压力容器大开孔分析报告报告材料

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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储存和运输高压气体、液体或气体液体混合物的装置。

由于容器内部承受着巨大的压力，因此对于压力容器的结构设计和制造质量的要求非常高，尤其是它的壁厚和容积大小等参数必须经过精密计算和实验验证。

然而，即使设计和制造工艺都非常优秀，压力容器在使用过程中，也一定会出现开孔或由于压力过高而造成形变或者破裂的情况。

为了避免这种情况的发生，我们可以采用开孔和补强两种方法进行预防和解决。

开孔是一种常见的预防压力容器事故的方法。

通过在容器的垂直和水平方向上开孔，可以使容器内部受到更好的冷却和通风，从而减少容器内部压力的累积。

另一方面，开孔的位置也可根据容器内部压力变化而进行调整，使事故的风险降到最低。

此外，设定开孔的位置和数量还可以为维护和保养提供更大的便利。

例如在容器的底部开孔，可以更轻松地清除容器内部积存的物质。

尽管开孔是一种有效的预防措施，但在一些情况下，由于开孔会改变容器的整体结构，从而降低容器的承载能力。

这时，可以采用补强的方法来保证容器的安全。

补强的方法主要是在容器受力较大的地方加装加强筋或者钢板等材料来提高容器的强度和承载能力。

这种方法的优点是可以增加整个容器的稳定性和韧性，从而避免容器内部压力过高而造成的泄漏和破裂等意外事件的发生。

需要注意的是，在进行压力容器的开孔和补强的时候，我们必须严格遵守国家标准，以确保容器的质量和安全。

另外，在进行相关的维修和改装时必须由具备相关资质、资历的专业人员进行操作，这样可以有效地避免其他安全隐患的发生。

最后，压力容器在工业生产和人们的日常生活中发挥着重要的作用，但与之相关的安全问题也时刻需要引起人们的重视。

因此，在日常生活和工作中，我们应该尽可能地避免对压力容器的摩擦和碰撞，同时，也应该注意对其的定期检查和维修，以避免意外事件的发生。

压力容器大开孔补强计算方法实例分析

- 43 -第6期压力容器大开孔补强计算方法实例分析王嘉瑶，翟新锋（中泰创新技术研究院有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830000）[摘要] 在压力容器设计中，经常面临着大开孔补强问题。

在壳体上开孔影响其承压能力，且开孔的大小、尺寸受到诸多限制，补强方法也多种多样。

本文总结了常用的几种开孔补强计算方法，如等面积法、分析法和压力面积法，并通过对某φ2000卧式容器开φ800孔的实例进行计算和分析，有助于设计人员更好地理解和应用这几种补强方法。

[关键词] 压力容器；大开孔；等面积法；分析法；压力面积法作者简介：王嘉瑶（1998—），女，湖北人，本科学历，在中泰创新技术研究院有限责任公司从事设备设计工作。

1 前言大开孔一般被定义为超过限制值的开孔。

大开孔会削弱壁厚的强度，且孔边缘薄膜应力和弯曲应力都较大，因此最常用的等面积法在大开孔上一般不能使用。

化工装置中，常使用带水包的压力容器，利用油水密度差进行油水分离。

而水包的公称直径普遍和设备直径较为接近，即d/D 较大，这时就需要考虑大开孔补强。

本文用三种方法对一个设计压力0.42MPa ，设计温度60℃，内径φ2000，C1=0.3mm ，C2=2mm 的卧式容器筒体上开φ800孔的设计实例进行计算和简单分析比较。

图1 圆筒开孔补强等面积法与分析法适用范围图2 算例示意图2 等面积法等面积法就是用补强材料在壳体开孔附近一段距离内对开孔削弱的承载面积给予等面积补偿。

它的理论基础仅考虑了壳体中存在的拉伸薄膜应力，类似双向受拉伸开有小孔的无限大平板上孔边的应力集中，所以对小直径的开孔安全可靠。

除此之外，还具有长期的使用经- 44 -论文广场石油和化工设备2021年第24卷验，开孔较大时只要对其开孔尺寸和形状等给予一定的配套限制，也能保证安全，是一般开孔的首选算法。

