r a r a ra r r （2）平板开孔的最大应力在孔边2πθ±=处，孔边沿a r =处：σσστπθθθ3,0max 2===±=r应力集中系数：0.3max==σσt K 3、薄壁球壳开小圆孔的应力集中如图2所示，球壳受双向均匀拉伸应力作用时，孔边附近任意点的受力为：Fig. 2 Variation in stress in a sphere shell containing a circular hole孔边处r=a ，σσ2max = , 应力集中系数0.2max==σσt K 4、薄壁圆柱开小圆孔的应力集中如图3所示，薄壁柱壳两向薄膜应力δσ21pD =，δσ42pD =，如果开有小圆孔，则孔边附近任意点的受力为：⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=θστθσσσθσσσσθθ2sin 32142cos 3141432cos 34122312422214212242222122r a r a r a r a r a r a ra r r （3）Fig. 3 Variation in stress in a cylindrical shell containing a circular hole孔边处r 1r 3r=a,=0,=(-con2),=02θθσσθστ。

压力容器的开孔与补强

容器开孔接管后在应力分布与强度方面会带来下列影响：◆ 开孔破坏了原有的应力分布并引起应力集中。

◆ 接管处容器壳体与接管形成结构不连续应力。

◆ 壳体与接管连接的拐角处因不等截面过渡而引起应力集中。

上述三种因素均使开孔或开孔接管部位的引力比壳体中的膜应力大，统称为开孔或接管部位的应力集中。

（2）应力集中系数（stress concentration factor ）常用应力集中系数Kt 来描述开孔接管处的力学特性。

承受单向拉伸应力开小圆孔的应力集中如图1所示，只要板宽在孔径的5倍以上，孔附近的应力分量为：⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=θστθσσσθσσσθθ2sin 32122cos 312122cos 34121242224222422222r a r a r a r a r a r a ra r r （2）平板开孔的最大应力在孔边 2πθ±=处，孔边沿a r =处：σσστπθθθ3,0max 2===±=r应力集中系数：0.3max==σσt K 3、薄壁球壳开小圆孔的应力集中如图2所示，球壳受双向均匀拉伸应力作用时，孔边附近任意点的受力为：Fig. 2 Variation in stress in a sphere shell containing a circular hole孔边处r=a ，σσ2max = , 应力集中系数0.2max==σσt K 4、薄壁圆柱开小圆孔的应力集中如图3所示，薄壁柱壳两向薄膜应力δσ21pD =，δσ42pD =，如果开有小圆孔，则孔边附近任意点的受力为：⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=θστθσσσθσσσσθθ2sin 32142cos 3141432cos 34122312422214212242222122r a r a r a r a r a r a ra r r （3）Fig. 3 Variation in stress in a cylindrical shell containing a circular hole孔边处r 1r 3r=a,=0,=(-con2),=02θθσσθστ。

2020年压力容器的开孔与补强

（情绪管理）压力容器的开孔和补强第13章压力容器的开孔和补强本章重点内容及对学生的要求：（1）回转壳体上开小孔造成的应力集中；（2）开孔补强的原则、补强结构和补强计算；（3）不另行补强的要求；（4）GB150-98对容器开孔及补强的有关规定。

第壹节容器开孔附近的应力集中1、关联概念（1）容器开孔应力集中（Openingandstressconcentration）于压力容器或设备上开孔是化工过程操作所决定的，由于工艺或者结构的需要，容器上经常需要开孔且安装接管，例如：人孔、手孔、进料和出料口等等。

容器开孔接管后于应力分布和强度方面会带来下列影响：◆开孔破坏了原有的应力分布且引起应力集中。

◆接管处容器壳体和接管形成结构不连续应力。

◆壳体和接管连接的拐角处因不等截面过渡而引起应力集中。

上述三种因素均使开孔或开孔接管部位的引力比壳体中的膜应力大，统称为开孔或接管部位的应力集中。

（2）应力集中系数（stressconcentrationfactor）常用应力集中系数Kt来描述开孔接管处的力学特性。

若未开孔时的名义应力为σ，开孔后按弹性方法计算出的最大应力为σmax，则弹性应力集中系数为：（1）压力容器设计中对于开孔问题研究的俩大方向是：✧研究开孔应力集中程度，估算K t值；✧于强度上如何使因开孔受到的削弱得到合理的补强。

2、平板开小孔的应力集中Fig.1Variationinstressinaplatecontainingacircularholeandsubjectedtouniformtension 设有壹个尺寸很大的巨型薄平板，开有壹个圆孔，其小圆孔的应力集中问题能够利用弹性力学的方法进行求解。

承受单向拉伸应力开小圆孔的应力集中如图1所示，只要板宽于孔径的5倍之上，孔附近的应力分量为：（2）平板开孔的最大应力于孔边处，孔边沿处：应力集中系数：3、薄壁球壳开小圆孔的应力集中如图2所示，球壳受双向均匀拉伸应力作用时，孔边附近任意点的受力为：Fig.2Variationinstressinasphereshellcontainingacircularhole孔边处r=a，,应力集中系数4、薄壁圆柱开小圆孔的应力集中如图3所示，薄壁柱壳俩向薄膜应力，，如果开有小圆孔，则孔边附近任意点的受力为：（3）Fig.3Variationinstressinacylindricalshellcontainingacircularhole孔边处。

