碳钢集分水器的开孔与补强方法

2022年09月12日 11:53:04 来源：北京中蓝天环保技术有限公司 >> 进入该公司展台阅读量：49

开孔部分的应力集中将引起壳体局部的强度削弱，若开孔很小并有接管，且接管又能使强度的削弱得以补偿，则不需另行补强。若开孔较大，就要采取适当的补强措施。
一般容器只要通过补强将应力集中系数降低到一定的范围即可。按“疲劳设计”的容器必须严格限制开孔接管部位的应力。经过补强后的接管区可以使应力集中系数降低，但不能消除应力集中。
1、开孔补强的基本原则
当在容器开孔后，由于各种强度富余量的存在，开孔并非都要补强。而在孔周围不需要进行补强的规定，称为开孔补强设计的基本原则。
（1）允许不补强开孔的原因
●应力集中的局部性原因，根据应力集中的局部性特征，开孔附近的峰值应力，不会产生壳体的整体屈服；
●当应力集中系数小于时，开孔附近除疲劳断裂外，不产生一般的强度破坏；
●容器有效壁厚，是在计算壁厚值加上壁厚附加量，按商品钢板系列的圆整值。一般大于强度值的要求，从整体上得到了加强。
●在壁厚计算公式中，焊缝系数一般小于1，在规定中，明确指出，开孔不允许在焊缝影响区内，则认为开孔区的强度承载能力高于焊缝区。
（2）允许不另行补强的开孔直径
a.不另行补强的孔径为

b.当两孔中心之间的间距大与两孔直径之和的两倍时，则每一孔均可视为单个开孔。
2、开孔补强形式
（1）内加强平齐接管：将补强金属加在接管或壳体的内侧。

（2）外加强平齐接管：将补强金属加在接管和壳体的外侧

（3）凸出接管对称加强：采用突出接管，接管的内伸端与外伸端同时加强形式

（4）密集补强形式：补强金属集中在接管与壳体的连接处

以上四类补强形式，从补强的效果，即补强所附加金属起到的实际作用，实践证明了密集补强。对称凸出接管列第二，外加强最差。
3、补强结构
（1）贴板补强结构
贴板补强结构是在开孔周围贴焊一个补强圈，补强圈的材料和厚度一般与壳体相同。
（a）需要保证补强圈与壳体全面贴合；
(b)需要保证焊缝的全焊透结构；
(c) 在补强圈上开有M10的通孔，以充气检验其焊透性；
（d）常用场合：中低压容器。

（2）接管补强结构：即在开孔处焊接一段加厚的接管，加厚接管处于应力区，故能有效的降低应力集中系数。
（a）优点：结构简单，焊缝小，容易对焊缝质量进行检验
(b)缺点：焊缝处在应力区内；
(c)当用于重要设备时，应保证焊缝的全焊透性。焊缝磨平，进行无损探伤。
（d）常用场合：低合金钢容器或某些高压容器。

（3）整锻件补强结构：将接管于壳体连同加强部分做成一整体锻件。
（a）优点：补强金属集中于开孔应力部位，应力集中系数最小。焊缝及热影响区离开应力点位置，抗疲劳性能*。
(b)缺点：锻件供应困难，制造烦琐，成本较高。
（c）常用场合：只用于重要的设备，如高压容器，核容器等。

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