此方法适用于在受压筒体或者平封头上开圆孔、长短径比小于等于2的椭圆或长圆形孔。

因为本次开孔接管垂直于筒体，所以满足这部分要求。

压力容器大开孔补强问题探讨

２１补强范围．１．
许多探讨性研究结果口】，但目前尚未有完善的设计规范。
压力面积法是以受压面积和承载面面积的力平衡为基础的方法，即压力在受压面积上形成的
第８期
孟智慧等
压力容器大开孔补强问题探讨
多，且较靠近开孔边缘，降低了局部应力集中水平，局部应力引起的安全性问题相对缓和，故一般可用于开孔率较大的场合。
为满足工艺要求，压力容器上开孔是不可避免的，有时甚至要开大孔。容器开孔后，不仅会削弱整体强度，而且还会引起应力集中造成开孔边缘局部应力过高。当开孔直径较大时，孔周边将会出现较大的弯曲应力，大直径薄壁容器开大孔时尤为突出。因此压力容器设计中必须充分考虑开Ｔ￣强问题，特别是大开孔的补强问题。ＬＩ，对大开孔问题的处理，因开孔直径已超出ＧＢ１０ｌ９钢制压力容器》中允许的范围，不５一９８《能按国标规定的方法做补强计算。目前，较常用的大开Ｔ￣强的计算方法主要有：压力面积法、Ｌｔ－等面积法和有限元计算等方法。有限元法虽然计算精度高，能较真实地反映结构中的应力分布情况和应力值，能适应各种结构分析，但对设计的软、硬件条件要求较高，在工程设计中不够简便，因此应用并不广泛。压力面积法和等面积法虽然都是一种经验的设计方法，对不同直径的开孔会有不同的安全系数，但由于简单易行，具有长期的实践经验基础，所以在工程设计中应用极

压力容器常用开孔补强方法对比分析

压力容器常用开孔补强方法的比较分析压力容器一旦发生事故，危害很大，因此压力容器的开孔补强设计显得尤为重要。

压力容器开孔补强一般有两种计算方法：一是等面积法，二是分析方法。

本文对这两种方法作以比较和分析。

<b> 在石油化工行业中，压力容器上的开孔是不可避免的，如要开进料口、出料口、人孔等。

容器开孔后，一方面由于器壁承受载荷截面被削弱，导致局部应力增加，容器承载能力减弱；另一方面，器壁开孔和接管也破坏了原有结构的连续性，在工艺操作条件下，接管处将产生较大的弯曲应力，开孔边缘会出现很高的应力集中，形成了压力容器的薄弱环节。

因此，设计上必须对开孔采取有效的补强措施，使被削弱的部分得以补偿。

开口加固的基本原理2.1.等面积法该法是以受拉伸的开孔大平板作为计算模型的，即仅考虑容器壳体中存在的拉伸薄膜应力，并以加固壳体的一次总平均应力作为加固原则。

当开孔较小时，开孔边缘的局部应力是以薄膜性质的应力为主的，但随着壳体开孔直径增大，开孔边缘不仅存在很大的薄膜应力，而和还产生很高的弯曲应力。

等面积法开口加固结构形成的应力集中在某一区域，当离孔边缘的距离越大，越接近薄膜应力。

它的特点是：角焊缝，具有应力突变，易产生应力集中点，受力状态不好。

2.2.分析方法这种加固方法基于壳体的极限分析，相对等面积法合理得多，但须受开孔壳体和补强接管的尺寸限制。

这种方法优点是：克服等面积法的缺点，在转角处采用圆滑过渡，减少结构形状的突变，减小应力集中程度。

将补强面积集中在应力最高点，充分利用补强面积，使补强更经济、合理。

比较分析3.1.等面积法等面积法顾名思义：壳体截面的承载强度因开口而减弱的区域，须有补强材料予以等面积补偿，其实质是壳体截面因开孔丧失的强度，即被削弱的“强度面积”A乘以壳体材料在设计温度下的许用应力[σ]<font size="2">t，即A[σ]<font size="2">t，应由补强材料予以补偿，当补强材料与壳体材料相同时，则补强面积就等于削弱的面积，故称等面积法。