压力容器开孔及补强设计

平板开椭圆孔的应力集中
1、几点结论
•在球壳上开圆孔的应力集中系数（）小于开
椭圆孔的应力集中系数（
）
•在圆柱壳上开圆孔时的应力集中系数（
）
•若要开设椭圆孔，则应使椭圆孔的长轴与壳体
轴线垂直此时（
）
压力容器开孔及补强设计
内压壳体开孔的应力集中
•由于开孔后多焊有不同厚度的接管，应力集中系数比较复杂，采用理论计算和实验测定相结合的办法。
•当越大，即开孔直径越大时应力集中系数越高。相反，减小孔径，增大壳壁厚度均可降低应力集中系数。 •内伸式接管的应力集中系数较低，尤其是内伸接管壁厚较厚时能有效地降低应力集中。
压力容器开孔及补强设计
内压壳体开孔的应力集中
过小或过大时上述曲线均会有较大的误差
球壳带平齐式接管的应力集中系数
壳壁过厚，即过小时，应力沿壁厚分布的不均匀性增大，应力集中系数将明显比图示值减小
(mm)
检查孔最少数量
检查孔最小尺寸(mm)
人孔
手孔
备注
300-500 500-1000
>1000
手孔2个
人孔1个或手孔 2个(当容器无法
开人孔时)
人孔1个或手孔 2个(当容器无法
开人孔时)
Ф400或长圆孔
400×250， 380×280
Ф400或长圆孔
400×250， 380×280
Ф75或长圆孔
•（2）两相邻开孔中心的距离(对曲面间距以弧长计算)应不小于两孔直径之和的两倍；
•（3）接管公称外径小于或等于89mm；
•（4）接管最小壁厚满足下表3-9的要求。
接管公称外径
25 32 38 45 48 57 65 76

压力容器设计开孔及补强设计

一、开孔应力集中及应力集中系数
（一）开孔应力集中最大应力在孔边，是应力集中最严重的地方。孔边应力集中有局部性，衰减较快。
（二）开孔并带有接管时的应力集中
（三）应力集中系数的计算
rm Rm rm
Rm T
RmT
二、开孔补强设计的要求
第三章压力容器的整体设计问题
（一）允许不另行补强的最大开孔直径
第三章压力容器的整体设计问题
补强区宽度 B=2d B=d+2Tn+2tn
补强区外侧高度
两者中取大值
h1 dtn h1=接管实际外伸长度补强区内侧高度
两者中取小值
h2 dtn
两者中取小值
h2=接管实际内伸长度
注意：
第三章压力容器的整体设计问题
补强材料一般需与壳体材料相同，若补强材料许用应力小于壳体材料许用应力，则补强面积应按壳体材料与补强材料许用应力之比而增加。若补强材料许用应力大于壳体材料许用应力，则所需补强面积不得减少。
（四）补强圈和焊接的基本要求
第三章压力容器的整体设计问题
M检1查0的孔螺纹孔
补强圈与接管及与壳体的焊接是填角焊及搭焊，视容器操作条件及设计要求决定是否全焊透。焊缝的成形应圆滑过渡或打磨至圆滑过渡。
（五）开孔补强的设计准则
第三章压力容器的整体设计问题
开孔补强设计：指采取适当增加壳体或接管厚度的方法将应力集中系数减小到某一允许数值。
补强圈补强
局部补强12..高补强强度圈钢的（厚厚σ度b壁＞超5过4接0被M管补Pa强）补件和壁强铬厚钼的钢1制.5造倍的或容超器过；tmax
（碳钢tmax＝32mm；16MnR tmax＝30mm）；
3.设计压力大整于锻等于件4M补Pa；强

锅炉压力容器的开孔应符合哪些规定？

锅炉压力容器的开孔应符合哪些规定？
为了便于对锅炉、压力容器定期进行内部检验和清理，在锅炉、压力容器上应开设必要的人孔、手孔和检查孔。

开孔后，不仅降低了部件的承载能力，而且还因为开孔造成结构不连续，在开孔边会产生应力集中。

因此，在进行部件结构设计时，对锅炉、压力容器开孔的数量和尺寸作了严格的规定。

对锅炉、压力容器上开设人孔、手孔的数量规定如下：
（1）锅筒内径大于或等于800mm的水管锅炉和锅筒内径大于1000mm的锅壳式锅炉，都应在筒体或封头（管板）上开设人孔；锅筒内径为800～1000mm的锅壳式锅炉，至少应在锅筒或封头（管板）上开设一个头孔。

（2）压力容器内径≥1000mm的，应至少开设一个人孔；内径＜1000mm～≥500mm的，应开设一个人孔或两个手孔。

内径＜500～≥300mm的，至少应开设两个手孔。

锅炉受压元件上开孔的尺寸应符合下列规定：
（1）锅炉受压元件上，椭圆人孔不得小于280×380mm。

人孔圈最小的密封面宽度为18mm。

人孔门凸肩与人孔圈之间总间隙不应超过3mm（沿圆周各点上不超过1.5mm），并且凹槽的深度应达到能完整地容纳密封垫片。

（2）锅炉受压元件上，椭圆头孔不得小于220 X 320mm,颈部或孔圈高度不应超过100mm。

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详解压力容器中开孔补强的一般规定及限制要求

详解压力容器中开孔补强的一般规定及限制要求引言压力容器上的开孔不仅影响结构强度，还会因为接管有着各种载荷所产生的应力、温度应力，以及容器材质和制造缺陷等因素的综合作用，往往是造成容器破坏的根源，所要解决这些问题，就必须了解开孔补强中的规定以及要求。

1.压力容器补强结构解析与一般规定压力容器的补强结构可分为：补强圈搭焊结构和整体补强结构。

1.1补强圈搭焊结构补强当容器采用补强圈搭焊结构时，其应当符合的基本的条件为，容器壳体名义厚度不得大于38mm补强圈的材料厚度不得大于1.5 倍容器壳体的厚度尺寸；使用低合金钢的标准抗拉强度应当小于540MPa若条件许可，优先举荐使用厚壁管代替补强圈进行补强。

当容器为低温压力容器的时候，补强接管应当尽可能采用后壁管进行补强，焊接焊缝应当使用全焊透结构，且焊缝圆滑过渡；带补强板的接管与容器器壁的连接接头应当符合相当于HG/T20583中的G28 G29 G30 G33的要求。

补强板采用与器壁相同的材料，带补强板的结构不得用于容器器壁厚度大于30mm 的场合，也不适用于设计温度低于-40°的场合。

带补强圈的接管与壳体的连接，以及补强圈与壳体搭接的角焊接头壳采用GB15 0中所示结构进行，且接管端部应与容器表面齐平，端部内角应当打磨成R不小于3mm勺圆角。

?a 强圈虽然结构简单，易于加工，但是补强效果较差，补强圈与壳体之间勺间隙不可避免，同时虽然补强圈上设有排气孔，但是补强圈结构在最终勺热处理后应力缺很复杂。

1.2整体补强结构补强当具有下列条件时，应当采用整体补强或者局部整体补强。

①高强度钢(标准抗拉强度大于540MPa和铬钼钢(如15CrMoR 14Cr1MoR 12Cr2Mo1R 制造的压力容器；②补强圈勺厚度大于1.5 倍容器壁厚度；③设计压力大于或者等于4MPa的第三类容器；④容器的壳体壁厚大于或者等于38mm；⑤疲劳压力容器或者容器盛装介质为毒性的高位介质容器。

