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标题: 等面积法开孔补强计算的那些注意事项 [打印本页]
作者: 豆蔓    时间: 2017-11-17 16:39
标题: 等面积法开孔补强计算的那些注意事项
随着计算软件的普遍应用，对于压力容器的设计工作的入门要求也越来越低，但是不可否认的说，也正是因为计算软件给我们带来了便捷，导致了很多人在设计中容易忽略一些设计细节，问“为什么”的越来越少，对于计算的由来、结果对错的判断也都似乎越来越无所谓了，反正计算合格不合格软件会告诉我的…甚至很多领导认为“会CAD就会设计”这种错误的认知……

好了，越说话越多，收住！唠叨了几句后切入正题。本帖主要针对单孔的等面积法开孔补强计算的讨论（主要针对SW6-2011的设计输入及结果判断），以及对几个常见的问题和海友们讨论下，不对之处大家指点，共同讨论。

个人认为设计人员对于应用SW6软件，其实我们更应掌握的是设计输入的正确性。在SW6中，对于等面积法开孔补强计算的设计输入其实比较简单，对于我们大多数设计人员往往比较有疑问或容易忽视的，无非是几个焊接接头系数及接管内伸（外伸）高度的问题：
1．开孔补强计算中焊接接头系数的相关问题；
2. 接管的内伸高度及外伸高度的取值问题；

<一>开孔补强计算中焊接接头系数的相关问题


对于设备本体焊接接头系数是0.85时，这两个系数如何取值，成为了大多数设计人员关心的点，有很多看法，归结如下：
a) 一般是取1.0（SW6默认是1.0）
b) 按壳体的焊接接头系数，如果壳体的焊接接头系数为0.85，开孔补强计算时壳体的焊接接头系数应取0.85.
c) 补强区内没有A、B类焊缝时，可以取1.0，有焊缝时应按壳体。（设计无法得知筒体组装情况，如何判别开孔处有无焊缝？）
d) 开孔补强区域内没有焊缝时，计算该处的壳体计算厚度接头系数可以取1.0，顾名思义，有接头才会有接头系数，才会有强度削弱，没有接头为什么不能取1.0？这样可充分利用壳体多余的厚度。
……
1.开孔处壳体焊接接头系数（为了方便区分，我们暂且标记为φ1）；
2.接管的焊接接头系数（为了方便区分，我们暂且标记为φ2）；
我们在寻找答案前，应该先讨论下，这两个焊接接头系数对于开孔补强计算有何作用或影响？

大家都知道，等面积开孔补强计算的合格条件：A1+A2+A3(+A4)>A

A——开孔削弱所需要的补强截面积
A1——壳体多余的补强面积
A2——接管多余的补强面积
A3——焊缝金属截面积
A4——另加的补强面积（补强圈等）

多余的补强面积是如何得出来的？简单的讲，就是长×宽：
长——B-dop的数值（有效的补强范围）
宽——多余的厚度（有效厚度减去计算厚度）
标准为啥那么一长串公式，就是考虑了接管材料与壳体的不同，引入的强度削弱系数而已，
那么我们可以得知，影响多余补强面积的数值，其实只有长（chang）当中的B和宽当中的厚度值，那么，我们φ1直接影响着是A1的数值，φ2直接影响着是A2的数值，正因为设备上的接管大都是无缝钢管或锻件（很少见到有焊接钢管），所以在φ2的数值上大家没有争议都是取的1.0（注意并非一定是1.0）。

所以对于φ1，是影响着壳体壁厚的计算厚度值（影响着壳体厚度的余量A1），例如筒体，实际就是筒体的计算厚度。说白了，筒体的焊接接头系数取多少，开孔补强计算时就取多少。总不能在壳体计算的时候取0.85，开孔补强计算的时候余量就变大了吧？

有人提出“在GB/T 150.3-2011 6.1.4条中规定：容器上的开孔宜避开容器焊接接头。当开孔通过或邻近容器焊接接头时，则应保证在开孔中心的2dop范围内的接头不存在有任何超标缺陷。”
所以即便开在有焊接接头的壳体处，我已经做了100%检测，所以开孔补强计算时，φ1应取1.0。
非也。我们可以这样理解该条：此100%检测是针对“局部部位”的检测，是属于20%范围内。例如针对壳体的某一条焊缝进行了检测，该焊缝实际是100%，但对于壳体其实只做了局部，最终还是20%。
也有的同志把重点放在了“开孔处”的壳体计算厚度，所以引来了“有焊缝才有焊接接头系数，没有就是取1”这种看法。实际上是理解的偏差，在GB/T 150.3-2011 6.3.3.2条开孔补强计算公式中，并无区分开孔处壳体有无焊缝之分。


<二>接管的内伸高度及外伸高度的取值问题
对于开孔补强的计算，GB/T 150.3-2011图6-2中给了图示，但是对于接管的内伸高度及外伸高度的取值，很多人提出了疑问。
需要注意的是：
1）对于封头轴向开孔、筒体斜开孔，外伸高度是指沿接管圆周上测得的最短长度；
2）对于接管的内伸高度，是指筒体纵剖面而不是横剖面。

对于文字的理解，总是那么别扭。别急，咱们上图。
1）对于封头轴向开孔、筒体斜开孔，外伸高度是指沿接管圆周上测得的最短长度；
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