压力容器大开孔补强计算

压力容器大开孔补强计算【摘要】首先对压力容器大开孔补强计算中涉及的应力特点及强度分析进行阐述，然后将目前存在的三种主要的补强计算方法的计算原理、特点等做了详细的介绍，并对三种不同的方法的优缺点进行比较总结，从而要求设计的容器更加符合安全、经济等多方面的要求，实现优化设计的目的。

【关键词】压力容器大开孔补强等面积法分析法及有限元应力分析法在设计者设计容器及压力容器的过程中通常都需要设计计算壳体的大开孔补强，gb150-2011即钢制压力容器中规定了容器壳体开孔范围，根据壳体的内径不同，分别作了明确地规定，当内径小于1500毫米时，开孔的最大直径要小于等于二分之三的内径，且不能大于520毫米；而当其内径大于1500毫米时，开孔最大直径则应当小于等于三分之二的内径，且其直径不能大于1000毫米。

本文中的容器的大开孔指的是超过以上范围的开孔。

现如今，主要是通过等面积法、分析法及有限元应力分析法三种方法计算压力容器大开孔的补强。

1 大开孔应力特点及强度分析对压力容器的壳体做开孔后，容器开孔的边缘会形成较为复杂的应力状况，以下是对会引起的三种应力的详细描述。

1.1 局部薄膜应力一般来说压力容器的壳体承受的都是一次总体薄膜应力，指的是它承受的薄膜应力是均匀的。

而对其进行开孔后，会导致其面积的减少，即该截面的承载压力的面积减少，将会破坏其原有的均匀受力的情况，对开孔的周边其变化尤为明显，其应力会明显的增加，而对远离开孔的地方，其应力则基本不受影响。

此种仅在开孔附近发生变化的应力被称为局部薄膜应力，同时若这种应力引起失效，则被称为静力强度失效。

1.2 弯曲应力当容器开孔后，一般需要有另外的一个壳体与被开孔的容器相互贯通。

即需要设置接管、人孔。

两个相连通的壳体在压力的载荷作用下的直径的增大度一般来说不同，而当对其进行接管后，为了平衡、协调其不一致的变形，壳体自身通常会产生一种被称为边界内力的平衡力。

这些边界内力主要是通过在开孔的边缘或者接管的端部引起二次应力从而使其两部分在连接点上的变形能够相互协调。

压力容器圆筒大开孔应力分析设计中的弯曲应力(桑如苞)

压力容器圆筒大开孔应力分析设计中的弯曲应力桑如苞元少昀王小敏中国石化工程建设公司摘要：本文回顾长时期以来人们对“大开孔”边缘弯曲应力的认识过程，引出其应力的属性问题。

论文对此属性进行了考证，论证指出各压力容器标准将此应力视为二次应力的观点是失误的。

关键词：压力容器、大开孔、补强设计、弯曲应力传统的压力容器开孔补强设计方法为等面积法。

但当开孔率大于0.5后，由于孔边会出现很大的弯曲应力，为此等面积法就不能适用。

压力容器圆筒接管大开孔的补强设计是国内外长期来未有很好解决的问题。

目前工程设计中通常采用有限元方法进行计算。

有限元法虽然能准确的计算出孔边的应力，但对弯曲应力强度的评定依然存在困惑。

其症结是弯曲应力强度的性质不易确定。

本文先对引起弯曲应力的原因进行分析，尔后对其应力的性质和评定进行考证，结论是孔边的弯曲应力强度应属于一次弯曲应力。

一、对压力容器圆筒大开孔孔边弯曲应力的认识过程最早对压力容器圆筒大开孔孔边弯曲应力的认识可以追朔到上世纪50年代，随着时代发展，技术进步，对它的认识逐步得到深化。

对孔边弯曲应力的认识大体可有以下几种观点（说法）的演变过程。

1 “圆筒曲率影响”观点由于圆筒（小开孔）的补强计算方法——等面积法是基于大平板开小孔的计算模型的，其时孔边只有薄膜应力。

当开孔率较大后（＞0.5），接管开孔会跨越较大的筒体圆周，使开孔位于“曲板”上。

为此会受圆筒的曲率影响引起很大的弯曲应力[1]。

2 “变形协调”观点圆筒上的大开孔接管，在内压作用下，由于圆筒和接管两者各自产生的自由变形相差较大，为变形协调，在它们的连接部位会产生较大的边界力（剪力和弯本文得到清华大学航天航空学院陆明万教授的确认与帮助，特致谢意。

矩），由此引起较大的弯曲应力等。

其弯曲应力方向为圆筒和接管的轴向（见图1d）。

由于这种应力是为变形协调产生，具有自限性和局部性，为此可归为二次应力[2][3][4]。

以上两种说法，均无具体计算方法。

浅谈压力容器开孔补强的方法.