浅析压力容器常规设计规范中的开孔补强设计

浅析压力容器常规设计规范中的开孔补强设计压力容器的开孔补强设计是压力容器设计的重要环节。

目前,国内压力容器按常规规范设计开孔补强时的常用标准主要有GB150—1998《钢制压力容器》（以下简称GB150)、HG2058-1998《钢制化工容器强度计算规定》(以下简称HG20582)及ASME 锅炉及压力容器规范第Ⅷ卷第一册《压力容器建造规则》(以下简称ASME）. GB150是强制性国家标准,是设计的最低要求,超出GB150开孔范围时，可以采用HG20582计算并遵循HG20583—1998《钢制化工容器结构设计规定》(以下简称HG20583）规定结构进行设计。

压力容器开孔补强设计的方法有很多，如等面积法、压力面积法、安定性分析法、极限分析法、PVRC法、增量塑性理论方法及实验屈服法等等.鉴于软硬件条件的限制和从设计成本考虑,国内一般采用等面积法和压力面积法进行开孔补强设计，上面提及的设计规范就是采用这两种方法设计开孔补强的.1。

各规范开孔补强方法的理论基础GB150和ASME规范均采用等面积法进行开孔补强设计,而HG20582中的补强计算采用的是压力面积补强法。

压力面积法与等面积法的实质是一致的,都是从确保容器受载截面的一次平均应力(平均强度）在一倍许用应力水平的计算方法，都未计及开孔边缘的局部应力和峰值应力对开孔的作用，只是两种方法对壳体有效补强范围的确定上有所不同；在补强金属面积的配置上，压力面积法比等面积法更具有密集补强的特点,对缓和接管根部应力集中的作用较大。

2各规范开孔补强方法的适用范围比较GB150和ASME规范均适用于壳体上开圆形、椭圆形(或类似形状）或长圆形孔.GB150规定孔的短径与长径之比应不大于0。

5;而ASME规定当短径与长径之比小于0. 5时,应增强短径方向的补强。

各规范对开孔直径的相对大小均有限制：GB150适用于d /D t ≤0.5；HG20582适用于d /Dt ≤0.8；而ASME适用于d /D t ≤0。

压力容器的开孔与补强

压力容器的开孔与补强压力容器是一种用于贮存和运输高压气体、液体或者混合物的设备。

它们通常需要承受巨大的压力，在日常使用中，压力容器容易出现开孔和损伤的情况。

这种情况下，我们需要对压力容器进行修复和加固。

下面，我们将重点探讨压力容器的开孔与补强的相关知识。

1. 压力容器开孔的原因压力容器开孔的主要原因是意外撞击和磨损。

在使用过程中，如果受到了外力的冲击或者过度的磨损，压力容器的表面很容易出现开孔或者裂缝。

另外，压力容器还可能在制造和储存过程中出现缺陷，导致它们容易出现开孔和损伤。

2. 压力容器补强的方法常见的压力容器补强方法包括金属厚板贴补、涂覆材料和拉毛加固等。

(1) 金属厚板贴补：该方法是在压力容器的开孔处贴补一块同样厚度的金属板，然后使用焊接技术将其固定。

这种方法的优点是容易操作，效果比较显著，但是需要小心操作，否则可能会导致更严重的气体泄漏。

(2) 涂覆材料：这种方法是把一个薄的涂覆材料铺在压力容器的表面，在开孔处多涂几层。

涂覆材料通常是耐高温、抗腐蚀的特殊塑料或者橡胶材料。

该方法的优点是简单易行，不会对整个压力容器造成太大的影响。

(3) 拉毛加固：这种方法是在压力容器的开孔处用拉毛工具让金属拉伸，使其保持平整。

然后在开孔处焊接一块金属板，以加强其整体性能。

拉毛加固的优点是成本较低，对环境污染较小，适合于一些小型压力容器的修补。

3. 压力容器补强的预防措施在压力容器的设计与制造中，预防措施是非常重要的。

以下几点应该注意：(1) 在制造过程中确保压力容器表面光滑、整齐，不要有裂缝或者瑕疵。

(2) 在储存和运输时要轻拿轻放，防止碰撞和磨损。

(3) 在使用过程中，要对压力容器的外部结构进行定期检查，发现缺陷及时修复。

总之，压力容器是现代工业中必不可少的储存和运输设备。

在使用过程中，如果出现了开孔和损伤的情况，我们应该及时进行修复和加固，以确保其安全稳定运行。

同时，在设计、制造和储存过程中，也要注意预防措施，减少压力容器出现开孔和损伤的可能性。

压力容器圆筒体上大开孔补强问题的探讨

容器》ＨＧ２５２１９＜制化工容器强度计算规、０８－９８钢＜定》ＡＳ及ＭＥ锅炉及压力容器规范第 Ⅷ卷第一册《力容器建造规则》以下简称ＡＳ压（ＭＥ）。ｏｇ５１０是强制性国家标准，设计的最低要求，出是超ｏｇ５开孔范围时，以采用ＨＧ２５２计算并遵１０可０８
要环节。目前，国内压力容器按常规规范设计开孔
补强时的常用标准主要有ＧＢ５ — １９＜制压力１０９８钢＜
比较
ｏｇ１０和ＡＳ５ＭＥ规范均适用于壳体上开圆形、椭圆形（类似形状）长圆形孔。ＧＢ５或或１０规定孔
Ｔ～圆筒体厚度，ｍｍ
ｄ～接管内直径，ｉｍｍｔ一接管厚度，ｍｍＣ～钢板负偏差，１ｍｍ
２各规范开孔补强方法的理论基础
Ｇ５Ｂ１０和ＡＳＭＥ规范均采用等面积法进行开孔补强设计，ＨＧ２５２中的补强计算采用的是而０８压力面积补强法。压力面积法与等面积法的实质是
ＡＳＭＥ规定（Ｇ－３）Ｕ－６
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第３期
压力容器圆筒体上大开孔补强问题的探讨
４５
当Ｄ ≤ ６１２ｍｍ），孔最大直径ｄｉＯｉ５０ｎ（时开 ≤ １２，ｄ２（０ｍｍ）／Ｄｉ且 ≤ ０ｉ５８ｎ当Ｄ＞６１２ｍｍ），ｉＯｉ５０ｎ（时开孔最大直径ｄ ≤ １３，ｄ４１０ｍｍ）／Ｄｉ且 ≤ Ｏｉ００ｎ（３２当ｄＤ：．．／ｉ＞０５

