應用技術
作者：陳泉，錢國林
摘要 在工程應用中經常需要為了滿足各種工藝和結構上的要求在壓力容器上開孔和安裝接管。容器開孔以後，一方麵削弱了器壁的強度，於是降低了容器的承載能力；另一方麵，器壁開孔和接管破壞了原來結構的連續性，在開孔附近導致很高的應力集中，成為容器的薄弱環節。
關鍵詞 壓力容器；開孔；補強方法；比較
中圖分類號TU5 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）48-0166-02
目前，用於壓力容器的開孔補強設計方法主要有等麵積補強法、彈性應力分析法、極限分析法、美國壓力容器研究委員會建議草案（以下簡稱PVRC法）、實驗屈服法和壓力麵積法。現就PVRC法、實驗屈服法和壓力麵積法進行比較。UDS係統提供了一種在數據庫管理係統外圍增加一套安全控製機製的方式，有針對性地解決了數據庫連接密碼固定不變的問題，能夠根據用戶製定的密碼保護等級的要求周期性地隨機生成新的合法密碼，使得在不影響數據庫信息和較少影響數據庫訪問及基於數據庫的應用係統的開發這些前提下能夠充分保障數據庫中數據信息的機密性和有效性，並且能夠支持多種關係數據庫產品。
1 基本原理
1.1 PVRC法
美國PVRC通過對大量整體鍛件補強結構的實驗分析後提出下麵的補強準則：接管與筒體或殼體發生全域塑性失效時的極限壓力等於未開孔時筒體或殼體的屈服壓力（即p1=0.98ps），並且允許開孔或接管處最大應力為3倍許用應力（亦即σmax=3【σ】）。GB150-89《鋼製壓力容器》規定的適用範圍為：1）適用於承受內壓的圓筒、球殼及凸形封頭（在以封頭中心為中心80％封頭內直徑範圍內）的徑向單個圓形開孔的補強設計；2）兩相鄰開孔邊緣的間距不得小於2.5【S（Di+Sn）/2】1/2；3）在圓筒上，最大開孔尺寸應為d/Di≤1/3，d/（DiStr2/S）1/2≤1.5，且Di/Sd為10~100；4）在球殼和封頭上最大開孔尺寸應為d/（2R）≤0.5， d/（2RS）1/2≤0.8，而且2R/Sd為10~100；5）如用接管和補強件補強，則應與殼體焊成整體，且采用全熔透焊縫，過渡部分需要考慮過渡半徑並打磨光滑；6）接管、補強件和殼體所用材料的標準常溫抗 拉強度與屈服強度之比σb/σs≥1.5。
1.2 實驗屈服法
實驗屈服法又稱削弱係數法，它對壓力容器上不同尺寸的開孔垂直接管，進行一係列壓力實驗，由開孔接管與殼體連接部位的最大應力達到屈服並產生不大於1％塑性變形所需的應力，導出不同的容器開孔係數與容器接管的壁厚比所對應的削弱係數，繪出曲線圖。作補強設計時，需將削弱係數值代入殼體厚度公式中，通過曲線圖反複求取容器壁厚，直到滿足要求。可見，實驗屈服法是建立在實驗基礎上的。它的塑性變形接近於塑性失效的極限狀態，亦屬於塑性安定性的一種設計準則。其適用範圍：1）內壓圓筒、錐殼和球殼的徑向圓形開孔，而且殼體壁厚比0.02≤（Se-C1-C2）/D0≤0.1的開孔補強計算。當直徑比di/Do≤1/3時，可以低於壁厚比的下限；2）凡按材料長期性能進行計算的或必須按AD規範設計的圓筒和錐殼，例如用高強鋼或受交變載荷較大時，則開孔的最大直徑比di/Do≤0.8；3）對開孔接管未考慮外載作用，如果容器接管受外力或彎矩時，需另行處理；4）適用於塑性韌度均好的材料，如果用於脆性材料時，應適當提高安全係數，以降低應力水平；5）使用本規則要特別注意結構在應力分布上的合理性，尤其是用高強鋼時，要避免截麵的突然改變。對於開孔接管補強結構必須焊透，以避免過高的焊接應力和焊接缺陷，轉角要考慮適當的過渡半徑並打磨光滑。