浅谈压力容器开孔补强的方法浅谈压力容器开孔补强的方法2011-04-17 09:23 来源：未知浏览次数：关键字：方法,补强,开孔,压力容器,浅谈,浅谈压力容器开孔补强的方法李文英摘要：本文主要对压力容器开孔后进行补强的方法进行探讨，主要针对等面积补强；压力容器大开孔补强方法；平盖开孔补强；高压蒸汽过热器联箱开孔补强这几种方法进行了比较。

关键词：压力容器开孔补强方法随着化工行业的发展，压力容器在化工厂中越来越普遍，其安全性也越来越受到重视。

这样在压力容器设计中一些较易出现问题的地方，更引起人们的注意了，如压力容器封头上的开孔及补强是一个非常爱出问题的地方，一旦计算有误就会造成容器的破坏，甚至引起工作人员的伤害，或者造成经济上的浪费。

下面就对压力容器的开孔补强进行分析。

1.等面积补强化工容器常用的开孔补强方法是等面积补强法，其基础理论是在有效补强范围内所加补强材料的截面积必须大于或等于因为开孔而失去的截面积。

其实质在于补强壳体的平均强度，即维持容器整体的屈服强度，理论模型是无限大平板开小孔，不至于因开边缘附加弯曲应力引起大的误差，故对小直径开孔安全可靠，其计算方法如下：满足下列条件不需补强：A1+A2+A3≥A不满足这一条件则需要补强，补强金属的面积为：AO= A一(A1+A2+A3 )式中：A---壳体因开孔而削弱的截面积；AO----补强金属的面积；A1---筒体或封头上超过计算厚度S所多余的金属截面积；A2---接管上超过强度计算厚度所多余的金属截面积；A3---补强区内焊缝的截面积。

其适用范围是局部补强的材料基本上应与壳体相同，其强度不应小于壳壁材料强度的75％。

适用于筒体的最大开孔直径dI≤1000毫米，而封头的开孔最大直径是dI≤1／2DJ。

d i—开孔最大直径；DJ—封头内径。

这类计算方法只能在一般情况下应用，在特殊情况下则不适用，例如容器大开孔时补强，平盖的开孔补强以及高压蒸汽过热器的开孔补强，下面将分别讨论。

分析压力容器圆筒大开孔补强计算方法

– 51 –《装备维修技术》2019年第4期（总第172期）doi:10.16648/ki.1005-2917.2019.04.042分析压力容器圆筒大开孔补强计算方法蔡敏（福建省锅炉压力容器检验研究院漳州分院，福建漳州　363000）摘要：受到工艺操作等因素的要求，在施工中会出现壳体大开孔的问题。

压力容器壳体大开孔主要就是因为在开孔接管位置中的应力相对较为复杂，降低了其承压能力。

而在开孔接管结构的内压作用影响之下，壳体与接管链接位置结构几何并不连续。

在相关区域中则就会出现较高的应力集中问题，这样就会诱发多种安全隐患问题。

为了解决此种问题，文章主要对压力容器圆筒大开孔补强计算方式进行了简单的分析研究。

关键词：压力容器圆筒；大开孔；补强计算方法应力集中危害问题要通过正确的方式强化管理，实现补强计算分析，进而充分的保障压力容器的安全性，提升整体的经济性。

通过开孔补强计算方式，可以有效的解决此种问题。

1. 压力容器圆筒大开孔补强计算方法应用价值多数工程具有复杂化、大型化以及工艺特殊的特征，在施工中一些压力容器要通过较大的开孔接管进行处理，此种方式会转变原有容器的应力状态，消弱压力容器的强度。