压力容器开孔补强中分析法、等面积法及压力面积法的对照

（１）当圆筒内径Ｄ．１５００ｍｍ，ｄｏｐ＜Ｄ．＿／２且ｄｏｐ＜５２０ｍｍ，圆筒内径Ｄ＞１５００ｍｍ，ｄｏｐ＜＿Ｄｉ／３且
ｄ（．。＜１＿０００ｍｍ；
（２）凸形封头或球壳的开孔的最大直径ｄ。Ｄ．／２（ｄｏ。为开孔直径，Ｄ．为壳体的公称直径）；
比较大。由于补强圈并未和壳体、接管形成整体，之间存在着一层静止的间隙，传热效果差，容易引起温差应力，补强圈和壳体相焊时，此处
ｌ等面积法
该方法是基于采用无限大平板开小孔的原理为基础的，仅考虑容器壳体的一次拉伸薄膜应力，以补强壳体的一次总体平均应力为补强准则。适用于压力作用下壳体和平封头的圆形、椭圆形或长圆形开孔，当在壳体开椭圆形或长圆形
承压设备壳体开孔以后，一般需设置接管和人孔，但孔边存在三种应力：① 局部薄膜应力。
孑Ｌ时，孔的长径与椭圆之比应不大于２，且适用范围：
壳体开孔后，开孔边缘附近应力分布很不均匀，在离开边缘较远处应力几乎没有变化，增大的应
压力容器设计技术方面工作。 Nhomakorabea ４一 ■ 论文广场

锅炉压力容器的开孔应符合哪些规定

锅炉和压力容器的开启应符合哪些规定为了便于对锅炉、压力容器定期进行内部检验和清理，在锅炉、压力容器上应开设必要的人孔、手孔和检查孔。

开孔后，不仅降低了部件的承载能力，而且还因为开孔造成结构不连续，在开孔边会产生应力集中。

因此，在进行部件结构设计时，对锅炉、严格规定压力容器开口的数量和尺寸。

对锅炉、压力容器上设有人孔、手孔的数量规定如下：（1）锅筒内径大于或等于800mm水管锅炉及汽包内径大于1000mm 的锅壳式锅炉，都应在筒体或封头（管板）上开设人孔；锅筒内径为800～1000mm的锅壳式锅炉，至少应在锅筒或封头（管板）上开设一个头孔。

（2）压力容器内径≥1000mm的，应至少开设一个人孔；内径＜1000mm～≥500mm的，应打开一个人孔或两个手孔。

内径＜500～≥300mm的，至少应开设两个手孔。

锅炉压力元件上的开口尺寸应符合以下要求：（1）锅炉受压元件上，椭圆人孔不得小于280×380mm。

人孔圈最小的密封面宽度为18mm。

人孔门凸肩与人孔圈之间总间隙不应超过3mm（沿圆周各点上不超过 1.5mm），槽的深度应能完全容纳密封垫片。

（2）锅炉受压元件上，椭圆头孔不得小于 220 X 320mm,颈部或孔环的高度不得超过100mm。

（3）锅炉受压元件上，手孔短轴不得小于80mm，颈部或孔环的高度不得超过65mm。

（4）锅炉受压元件上，清洗孔内径不得小于50mm，颈部高度不应超过50mm。

（5）一般情况下，炉壁上的矩形人孔不得小于400 ×450mm，圆形人孔直径一般不应小于450mm。

如果颈部或孔环的高度超过上述规定，孔的尺寸应适当放大。

压力容器上开口的尺寸应符合以下要求：（1）压力容器上圆形人孔的直径不得小于400mm，椭圆形人孔尺寸应不小于400×300mm；圆形手孔直径应不小于100mm，椭圆形手孔尺寸应不小于75×50mm。

（2）在圆筒体上开孔，对于内径不大于1500mm的圆筒，最大孔径不得大于1／2，且不大于500mm；对于内径大于1500mm的圆筒，最大孔径不得大于1／3，且不大于1000mm。

使用SW6―2011计算压力容器开孔补强的几个问题-2019年文档

使用SW6―2011计算压力容器开孔补强的几个问题-2019年文档使用SW6―2011计算压力容器开孔补强的几个问题0 引言为满足工艺或结构需要，在压力容器设计中开孔是必不可少的。

容器开孔接管后会引起开孔或接管部位的应力集中，再加上接管上会有各种外载荷所产生的应力及热应力，以及容器材料和制造缺陷等各种因素的综合作用，使得开孔和接管附近就成为压力容器的薄弱部位。

虽然标准和规范对设计和计算都作了较为详细的规定，但在使用SW6-2011过程设备强度计算软件计算开孔补强时需要注意对标准规范中有关定义的理解和把握，灵活运用软件，必要时对有关数据进行调整，才能得到正确的结论，保证设备的安全可靠性。

1 补强方法及适用范围1.1 计算时应注意的问题在使用SW6-2011计算开孔补强之前要先判断接管的直径和壁厚是否满足GB150.3-2011中6.1.3不另行补强的最大开孔直径[1]的要求，满足要求的可以不进行计算，没有进行判断直接输入数据的，生成计算书会显示满足不另行补强的最大开孔直径的要求，不予进行计算。

