常用开孔补强方法在封堵三通中的应用

摘 要

封堵三通是圆柱壳径向接管的一种特殊形式,由于其开孔率大且开孔边缘部位应力成分复杂,设计方案及强度计算方法没有形成统一的规范。介绍了几种常用的国际容器开孔补强计算方法

三通作为宝盈系统的重要组成部分,其可靠性直接影响整个宝盈系统的安全运行[1]。在封堵三通的设计中,为保证封堵头可以顺利下入到宝盈,达到封堵的目的,通常支管内径略大于宝盈内径,同时主管内径略大于宝盈外径,因此封堵三通的开孔率接近于1。三通主管开孔,一方面削减了承载面积,造成壳体的高薄膜应力,从而使得主管壳体的整体承压能力下降;另一方面,容器整体的连续性被破坏,在开孔和接管处因变形不协调,将产生较大的附加内力分量,引起局部应力
集中[2]。同时,三通主支管构成不连续结构,使得连接部位一定范围内存在较大的二次应力和峰值应力。以上因素均会导致主支管连接处的应力远高于未开孔前
壳体内的应力,所以开孔接管处成为三通最容易失效的薄弱部位,需要对其进行合理的开孔补强设计,以保证三通的使用安全[3]。有关三通开孔的补强设计至今
没有形成统一的规范[4],因而有必要对三通开孔补强方法进行研究。为此,在对目前常用的国际容器径向接管补强方法进行分析的基础上,以1 422 mm 封堵三
通为例进行理论计算,并借助计算机仿真软件进行仿真模拟,通过结果的对比分析,总结不同补强方法应用于封堵三通补强计算时的优缺点,以期为封堵三通的
补强计算提供理论指导。
常用开孔补强计算方法:
1、等面积补强法
2、国际面积法
3、国际-面积应力法
4、膜-弯曲应力法
5、分析法

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