针对与柱壳容器，开孔之后会导致其受到接管弹性约束的影响，导致容器主管的开孔附近受到薄膜应力状态轴向力以及环向力的影响，出现弯矩以及扭矩等问题。

为了提升整体稳定性，在实践中针对一些大开孔设计y 要通过科学合理的方式分析受力状况，进而保障施工安全性，提升整体质量。

2. 压力容器圆筒大开孔补强计算方法2.1 压力面积法通过欧盟标准压力面积法，综合我国实际状况，在被开孔削弱面积补在孔的周围，给出其需药补强的具体面积，不计孔周边的应力集中问题。

开孔补强设计主要的要求就是基于结构进行静力强度分析，基于一次应力强度出发，分析开孔边缘二次应力安定性。

综合其安全系数以及实践经验系统分析。

此种方式对于开孔边缘的应力强度进行分析是否满足一次总体以及局部中对于薄膜应力静力强度要求。

压力容器宏观检查报告

压力容器宏观检查报告
序号
检验项目
检验结果
备注
1
结构检验
封头型式
2
封头与筒体的连接
3
开孔位置及补强
4
纵/（环）焊缝的布置及型式
/
5
支承或者支座的型式与布置
6
排放（疏水、排污）装置的设置
7
几何尺寸检验
筒体同一断面上最大内径与最小内径之差
8
纵/（环）焊缝最大对口错边量
/ mm
9
纵/（环）焊缝最大棱角度
/ mm
共页页
多支座卧式容器的支座膨胀孔
21
排放（疏水、排污）装置和泄露信号指示孔的堵塞、腐蚀、沉积物
22
隔热层、衬里检验
隔热层破损、脱落、潮湿及层下腐蚀、裂纹
23
衬里层的破损、腐蚀、裂纹、脱落及检查孔介质流出情况
24
堆焊层的龟裂、剥离和脱落
25
其他检验
夹层真空度
26
日蒸发率
结果：
检验：日期：
审核：日期：
注：检验结果栏中，打“√”的表示无问题或者合格的检验项目，打“×”的表示有问题或者不合格的检验项目，填写“无此项”的表示实际没有的检验项目，划“-”的表示无法检验的项目。
10
纵/（环）焊缝最大咬边
/ mm
11
纵/（环）焊缝最大余高
/ mm
12
壳体外观检验
铭牌和标志
13
内外表面的腐蚀
14
裂纹、泄露、鼓包、变形、机械接触损伤、过热
15
工卡具焊迹、电弧灼伤
16
法兰、密封面及其紧固螺栓
17
支承、支座或者基础的下沉、倾斜、开裂
18

压力容器大开孔补强方法

积法补强则不适用。目前工程上常用的大开孔补强
ｋ’ 。Ｊ
方法主要有：压力面积法，限载荷法及有限单元极
法。
承压设备设计中，由于特殊的工艺流程要求，有
时需要有较大的开孔接管。容器大开孔不可避免的
・
３・８
维普资讯
ｗｉｒｅＯｐｎｎｓｔＬａｇｅｉｇｈ
ＲｓｒｈＩｔｕｆｈｍｃｌｃａｉＥｇｅｒｇＺｅｉｇＵｉｒｔＬＵｎｏｉｅａｃｓｔｅｏＣｅｉｈｎｎｉｅｉ，ｈｊｎｎｅｓｙＩａｑ￣ｅｎｉｔａＭｅｃｎｎａｖｉ
ｖｓｅｉｉｐｎｎ，０ｒｌｆｒｅ￣ｓａｓｌｔｌｒｏｓａｙＴｉａｅｔｄｃｄｓｖｒｌ．如ｅｒｅｓｌｗｔｈｓ。ｅｉ铲８ｎｏｃｍｅｔｉｂｏｕｅｙｌｅｓｒ．ｈｓｐｐｒｉｒｕｅｅｅａｍｍｅｔｓｈｅｏｎｏＩｎ１ｄｏｒｓｕｅｖｓｅｓｗｔｉｐｎｎｓｐｅｓｒｒａｍｅｏｌｔｌｄｍｅｈｄ；ｎｔｌｘｆＭ，ｏｓｆｒｐｅｓｒｅｓｌｉｂｇｏｅｉｇ：ｒｓｕｅａｅｔｄ；ｍｉｏｔｏｆｉｅｅｔｍｅｘｈｈｉａｉｅｍｅｔｌａｓＴｌｚｄｔｅｒｏｎｐｉｃｉｍｎｈｒｃｅ．ｌａｌｖｅｉｗｒｉｕａｄｃａａｔｒｏＢｈｎｐ
第ｌ９卷第２期
压
力
容
器
总第１１１期
ｌ压力面积法
力面积法的载荷项多了Ｐ，２Ｄ／一项，３其余则完全相