还需要注意的是单个孔开孔补强计算合格，然而该孔的有效补强区B=2d范围内还有其他开孔，形成孔桥的，则应按孔桥处理。

在计算两相邻开孔中心的间距或者任意两孔中心的间距时对曲面间距应按弧长计算，按照弦长或中心线垂直距离计算是不正确的。

1.2 补强计算方法及适用范围的理解SW6-2011补强计算方法给出四种：等面积补强法、另一补强方法、分析方法和压力面积法。

计算软件中的等面积补强法是指单个开孔的等面积法，联合补强法是指多个开孔的等面积法。

等面积法是开孔补强计算方法中最广泛应用的计算方法，该法是以补偿开孔局部截面的一次拉伸强度作为补强准则的，是以无限大平板上开有小圆孔时孔边的应力集中作为理论基础的，即仅考虑容器壳体中存在的拉伸薄膜应力，对开孔边缘的二次应力的安定性问题是通过限制开孔形状，长短径之比和开孔范围（开孔率）间接考虑的[2]，使用该法应考虑开孔是否满足GB150.3-2011中6.1.1的规定。

压力容器的开孔与接管

第十二章压力容器开孔与接管一. 重点1. 壳体开孔的压力特点2. 开孔接管的应力集中系数的定义3. 开孔补强的目的4. 开孔补强的结构及方法5. 等面积补强的原则6. 等面积补强计算面积有哪些? 二. 壳体上开孔的原因三. 壳体上开孔后产生的问题1. 开孔后,造成壳壁不连续,在孔边缘产生应力集中2. 接管后,壳体与管的结构不连续,产生的附加弯应力3. 壳体接管的拐角处,由于r 引起的局部应力.结果:使孔附近的应力比薄膜应力大5-6倍,产生疲劳破坏和脆裂12.1 容器壳体开孔时的应力分析一.平板开小圆孔的应力分析分析条件: 板长,宽>>孔径2a 载荷q//作用于板上1. 单向拉伸时的应力分析(1) 孔区附近的应力解 (12-1)式利用弹性力学理论解知(2) 孔边缘处的应力特点: ①r=a 时孔边缘处的应力⎪⎩⎪⎨⎧-===)2cos 21(00θστσθθq r r②r=a 时孔边缘处的周向应力分布特点:qq q q 320=±=-==θθσπθσπθ方向的时，垂直于当方向的时，平行于、当③r>a 时θσ随r 的增大而迅速减小.由(12-1)式可知. 2. 双向拉伸时的应力分析: 二.薄球壳开小孔的应力分析1.分析对象:在开孔区域的壳近似板较小较大球半径≈⎪⎩⎪⎨⎧==qq q DR 21δ 2.孔区附近的应力解利用q q q ==21代入(12-4)可知(12-5),即112222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=θθτσσr r r a q r a q 3. 孔边缘处的应力特点:①当r=a 时,孔边缘应力⎪⎩⎪⎨⎧====max 200σστσθθq r r②孔边缘应力θσ=孔区域薄膜应力q 的2倍. 四. 圆筒壳开小孔1.分析对象: k 较大, D /δ较小, )2(221φθσσ== q q2.应力解: 利用212q q =代入(12-4)可知(12-6)3.孔边缘处的应力特点: (1)当r=a 时⎪⎩⎪⎨⎧-===)2cos 23(02θστσθθq r r (2)θσ在孔边缘r=a 处的分布规律:⎪⎩⎪⎨⎧==±====2max 2min 20q q σσπθσσπθθθ时，当时，、当说明:max θσ比孔口区域筒壳中θσ大2.5倍.(θσ212112==q q ) 五. 平板开椭圆孔的应力分析 1.单方向受拉伸时的应力分析(1)长轴平行于受拉方向时:①孔口处r=a 时的应力解(12-8)由于其应力表达式较复杂,仅给出最重要的孔口应力表达式,即⎩⎨⎧-===)812(0θθστσr r②特点:孔口处的θσ分布规律:)21(201max1min ab q q +==±=-===θθθθσσπθσσπθ时，在短轴的两端当时，在长轴两端、当(2)长轴a 垂直于受拉方向时 ①孔口处的应力解(12-9) ②孔口处的θσ分布规律2min 2max 2)21(0q b aq -==±=+===σσπθσσπθθθ时，在短轴两端：当时，在长轴两端：、当:2.双向受拉伸时的应力分析 122q q =(1)孔口处的应力解:由(12-8)与 (12-9)叠加即知(12-10) (2)孔口边缘处的θσ分布规律(特点)由(12-10)可知: 在长轴的两端 212max )25.0()21(q b aq b a q +=-+==σσθ 在短轴的两端 21min)21(q abq -+==σσθ说明:开椭圆孔时,最大应力在孔边缘πθ、0=处(在长轴两端)§12.2 开孔接管处应力集中系数的计算一.开孔接管时的应力集中1.壳体上开孔与平板开小孔有以下差别:(1)开孔不是小孔. 如:人手孔 .故开小孔的假设不成立其理论不能运用.(2) 容器壳体是曲面,与平板不同. 因为在开孔处由于曲面的影响,壳体存在弯曲应力 (3)容器开孔接管后,接管对开孔边缘有约束作用.而平板开小孔理论,没有考虑接管约束问题,所以对开孔接管问题,必须寻求新的分析方法. 2.接管区的应力分析(1)利用”力法”可求出该区域的应力分布情况和应力值 “力法”:根据平衡,几何和物理方程(2)根据理论计算和实际结果,查接管区的应力分布图12-7 二开孔接管处的应力集中系数计算1. 应力集中系数K 的概念: (1)作用: 求接管处的最大应力峰值max σ(2)定义: 壳体基本薄膜应力设备实际最大应力=K如:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===n ini pD K pD K K δσδσσσθ44max max max筒壳：球壳：2. K 的确定方法(1)应力指数法 ①K 的大小: 查表12-1 ②:适用条件 P 235 (1)-(4) 注:径向接管:接管轴线与壳体半径同一方向非径向接管:轴线与壳体半径不同方向(2)应力集中系数曲线: ①曲线形成: 由理论与实践综合绘出 ②适用条件: 不能用指数法时采用 ③曲线种类: 图12-12 球壳平齐图12-13 球壳内入图12-14 圆壳平齐④曲线适用条件:⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤150304.001.0n R R r δ当n R δ<30时,表明壳体很厚,则K 取的比曲线值小当n Rδ>150时,壳体很薄,则K 取的比曲线值大些.因为开孔造成弯曲应力效应大. 3. 应力集中系数曲线的推广应用 (1) 可用于补强壳体注意:利用曲线查K 时,将nntδδ改用n t n δδ'nt δ为接管厚度, t n 'δ为加强后的厚度将开孔系数ρ中的n δ改用'n δ 查'n δ下的K 值 (2) 椭圆封头上开孔的K. 不同点:当量半径R=K 1R i其中:R 是封头的当量半径; K 1是修正系数,与a/b 有关,查表12-2, R i 是封头内半径.§12.3 开孔补强设计一.开孔补强的概念1.开孔补强的目的:降低开孔接管处的应力峰值.因为容器的强度条件[]φσσ⋅≤tmax ,所以应力峰值降低,设计时[]tσ降低,n δ降低.[]ctic p D p -=φσδ22.开孔补强设计的定义:为降低应力集中系数,而作的计算与结构设计二.补强结构(补强元件类型)1.加强管补强 (1)结构图12-15.(d),(f) 即在开孔处焊接一段加厚的接管 (2)特点:环焊缝少.易探伤,结构简单 (3)适用范围:低合金钢,高压设备2.整体锻件补强: (1)结构:图12-15 (g),(h),(i) (2)特点: 优: 对焊,易探伤抗疲劳性能好缺: 成本高,加工难 (3)适用范围:高压重要设备 (3)加强圈的补强: ①结构: 图12-15. (a),(b),(c) ②特点: 优:简单,易加工,使用经验丰富缺:抗疲劳性能差,热应力大,K 大. ③适用范围: P 241 ⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤385.1540un s MPa σδσσ补三:壳体开孔的有关规定1. 允许不补强时开的最大孔直径 P 242.(1)-(4) ① P c ≤2.5MPa②开孔中心距A>=两孔直径和的2倍. )(221φφ+≥A ③接管外径d 0<=89mm④接管最小壁厚min σ满足表内要求.2. 壳体上允许开的最大孔直径d max , P 242.(1)-(3)(1) 圆筒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤≤≤m m D d D m m D d D i i i i 10003150052021500max max且时，且时， (2) 凸形封头与球壳的2max iD d ≤(3) 锥壳或锥形封头的3max i Dd ≤(D i 为开孔中心处的锥壳内径)注:椭圆,碟形过度段部分开孔时,孔中心线垂直于封头表面. 四.等面积补强计算方法1.各国压力容器规范主要采用的准则(补强准则的种类)]因为补强的目的是降低开孔接管处的应力值,对这个应力值限制在什么范围内,就出现了各种补强准则.(1) 等面积补强准则 (2) 极限分析法 (3) 安定性理论(4) 其它方法: 实验屈服法实验应力法等 2常用的开孔补强准则-----等面积补强准则 3等面积补强的原则在补强区(在邻近开孔处附近处)所加补强材料的截面积A 0应与开孔而失去的截面积A 相等.即A 0=A其含义:在于补强壳壁的平均强度,用开孔等面积的外加金属来补强被削弱的壳壁强度. 4.等面积补强计算方法. P 243 (1)判断是否要补强计算满足不另行补强的最大开孔直径的条件者,不补强 (2)计算开孔失去的面积A. （3）确定补强区的有效范围有效宽度ntn d B dB δδ222++== 取大值有效高度h 外伸长度dh nt δ=1内伸长度ntd h δ=2 取小值（4）计算有效补强面积0A43210A A A A A +++=1A ——壳体承受内压或外压所需设计厚度之外的的多余金属面积 )1)()((2)(1r e nt e f c d B A ------=δδδδδ）（2A ——接管承受内压或外压所需的设计厚度d δ之外的多余金属面积 r nt r d nt f c c h f c h A )(2)(22212--+--=δδδ其中 )(d e δδ 计算设计厚度c 厚度附加量 21c c c +=r f 强度削弱系数3A ——补强区焊缝面积2)21(3⨯⨯=高底A4A ——补强区内另加的补强面积（加强圈面积）（5）判断当A A A A A ≥++=3210时，不用补强。

