求助！压力容器静设备设计时是否需考虑应力集中？

各位前辈好！最近在设计一台压力容器（DN2500X14X1000，Q345R，上、下椭圆封头+直筒体，100%RT，PWHT），需要在筒体上开方孔，然后加方形补丁（1800X1800X32），有领导提出意见说得考虑方形板与筒体焊缝四个直角处的应力集中。直接懵了，我理解，方形补丁与筒体焊后已成一体，已经没有几何不连续了（补丁外漏部分不知道需不需要考虑），另外设备100%RT+PWHT，又不是疲劳设备，应该不需要考虑应力集中。

问题1：压力容器静设备设计时（主要是补强）是否需要考虑应力集中？若考虑，应力集中应如何计算？
问题2：方孔补丁是否可按等面积法补强？

拜谢！

问题1：在压力容器的静设备设计中，应力集中是需要考虑的，因为这可能会影响到设备的安全性能。当存在焊缝和连接处时，应力集中更为明显。针对你所提到的方形板与筒体焊缝四个直角处的应力集中，可以采用有限元分析方法进行计算，以确定是否有必要进行加强处理或补强设计。通过有限元分析可以得到应力集中系数，通常情况下，当应力集中系数小于3时，可以被认为是不影响安全的。

问题2：方孔补丁可以按照等面积法来进行补强设计。等面积法是一种简单、实用的补强设计方法，其原理是在被补强结构上寻找等面积的区域，然后把这个区域内的材料全部割掉，在该区域内开一个新的洞，并用同样的材料来补强这个洞。这种方法可以保证被补强结构的强度和刚度不会降低，同时也不会增加过多的材料和重量。
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学*

给个建议，将补强计算的接管改为普通圆管，在筒体内，加上非受压的方管。

A13562570752 发表于 2023-6-6 14:18
给个建议，将补强计算的接管改为普通圆管，在筒体内，加上非受压的方管。

怪我没说明白，加方形补丁的原因是接管太大，而且不能加补强圈，为了减小筒体壁厚，采用局部加厚的方形补丁（1800X1800X32），然后再在方形补丁上开孔。

你自己都说乱了，图纸上传

确定是开矩形孔吗？
矩形开孔肯定有应力集中的问题啊

第二个问题，方形开孔是否可以用等面积补强？
不可以。
看看等面积补强的适用范围

楼主意思采用的是矩形补强板吗？方形角基本都要导圆的

豆蔓 发表于 2023-6-6 17:23
确定是开矩形孔吗？
矩形开孔肯定有应力集中的问题啊

不是开矩形孔，而是矩形板补丁，然后再在矩形板补丁上开圆孔。

参考图

补丁？， 首先你这个叫法，说明你是个白，你们领导也比较温和， 他没问你：你不知道有个标准“JB／T4736-2002补强圈”？，任何结构件都该 避免尖角 而带来的额外应力集中，这是常识。我觉得你 就设计成矩形的   可能交不了货，人家说你是外行

wanlirn 发表于 2023-6-7 08:07
补丁？， 首先你这个叫法，说明你是个白，你们领导也比较温和， 他没问你：你不知道有个标准“JB／T4736-20 ...

亲哥，这个真不是补强圈，这个是跟筒体对焊的。另外，我确实是个新进石化小白，\(^o^)/~

duziliang1989 发表于 2023-6-7 08:18
亲哥，这个真不是补强圈，这个是跟筒体对焊的。另外，我确实是个新进石化小白，\(^o^)/~

你这设备工况不太清楚，按一般的开孔，随着压力温度参数的都增加采用下边的方式顺序，补强圈----厚壁管-----厚壁锻管-----凸缘与接管整体锻件。很少有你这种。另外A类对接焊缝就更不应该出现尖角了

看看这个：SH/T 3138-2003球形储罐整体补强凸缘。作用跟你的工况是一样的，但仅适用于球形封头或椭圆封头中心开孔。
建议局部加厚的钢板做成圆形，对接接头处按GB/T 150.4第6.5.3条削边，且钢板加厚部分应大于开孔补强范围。