压力容器斜大开孔的有限元应力分析

于合理．能够充分发挥材料的承载潜力，因此用分
力增量。峰值应力具有高度的局部性和自限性．不会引起显著变形．此对于不存在交变载荷的容器因可以不考虑峰值应力。
２２强度校核．
析计算设计的容器可以达到较高的许用应力．而且
行详细的应力分析，而是结合经典力学理论和经验
公式对压力容器部件的设计做一些规定．如选材、安
总体薄膜应力Ｐ，次局部薄膜应力Ｐ，次弯曲ｍ一Ｌ一
应力Ｐ。需要注意的是，ｂ在应力分析时计算出的ＰＬ值是指局部应力区薄膜应力的总量，已包括了，所以一般只需校核，不必再校核。二次应力９是为满足外部约束和自身变形连续性要求产生的应力，具有自限性，当ｐ超过屈即服极限后，生局部塑性变形。产如果这种变形能够弥补一次应力引起的弹性变形不连续性．性变形就塑会自动停止，因此ｐ对容器的危害属于第２位。
无能为力。时就必须采用应力分析方法。此
设计或校核中最常见、最普遍的分析模型。由于接管与壳体连接处的结构不连续，在内压载荷作用会
下产生应力集中现象．而往往会成为压力容器的从局部高应力区。同时由于容器开孔接管部位的不同

压力容器封头接管大开孔ABAQUS有限元分析

法，以保证锅炉无障碍的顺利运行。关键词：燃油燃气锅炉
本单位的锅炉一共四台，分别为２台６吨的和２台１Ｏ吨的，输送的是６０ — ７Ｏ度的热水，产出的热水主要是给居民小区的住户和小区周边的工业单位提供热量。本文首先分析了导致燃油燃气锅炉炉管失效及结垢现象发生的主要因素，其次，针对燃油燃气锅炉炉管结垢情况提出了一些有效的化学清洗方式方法，以保证锅炉无障碍的顺利运行。
化物以及疏松污垢全面清除干净。冲洗过程中，应遵循低进高出的原则注除盐水，进行低点排放，这样，就能够将系统中残留的污物进行全面的冲洗，确保进、出水问的均衡性，在必要的情况下，可进行正反向切换冲洗，实际冲洗过程中，应保持０．５到１．５ｍ／ｓ的流速，一旦出水呈现出了透明无杂物状态时冲洗便结束。１．３酸洗；酸洗的主要目的是有效清除碳酸盐水垢，基本原理是通过腐蚀性强的盐酸或者硝酸与碳盐酸发生反应，产生出可溶性盐并放出ＣＯ，从而实现除垢目的。为了避免酸对金属造成腐蚀，实际酸洗时应添加一定量的缓蚀剂以降低金属腐蚀率。酸洗能够有效清除碳酸盐水垢。如果酸洗技术操作不合理，将很大程度上导致锅炉出现巨大的腐蚀或者报废。所以，进行酸洗的工作人员必须具备较高的技术水平以及相关的资格证书方可开展酸洗工作。１．４保证锅炉的给水水质；要想有效防止锅炉炉管结垢，就必须有效控制锅炉的给水硬度，严格按照水质化验制度办事，保证水质化验的效率，提高水处理设备的水质处理能力，对水处理设备的具体运转及再生时间加以充分掌握，从而确保再生效果及再生质量，实现锅炉的零给水硬度，严防炉管结垢。２．清洗成效通过化学清洗后，对锅炉中清洗的金属表面进行全面检查后发现无任何污垢，不存在氧化物和焊渣，也没有明显的金属粗晶析出的过洗情况，具体的腐蚀率不到６ｇ／（ｍｈ），整体腐蚀量也在７０ｇ／ｍ：，锅炉炉管经过清洗后，其表面存在较好的钝化膜，金属表面没有任何的