压力容器的开孔与

压力容器的开孔与附件一、背景与概述在工业压力容器中，开孔和附件的作用不言而喻。

开孔通常用于设备内部的管道、法兰、阀门等设备的连接；而附件则是用于设备的控制、监测和自保护等方面。

本文将会从开孔的位置、形式和数量、附件的类型、数量和作用等方面进行分析和解释，以期帮助读者更好地理解压力容器的相关知识。

二、开孔的位置、形式和数量1. 开孔的位置开孔的位置一般是在压力容器的壳体上，通常有以下几种：•顶部中心部位：用于连接液位计、壓力計等附件，通常为六角形或圆形，并在其上设立支承架、防雨罩等保护措施。

•侧面中心或上部：用于天然气压缩机等设备的接口，通常为圆形或方形。

•下部中心：用于排放废气和废水等，通常为方形或圆形，有时会比其他位置的开孔面积更大。

•截面上的更多位置：根据使用的要求，设备中的开孔位置不仅限于上述位置，也可以根据实际情况在设备的中心线和截面内放置。

2. 开孔的形式开孔的形式可以根据其用途和位置的不同而有所不同，以下是常见的几种开孔形式：•圆形：这是最常见的开孔形式，并且有时会使用斜角钻头，以增加开孔的密度。

•方形：这种方式比较适合用于排污、废气排放等开孔，也比较适用于整个结构的连接，例如输入和输出流道等。

•长条形：这种方式常用于设备上进行热交换，如设备上的换热器等。

•不规则形：这种形式的开孔不仅独特而且非常灵活，可以根据实际情况进行设计。

3. 开孔的数量开孔数量的多少根据压力容器的类型和使用要求而定，一般至少有一种开孔形式，但一些更复杂的设备可能需要多达数百个或数千个孔，例如石化装置及电站锅炉等。

三、附件的类型、数量和作用1. 附件的类型附件的类型也因为其目的和使用不同而存在差异，以下是一些常见的附件类型：•法兰：是一个连接设备内部和外部通道的附件，通常呈圆形，这种附件通常与管道和阀门配合使用。

