正文 壓力容器開孔補強方法比較(2 / 3)

1.3 壓力麵積法

壓力麵積法是在壓力容器開孔區的有效範圍內,以容器受壓麵積與金屬承壓麵積的平衡為基礎的。它是一種近似的分析方法,基本上是一種經驗方法。它不僅用於容器單個的垂直接管,也可用於並聯開孔及斜接管的開孔補強計算。

為了在較少影響用戶日常使用的前提下提高現有關係數據庫係統的安全性,通過以下主要功能來保證:支持不同關係數據庫,並通過數據庫權限申請審批流程控製相應用戶具有的數據庫權限;能夠靈活配置安全策略來設置係統中不同對象的安全等級,並根據安全等級定期更改密碼等安全憑據;采用USB KEY對UDS係統用戶進行鑒別,並通過安全審計模塊和靈活備份模塊來共同保證係統本身的安全性和可靠性;能夠管理基於數據庫的應用程序並提供了相應接口;支持不同加密算法和工具的通用加密接口;具有可控的數據庫管理工具,以對數據庫進行管理和維護。

2 比較

2.1 應力集中係數

開孔補強的目的在於降低開孔所引起的應力集中程度,提高器壁的強度。應力集中程度是用應力集中係數來描述的。應力集中係數是指受壓容器或部件實際的最大應力σmax與容器周向膜應力σθ的比值,即K=σmax /σθ。確定了應力集中係數,就可求出開孔處的最大應力。

PVRC采用應力指數法。應力指數K是指所考慮的各應力分量與容器在無開孔接管時的薄膜應力之比,其含義實際上類同於前述的應力集中係數。諸方向的應力中各有一最大值σ,應力指數K表示為K=σ/σθ。該方法僅適用於單個開孔接管,而且Di/Sn≤100,di/Di≤0.5,此外接管根部的內外側均需按規範給出足夠的過渡圓角及加強高度尺寸。應力指數法僅考慮受內壓載荷時引起的應力集中。按照PVRC法進行開孔補強後,均能使應力集中係數K≤3.0。

彈性應力分析法采用應力集中係數曲線中的應力集中係數K。該曲線是以接管與殼體厚度之比St/S為參變量,以開孔係數ρ(ρ=(r/R)(R/S)1/2=r/(R S)1/2,r和R為接管與球殼的平均半徑)及K值為坐標繪製的。該曲線不僅有承受內壓載荷的情況,還有接管受軸向力、橫向剪力及彎矩等的情況。適用範圍是:0.01≤r/R≤0.4, 30≤R/S≤150 ,補強後K≤2.25。

實驗屈服法和壓力麵積法進行開孔補強設計,其應力集中係數的計算基礎實際上是求取一種平均應力,是隨具體的開孔補強結構尺寸變化而變化的。最大應力是按第三強度理論確定的,即σmax=σ1-σ3。第一主應力σ1是根據開孔接管影響區的力平衡求得的,σ1=pAp/Aσ。其中,Ap是開孔後的非平衡壓力載荷作用 的麵積,Aσ是承受非平衡壓力載荷的有效麵積。第三主應力σ3由徑向應力σr確定,σ3=σr/2。

2.2適用範圍

由前述可知,PVRC法適用範圍小,且對材料性能要求高,所用材料的最小拉伸強度與最小屈服強度之比不得小於1.5。而實驗屈服法和壓力麵積法對材料並沒有特殊要求。另外,PVRC法適用的開孔範圍對球殼為d/Di≤0.5,對圓筒為d/Di≤1/3。而實驗屈服法和壓力麵積法可適用於開孔率d/Di<0.8的開孔補強設計。應特別指出,當壓力容器的開孔率d/Di>0.5時,PVRC法是不適用的,因超出了ASME第VIII卷一分冊和GB150-89規定的適用範圍,這種開孔稱之為大開孔。AD規範規定殼體部分補強寬度B=【(Di+Sa-C1-C2)(Sa-C1-C2)】1/2,ASME第VIII卷一分冊規定等麵積補強法殼體補強寬度為B=di/2或S +St的較大值。AD規定接管補強高度Ls=1.25【(di+Ss-C1-C2)(Ss-C1-C2)】1/2,ASME第VIII卷一分冊規定接管補強高度H =2.5S或2.5St的較小值。由此可見,壓力麵積法的殼體補強寬度與殼體內徑及殼體厚度有關,與開孔大小無關。等麵積補強法的殼體補強寬度與接管的內徑或接管和殼體的厚度有關,與殼體內徑無關。