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

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。

压力容器圆筒大开孔补强计算方法

压力容器圆筒大开孔补强计算方法发布时间：2021-01-11T03:40:42.338Z 来源：《中国科技人才》2021年第1期作者：袁甜[导读] 由于受到工艺技术操作的影响，压力容器圆筒施工中，极易产生壳体大开孔问题。

压力容器壳体大开孔，主要是由于开孔接管位置应力复杂，导致承压能力下降。

中石油华东设计院有限公司北京分公司摘要：由于受到工艺技术操作的影响，压力容器圆筒施工中，极易产生壳体大开孔问题。

压力容器壳体大开孔，主要是由于开孔接管位置应力复杂，导致承压能力下降。

受到开孔接管结构内压作用，将会影响壳体和接管链接位置结构几何，此时会导致相关区域高应力集中，从而引发较多安全问题。

为了避免出现上述问题，此次研究主要探讨分析压力容器圆筒大开孔补强计算方法，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：压力容器；圆筒大开孔；补强计算现阶段，由于多数工程复杂，并且特殊性工艺，部分压力容器需要开孔接管，使原容器应力状态发生变化。

针对柱壳容器，在开孔之后，接管弹性约束会阻碍孔口椭圆化，造成容器主管开孔周边为薄膜应力状态，干扰环向力和轴向力，从而产生扭矩力和弯矩力。

接管轴向力可以应用到容器孔上，此时容器开孔孔边会受到横向剪力影响，容器孔口边缘还会影响接管管壁周边变形，从而遭受反作用力。

所以必须按照应用标准，分析开孔补强处理工艺。

1、常见圆筒开孔补强计算方法1.1等面积法对于等面积法来说，属于美国、日本和中国标准应用的计算方法。

处理原则在于对开孔局面截面拉伸强度进行补偿。

补强处理只是针对静强度问题，只需要计算开孔边缘拉伸强度补强，没有注重开孔边缘弯曲应力、峰值应力。

圆筒大开孔之后，孔口边缘会产生弯曲应力。

圆筒大开孔后，孔口边缘会产生较大弯曲应力，因此无法计算大开孔补强。

1.2压力面积法在应用压力面积法时，可以在有效补强范围内，计算由于内压作用产生荷载和受压元件的抗拉载荷力。

补强计算只是针对开孔部位拉伸强度，计算形式不同。

浅谈常规压力容器的开孔补强设计

浅谈常规压力容器的开孔补强设计摘要：在压力容器上开孔，将会使压力容器的承压能力降低，在其设计工艺条件下会产生危险，因此压力容器开孔后需进行补强，本文介绍了压力容易开孔补强的两种方法和应注意的问题，并针对实例进行了计算演示。

关键词：压力容器补强开孔随着化工行业的发展，压力容器在化工厂中越来越普遍，其安全性也越来越受到重视。

开孔补强设计是压力容器设计中必不可少的一部分，标准和规范中虽然对设计和计算都作了较为详细的规定，但安全、经济、合理的设计仍是摆在我们面前的一个课题。

一旦计算有误就会造成容器的破坏，甚至引起工作人员的伤害，或者造成经济上的浪费。

按照GB150-1998《钢制压力容器》规定，在压力容器的设计过程中，应采用适当的开孔补强设计。

下面就对压力容器的开孔补强进行分析。

一、开孔补强方法的选择1.压力面积法压力面积是西德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，常采用该法进行补强：压力面积法的意义如下。

式中，AP-为补强有效范围内的压力作用面积；Aσ-为补强有效范围内的壳体、接管、补强金属的截面积；P-设计压力；[σ]-材料许用应力公式（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（1）的变形得出式（1a）：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，所以使用不等号相联接。

右端项中是由于采用“中径”公式的缘故。

2.等面积补强法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曲应力，故该方法不能相适应。

补强计算时，在有效补强范围内的所有多余面积（即有效厚度提供的面积扣除壳体或接管本身强度所需的面积）均可作为补强面积。