•阀门：是用于控制压力、流量和方向的附件，包括截止阀、调节阀和安全阀等。

•管道连接件：用于连接不同大小的管道，包括三通、四通、弯头等。

常规压力容器开孔后的补强设计问题探讨

上开纵向长圆形（椭圆）孔的情况下．当长短轴之比较大时．在长轴顶点处，可能产生很高的局部应力，极易发生不安定的问题．而这在等面积补强计算方法中是未能体现的．所以等面积补强方法通常仅适用于长短轴之比≤２的开孔情况．对于长短轴之ＩｚＥ＞２的情况．孔边局部高应力部位必须辅以安定性校核．对具有疲劳破坏的情况－贝０尚应考虑疲劳强度问题
增加补强圈ｑｂ８４０ｘ１４．材料均为Ｑ３４５Ｒ．Ａ４＝４２４７ｍｍ。满足补强等面积法是以拉伸的开孔大平板为计算模型的但随着壳体开孔要求。直径增大．开孔边缘不仅存在很大的薄膜应力．而且还产生很高的弯式中：８＝９．６２７ｍｍ，８ｅ＝Ｓｎ— Ｃｌ — Ｃ２＝１０．７ｍｍ，ｆｒ＝ｌ，Ｂ＝ｌＯ１７ｍｍ，ｄ＝曲应力．故该方法不能相适应５０８．６ｍｍ，ｈ１＝８４．３８ｍｍ，ｈ２＝０ｍｍ，８ｔ＝３．４１９ｍｍ，８ｅｔ＝１０．７ｍｍ。等面积法是壳体截面因开孔被削弱的承载面积．需有补强材料予
２．开子Ｌ补强的设计计算
在压力容器开孔补强的具体设计中．除应考虑选择补强方法、结构及形式外，还应计算Ａ１＋Ａ２＋Ａ３ ≥Ａ．若需要另补强．假设在有效补压力面积是西德ＡＤ规范中采用的开孔补强方法．其开孔率可达强范围内增加Ａ４后可使：０＿８，较等面积法为大。当开孔率超出等面积法适用范围时．常采用该Ａ４＋Ａｌ＋Ａ２＋Ａ３ ≥ Ａ法进行补强：压力面积法的意义如下。式中．Ａ一壳体因开－ｆＬｌ￣ＩＩ弱需补强的面积：Ａ１一壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积：Ａ２一接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积：Ａ３一在补强区内焊缝金属的截面积。以此判定开孔是否需补强．同时开孔尺寸及补强材料性能等还要式中．Ａ为补强有效范围内的压力作用面积：满足相应标准中所规定的要求Ａ一为补强有效范围内的壳体、接管、补强金属的截面积；实例计算Ｐ一设计压力：内压圆筒Ｐ＝２．３ＭｐａＧ．设计温度ｔ＝１０３￣Ｃ．内径Ｄｉ＝１２００ｍｍ．筒『１一材料许用应力ｎ＝１４ｍｍ，现在简体上开一人孔Ｍ：ｑｂ５３０ｘ１４，接管高度公式（１）是以在壳体有效补强区域中的压力载荷与壳体的承载能体名义厚度８ｌ＝２０Ｏｍｍ，简体和接管材料均为Ｑ３４５Ｒ，材料需用应力［】ｔ＝１７０Ｍｐａ，力相平衡为基础的．即压力在壳体受压面积上形成的载荷与有效补强ｈ１＝０．３ａｒｍ．腐蚀裕量Ｃ２＝３ｍｍ．试进行补强计算范围中的壳体、接管、补强材料的面积所具有的承载能力相平衡。由式简体厚度负偏差Ｃ按ＧＢ１５０ — １９９８等面积补强方法计算（１）的变形得出式（１ａ）：（１）简体开孔削弱所需补强面积Ａ＝ｄａ＋２ａＳｅｔ（１一ｆｒ１＝４８９６ｍｍ（２）补强面积计算。式中左端项即压力在壳体受压面积上形成的载荷式中右端项为壳体多于金属面积Ａ１＝（Ｂ — ｄ）（８ｅ一８）一２８ｅｔ（ａｅ一８）（１一ｆｒ）＝５４５．８ｍｍｚ。材料所具有的承载能力材料的承载能力．应大于压力引起的载荷．所接管多余金属面积Ａ２＝２ｈｌ（Ａｅｔ一５ｑｆｒ＋２ｈ２（Ｓｅｔ — Ｃ２）ｆｒ＝－１２２９ｍ￣。以使用不等号相联接补强区内的焊缝面积Ａ３＝６４ｍｍｚＡ１＋Ａ２＋Ａ３：１８３９ｍｍｚ．小于Ａ，需要另外加强．所需补强面积为

压力容器设计中开孔补强设计探析孙丽欣

压力容器设计中开孔补强设计探析孙丽欣发布时间：2021-11-09T01:41:50.145Z 来源：《基层建设》2021年第22期作者：孙丽欣[导读] 开孔补强设计对压力容器进行实际设计的过程中所起到的作用十分关键，为了从最大程度上避免由于开孔处理使整个容器壳体强度身份证号码：37021419861202xxxx山东省烟台市 264000摘要：开孔补强设计对压力容器进行实际设计的过程中所起到的作用十分关键，为了从最大程度上避免由于开孔处理使整个容器壳体强度受到的影响过大，以及所产生的局部应力集中过大的问题，就需要特别关注开孔补强的设计，使压力容器在实际应用的过程中能够规避安全隐患。

通过应用多种类型的开孔补强设计方案，并且具体分析和研究合理的补强设计方法，使容器能够最大程度上规避不必要损害出现的可能性，并且最终使容器的使用性能、使用寿命以及整体质量得到全面有效的保障。

