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1、《化工装备技术》第22卷第2期2001年31带加强筋平盖的计算*许留关薛绛颖(上海市质量技术监督局)(上海市森松压力容器有限公司)摘要对带加强筋平盖的设计计算方法进行了推导,并与普通平盖的设计进行了比较,认为带加强筋平盖在节约材料和安全性能方面效果较好。关键词压力容器平盖加强筋钢制压力容器》,对带支撑筋板的平盖也未规定1前言其结构及其计算方法。由于种种原因,带支撑平盖是压力容器较常用的封头形式。较早筋板的平盖仍在设计、使用。的《钢制石油化工压力容器设计规定》(1985)本文试图运用材料力学的方法推导支撑筋(以下简称《设计规定》)允许设计带支撑筋板的板(亦称加
2、强筋板)的设计计算方法。平盖,并对平盖的设计作了明确规定,但对支2加强筋板的受力分析及计算撑筋板的设计计算未作明确规定。以后颁发的各种压力容器的设计标准包括《GB150-1998通常,加强筋平盖的加强筋设置有图1所*许留关,男,1946年8月生,工程师。上海市,200031。(1)对于图5所示结构的检漏孔,氟里昂渗主要是因为它们有可靠的内筒材料作保证。透试验表明无泄漏,即配合线长在6mm以上(3)在制造工艺上,锥螺纹管式检漏孔结构的锥螺纹管密封具有良好的密封性能。比透气垫式和内衬环式简单,质量易于保证;在(2)在一定的旋入预紧力作用下,密封胶在使用性能上,锥
3、螺纹管式检漏孔要比透气垫式螺纹中形成一组密封性能良好的多级密封圈,和内衬环式优越。[3]提高了检漏孔的可靠性。(4)从采用锥螺纹管式检漏孔结构的在役尿素合成塔的使用情况看,锥螺纹管式检漏孔4结束语工作良好,有着广阔的应用前景。(1)氟里昂渗透试验表明,锥螺纹管式检漏参考文献孔的密封性能是可靠的。(2)目前国内生产的带衬里高压容器,多数1全国压力容器标准化技术委员会.GB150-89钢制压力容器.北京:学苑出版社,1989.采用透气垫式检漏孔,主要是因为透气垫式检2楼宇新.化工机械安装修理.北京:化学工业出版社,漏孔制造工艺成熟,同时因为国产尿素级不锈1995
4、.钢质量还有待于提高;而国外设计的带衬里的3刘后桂.密封技术.长沙:湖南科学技术出版社,1981.高压容器,则大多数采用内衬环式检漏孔结构,(收稿日期:2000-12-24)32带加强筋平盖的计算(a)(b)图1带加强筋平盖示的两种结构。其中图1(b)结构,其图中虚线圆部分可以视作类似缩小的图1(a)的结构,只是加强筋由八条改为四条而已。所以平盖的加强筋板总是可以整体或局部设计成等幅角的对称布置结构。下面着重分析图1(a)的情况。带加强筋的平盖不是轴对称的旋转体构造,平盖承受的压力是均匀的,但每条加强筋在圆心处和远离圆心的地方所承受的载荷是不一样的,因为对加
5、强筋板的间距而言,在靠近平盖圆心处和远离圆心的地方其弧长是不相等的,所以,在受均匀压力的平盖上其加强筋上单位长度上的载荷q是变化的,其规律为:xq(x)=q0r图2平盖加强筋上的载荷为了便于分析,取平盖圆心到边缘的一段加强筋为研究对象,其受力情况如图2所示。1当x=0时,Q=-RA=-rq0,代入上6令∑M(A)=0式得:r×2则RBr-q0r=012×3C1=-rq061RB=rq03当x=r时,则得:令∑M(B)=01Qmax=rq0311则RAr-rq0r=023(2)弯矩计算R1q021A=6rq0M(x)=∫Q(x)dx=∫x-rq0dx2r6(1
6、)剪力计算131=xq0-rq0x+C26r6q0q02Q(x)=∫q(x)dx=∫rxdx=2rx+C1当x=r时,《化工装备技术》第22卷第2期2001年33M(r)=0,代入上式得:t2402)[]s==80MPa3C2=0Mmax6298-63q0313)W=[]t=6=78.7×10m从而得M(x)=x-rq0xs80×106r64)令h=14mm,则令M(x)′=0-6q021H=6W=6×78.7×10=0.184m则2rx-6rq0=0h0.0141取H=200mm。x=±r35)计算平盖的t1(按《设计规定》)2q0r所以Mmax=
7、Disin1000×sin93n8t1===276.8mm(3)载荷q0计算1+sin1+sinn8设有加强筋n根,根据图1有:26)计算筒体壁厚和平盖厚度1r2rq0=pn筒体和平盖材料选用Q235,在设计温度为2r22r200℃时,其[]=112MPa。q0=p=prnnpDi1×1000S0===4.5mm2r3p2[]2×112所以Mmax=93n令S=8mm,则加强筋材料的许用应力为:S04.5m===0.5625tS8ts[]s=3k=0.33m=0.33×0.5625=0.186所需要的加强筋的抗弯模量为:取整k=0.2,则
8、MmaxW=tt=tkp0.2×1[]s1=276
