您現在的位置:男女作爱免费网站 >產品中心>技術交流

封頭安全經濟合理的成形保證

封頭安全經濟合理的成形保證:

1. GB150-1998標準有關厚度的定義

(1) 計算厚度δ

是按各章公式計算得到的厚度。需要時,尚應計入其他載荷所需厚度。

(2) 設計厚度δd

是計算厚度δ與腐蝕裕量C1之和。

(3) 名義厚度δn

是設計厚度δd加上鋼材厚度負偏差C1後向上圓整至鋼材標準規格的厚度。即標注在圖樣上的厚度。

(4) 有效厚度δe

是名義厚度δn減去腐蝕裕量C2和鋼材厚度負偏差C1的厚度

(5) 各種厚度的關係如圖

(6) 投料厚度(即毛坯厚度)

根據GB150---1998第10章和各種厚度關係圖:

δs=δ C1 C2 Δ1(厚度第一次設計圓整值) C3(加工減薄量) (厚度第二次製造圓整值)

2. 封頭設計計算案例

容器內徑Di=4000mm、計算壓力Pc=0.4MPa、設計溫度t=50℃、封頭為標準橢圓形封頭、材料為16MnR(設計溫度才材料許用應力為170MPa)、鋼材負偏差不大於0.25mm且不超過名義厚度的6%、腐蝕裕量C2=1mm、封頭拚焊的焊接接頭係數?=1。求橢圓封頭的計算厚度、設計厚度和名義厚度。

 KpDi

計算厚度δ=----------------=4.73mm

 2[σ]tΦ-0.5pc

計算厚度δd=δ C2=4.73 1=5.73mm

考慮標準橢圓封頭有效厚度δe應不小於封頭內徑Di的0.15%,有效厚度δe=0.15%Di=6mm

δe>δd、C1=0、C2=1、名義厚度δn=δe C1 C2=6 0 1=7mm

考慮鋼材標準規格厚度作了上浮1mm的厚度第一次設計圓整值△1=1,故取δn=8mm。

根據專業封頭製造廠技術資料Di=4000、δn=8封頭加工減薄量C3=1.5mm,經厚度第二次圓整值△2=0.5。

如要求封頭成形厚度不得小於名義厚度δn減鋼板負偏差C1,則投料厚度:

δs=δn C1 C3 △2=8 0 1.5 0.5=10mm,而成形後的最小厚度為8.5mm。如采用封頭成形厚度不小於設計厚度δd(應取δe值),則投料厚度:δs=δd(δe) C3 △2=8mm,而成形後的最小厚度為6.5mm、且大於有效厚度δe、更大於設計厚度δd和計算厚度δ。

從以上可看出,兩種不同要求,使該封頭的投料厚度有2mm之差,而重量相差有300kg之多。

3. GB150及有關封頭標準的厚度定義不甚合理

GB150及有關封頭標準的厚度定義不甚合理,主要體現在容器和封頭成形後的厚度要求上,對凸形封頭和熱卷筒的成形厚度要求不得小於名義厚度減鋼板負偏差(δn-C1),由此可能導致設計和製造兩次在設計厚度的基礎上增加厚度以保證成形厚度。為此,曾經提出了最小成形厚度的概念:"熱卷圓筒或凸形封頭加工成形後需保證的厚度,其值不小於設計厚度"。也就是說設計者應在圖紙上標注名義厚度和最小成形厚度(即設計厚度δd),這樣使得製造單位可根據製造工藝和原設計的設計圓整量決定是否再加製造減薄量。這種厚度的定義和標注是目前國際壓力容器界的流行方法,有其合理性,但在我國現行標準中有以下兩個問題需解決。

(1) 關於封頭標準中直邊高度隨厚度變化的問題

封頭直邊高度是由`封頭直徑和厚度控製的變量,確無必要且使封頭尺寸係列複雜化。JIS B8247標準無論1992版還是最新的1997版,直邊高度為厚度的3倍,但最小不小於20mm,最大不超過38mm,較簡明。該問題可在修訂標準時予以解決。