关键词：压力容器设计；开孔补强设计引言在压力容器设计过程中，开孔补强设计是其中的重要内容，最终的设计效果就影响压力容器的正常使用。

所以，在进行开孔补强设计过程中，就应先了解压力容器的情况，并且使用正确的开孔补强方法，进而避免因为应力集中而导致压力容器的外壁受到损坏。

1 压力容器设计中开孔补强设计的重要性在设计压力容器过程中，经常会对压力容器进行开孔处理，进而为后续的连接和安装提供帮助，让压力容器能够满足不同的使用需求。

而在应用压力容器的一段时间后，就需要对其进行保养，这样就需要通过开孔来达到目的。

所以，这也能够看出，开孔是压力容器中不可缺少的处理内容，能够让压力容器的使用更加灵活。

但是，在开孔过程中，会对压力容器自身造成一定的破坏，在开孔后会直接影响压力容器自身的抗压性能。

这是因为在开孔后，压力容器的内部结构发生变化，特别是在安装接管后，压力容器的内部和外部受力不能够保持均匀，这样就直接影响压力容器的正常使用。

而在压力容器的改造过程中，意味着建筑结构的受力关系可能发生变化，而通过有效的开孔补强设计及工业建筑改造，有助于在强化压力容器可靠性的基础上，保证整个工业建筑、工业系统的稳定性。

压力容器设计审核人答辩的问题汇总

压力容器设计审核人考核问答题-1.压力容器开孔补强的有效不强范围？内压、外压是否相同？2.双管板换热器的特点是什么？何种情况下使用这种换热器？3.何为晶间腐蚀？那些介质可引起晶间腐蚀？4.立式容器支腿垫板与壳体有10mm 不焊，为什么？5.第一强度理论又叫什么理论？第三强度轮又叫什么理论？6.S,P含量过高有什么危害？（大概意思）7.什么情况下容器用带刚性环的耳式支撑设计审核答辩的一些问题图纸错误：1.极度危害介质未要求气密性试验2.壳体板材未超碳3.裙座与下封头焊缝高度不符合要求4.下封头拼接时，裙座未开设豁口5.裙座引出管直径偏小6.焊材选择错误7.新容规中Ⅳ级锻件未复验8.没有设置安全阀9.吊耳垫板与筒体材质不一致10.试验压力未计温度修正11.封头与筒体削边错误12.焊接接头型式选用错误13.板材供货状态错误14.填料塔未开设人孔15.探伤合格级别错误16.热处理与无损检测顺序错误答辩中老师提到的问题：1.球罐应校核的危险截面2.球壳板的组装方式3.换热器气密性试验压力如何确定4.管板锻件何时选用5.管板弯曲应力控制值6.管板计算压力的确定7.水压试验工况下塔器应校核的载荷8.塔操作工况下的组合弯矩9.圆筒与封头计算厚度的差值10.重要容器中孔径较大的开孔CD 类焊缝能否超探11.无损检测的种类及各自特点12.塔器应考虑的载荷13.椭圆封头上开孔补强计算厚度的差别14.厚壁与薄壁圆筒计算的区别15.高压容器垫片的选择16.高压为什么选择球型封头17.铬钼钢选材应注意的问题18.圆平板开孔补强计算的依据19.高压容器的特点20.时差法与脉冲法的原理21.管板厚度先设定后计算还是先计算22.钢材中S、P元素有什么危害？23.冷成型的标准蝶形封头是否需要热处理？24.固定管板换热器筒体计算厚度3mm，最小对接厚度为8mm，计算通过后，用10mm钢板代用是，是否需要重新计算，为什么？25.裙座什么时候需要设置防火层26.锻件分几级，并有什么区别27.换热器管箱什么时候需要热处理28.高压容器螺栓应注意什么29.法兰螺栓为什么跨中均布？30.固定管板换热器，什么时候需要设置膨胀节？31.审核人员的职责？32.卧式容器的剪力弯矩图？33.填料塔设备专业审查工艺专业的提资资料需要注意哪些问题34.U型换热器的适用范围U型换热器和浮头换热器的力学模型是什么35.液柱静压力的取值范围36.高压容器和普通低压容器相比设计上有何区别？37.卧式容器支座设置问题及σ1-6具体的位置38.给你这套图，若你来设计来考虑那些问题。

详解压力容器中开孔补强的一般规定及限制要求

详解压力容器中开孔补强的一般规定及限制要求作者：顾建美来源：《中国科技博览》2018年第31期[摘要]压力容器为一种具有承载压力的密闭设备，因为其特殊工艺，不可避免的需要在容器上进行开孔，设备上开孔必定会对设备的整体强度进行削弱，并且还会对开孔的边缘产生一定的应力集中。

所以进行开孔补强成为了压力容器设计的一个重要手段，补强有哪些规定以及限制，本文将着重进行解析。

[关键词]压力容器；开孔补强；等面积法；限制因素中图分类号：TH49 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0275-01引言压力容器上的开孔不仅影响结构强度，还会因为接管有着各种载荷所产生的应力、温度应力，以及容器材质和制造缺陷等因素的综合作用，往往是造成容器破坏的根源，所要解决这些问题，就必须了解开孔补强中的规定以及要求。

1.压力容器补强结构解析与一般规定压力容器的补强结构可分为：补强圈搭焊结构和整体补强结构。

1.1 补强圈搭焊结构补强当容器采用补强圈搭焊结构时，其应当符合的基本的条件为，容器壳体名义厚度不得大于38mm；补强圈的材料厚度不得大于1.5倍容器壳体的厚度尺寸；使用低合金钢的标准抗拉强度应当小于540MPa。

若条件许可，优先举荐使用厚壁管代替补强圈进行补强。

当容器为低温压力容器的时候，补强接管应当尽可能采用后壁管进行补强，焊接焊缝应当使用全焊透结构，且焊缝圆滑过渡；带补强板的接管与容器器壁的连接接头应当符合相当于HG/T20583中的G28、G29、G30、G33的要求。

补强板采用与器壁相同的材料，带补强板的结构不得用于容器器壁厚度大于30mm的场合，也不适用于设计温度低于-40°的场合。

带补强圈的接管与壳体的连接，以及补强圈与壳体搭接的角焊接头壳采用GB150中所示结构进行，且接管端部应与容器表面齐平，端部内角应当打磨成R不小于3mm的圆角。

补强圈虽然结构简单，易于加工，但是补强效果较差，补强圈与壳体之间的间隙不可避免，同时虽然补强圈上设有排气孔，但是补强圈结构在最终的热处理后应力缺很复杂。