(2) 關於開孔補強計算

開孔補強計算中所用為有效厚度δe(δn-C1-C2),將設計者取用的圓整量△1用掉了,製造上若再用設計圓整量△1可能造成強度不足。

開孔補強僅是局部的結構計算方法,最常用的等麵積法也隻是經驗和保守的,故有可能在補強麵積中不考慮圓整量,而以設計厚度(δ C2)為基礎進行補強計算。

4. 用設計厚度界定封頭最小成形厚度符合安全經濟的原則

(1) 上述已說明封頭成形厚度不小於名義厚度減鋼板負偏(δn-C1)的規定可能導致設計和製造兩次在設計厚度(δd)的基礎上增加厚度(△1 △2)造成不必要的浪費及解決的途徑。

(2) 實際上GB150-89《標準釋義》早已說明"成形封頭的最小厚度應能滿足強度(即計算厚度δ)與使用壽命(即腐蝕裕量C2)的要求",且是大多數專家的共識。

(3)JB4732-95《鋼製壓力容器-分析設計標準》11.2.1明確規定:"根據製造工藝條件,確定加工裕量,以確保成品各部門的實際厚度不小於該部位設計厚度"。

(4)新《容規》第69條第2款中"臨時吊耳和拉筋的墊板割除後留下的焊疤必須打磨平滑。。。。。。打磨後的厚度不應小於該部位的設計厚度(δ C2)。"也就是說整個容器可用設計厚度(δ C2)來界定其各部位所需的最小安全厚度。

(5) 為了保證封頭成形厚度不小於名義厚度減鋼板厚度負偏差,現行做法不得不在名義厚度δn加上減薄量C3(一般取2mm),再圓整△2至鋼板標準規格的厚度確定投料(毛坯)厚度δs。這不僅浪費而且導致有時封頭直邊部因壓製後的增厚,發生與簡體組裝的錯邊量超差而不得不增加對直邊部的削薄處理。有時還會發生因投料厚度δs的增加,使厚度跳檔造成強度指標(σb、σs)和許用應力[σ]t的降低而需重新進行強度校核。

(6)封頭的成形加工方法有熱衝壓和冷衝壓、冷旋壓和熱旋壓等,不同尺寸、不同加工方法有不同的減薄量,這在專業封頭製造廠有詳細的技術數據資料,隻要提供設計厚度(δ C2)加上封頭製造廠的實際減薄量並圓整至鋼板標準規格的厚度,即可避免設計、製造二次圓整(△1 △2)造成的浪費,從而得到安全經濟合理的封頭成形厚度,這也是當今國外同行之所以采用最小保證厚度(即δ C2的設計厚度)的原因。

5. 結語

(1)用設計厚度(δ C2)比用名義厚度(δn)減鋼板負偏差(C1)作為封頭成形最小保證厚度是在滿足安全要求的前提下,既合理也是最經濟的。

(2)問題在於設計圖樣上需明確標注出設計厚度(δ C2),而設計厚度中主要是計算厚度δ,因C2一般在總圖上均有標注,否則盡管《容規》和GB150等法規標準規定包括打磨後的厚度等不小於設計厚度,但對製造者來說仍是不可知且無法操作的。

(3)為了安全經濟合理地確定封頭成形厚度,需要壓力容器的標準、設計、製造、封頭用戶、專業封頭製造廠之間的合作並統一標準的理解。

參考文獻

1. 質技監局鍋發[1992]154號《壓力容器安全技術監察規程》

2. GB150-98《鋼製壓力容器》和釋義(含1998版本)

3. JB4732-95《鋼製壓力容器-分析設計標準》

4. 壽比南.GB150-1998《鋼製壓力容器》修訂要點綜述.壓力容器,1998;(3)

5. JIS B8247-1997《壓力容器用封頭》

6. 化工裝備行業第一期壓力容器設計審批人員考試題

宜興男女作爱免费网站有限公司

質保部

版權所有 宜興男女作爱免费网站有限公司 All Rights Reserved. 總部地址:江蘇省宜興市萬石鎮工業區楊祥路. 備案號:蘇ICP備15013633號技術支持:實創科技