b:开孔所需补强面积 先计算强度削弱系数fr
f????t151.2rn???r?90.8?1.665?1,取fr=1 接管有效厚度为?et??nt?C?12?1.8?10.2mm 开孔所需补强面积按《过程设备设计》式(4-76)确定
A?d??2??et?1?fr??489.6?9.536?0?4668.83mm2 有效补强范围
a:有效宽度B,按《过程设备设计》式(4-79)确定
B?2d?2?489.6?979.2mm???取大值
B?d?2?n?2?nt?489.6?2?16?2?12?545.6mm??故B=979.2mm b:有效高度
外侧有效高度h1,按《过程设备设计》式(4-80)确定
h1?d?nt?489.6?12?76.65mm???取小值 h1?215mm?实际外伸高度???故h1=76.55mm
内侧有效高度h2,按《过程设备设计》式(4-81)确定
h2?d?nt?489.6?12?76.65mm???取小值 h2?0?实际内伸高度???故h2=0
有效补强面积 a:筒体多余金属面积
筒体有效厚度 ?e??n?C?16?1.8?14.2mm
筒体多余金属面积A1,按《过程设备设计》式(4-82)确定2.30)( (3) (4)
A1??B?d??e???2?et?e??1?fr??979.2?489.6???14.2?9.536??2283.49mm2?????? (2.31)
b:接管多余金属面积 接管计算厚度
?t?2???n??PctPcdi?0.9?489.6 ?1.708mm (2.31)
2?151.2?0.85?0.9接管多余金属面积A2,按《过程设备设计》式(4-83)确定
A2?2h1?et??tfr?2h2?et?C2fr?2?76.65??10.2?1.708??1?1301.842mm2???? (2.32)
c:接管区焊缝面积(焊脚取6.0mm)
由于补强圈与接管及壳体的焊接是搭接焊,采用角焊缝(见下图)焊缝截面积(打网格部分)近似于三角形面积,计算时只考虑补强圈内缘与组合焊缝中填角焊缝的填角高度,如图按等腰直角三角形计算得
1A3?2??6.0?6.0?36.0mm2
2补强圈与接管及筒体焊接结构 d:有效补强面积
Ae?A1?A2?A3?2283.49?1301.842?36?3621.314mm2 (5) 所需另行补强面积
A4?A?Ae?4668.83?3621.314?1047.52mm2 (6) 补强圈设计
根据接管公称直径DN500选补强圈,查《化工设备机械基础》表13-1取补强圈外径D`=840mm,内径d`=534mm。因B=797.2mm> D`,补强圈在有效补强范围内补强圈厚度为:
?`?A41047.52 ??3.423mm (2.33)``840?534D?d考虑钢板负偏差,并经圆整,取补强圈名义厚度为5mm,
如果不考虑多余金属面积,全部削去的承受应力必须截面A均由补强圈补
偿,则
?`?A4668.83??9.26mm (2.34)
D`?d`840?534(为便于制造时准备材料,补强圈名义厚度也可取为筒体的厚度,即。 ?`?10mm)
2.5.2 型号为?150?5,l=198mm的接管 ⑴ 补强及补强方法判别 a:补强判别
根据《过程设备设计》表4-14,允许不另行步强的最大接管外径为φ89mm,本开孔外径为φ100mm,故需另行考虑其补强。 开孔补强的形式:外加强平齐接管
结构简单,制造与检验方便
开孔补强的结构:补强板搭焊结构 b:补强计算方法判别
开孔直径:d?di?2C?100?2?40?180mm
1Di=300mm,且d≤520mm,满足等面积法开孔补2强计算的适用条件,故可用等面积法进行开孔补强计算。
本筒体开孔直径d=180mm<
⑵ 开孔所需补强面积 a:筒体计算厚度
??PcDi2?????Pct?1?1476?8.656mm (2.35)
2?90.8?0.85?1b :开孔所需补强面积 先计算强度削弱系数fr
fr???tn????r?151.2?1.665?1,取fr=1 90.8接管有效厚度为?et??nt?C?10?1.8?8.2mm
开孔所需补强面积按《过程设备设计》式(4-76)确定
A?d??2??et1?fr?308.6?8.656?0?2671.24mm2 (2.36) ⑶ 有效补强范围
??
a:有效宽度B,按《过程设备设计》式(4-79)确定
B?2d?2?308.6?617.2mm???取大值
B?d?2?n?2?nt?308.6?2?16?2?10?360.6mm??故B=617.2mm b:有效高度
外侧有效高度h1,按《过程设备设计》式(4-80)确定
h1?d?nt?308.6?10?55.55mm???取小值 h1?198mm(实际外伸高度)??故h1=55.55mm
内侧有效高度h2,按《过程设备设计》式(4-81)确定
h2?d?nt?308.6?10?55.55mm???取小值 h2?0(实际内伸高度)??故h2=0
⑷ 有效补强面积 a:筒体多余金属面积
筒体有效厚度 ?e??n?C?16?1.8?14.2mm
筒体多余金属面积A1,按《过程设备设计》式(4-82)确定
A1??B?d???e????2?et??e????1?fr???617.2?308.6???14.2?8.656? ?1710.88mm2b:接管多余金属面积 接管计算厚度
?.9?305t?Pcdi2???tn??P?02?151.2?0.85?0.9?1.072mm c接管多余金属面积A2,按《过程设备设计》式(4-83)确定A2?2h1??et??t?fr?2h2??et?C2?fr?2?55.55??8.2?1.072??1 ?791.92mm22.37)
(2.38)(2.39)(
c:接管区焊缝面积(焊脚取6.0mm)
由于补强圈与接管及壳体的焊接是搭接焊,采用角焊缝(见下图)焊缝截面积(打网格部分)近似于三角形面积,计算时只考虑补强圈内缘与组合焊缝中填角焊缝的填角高度,如图按等腰直角三角形计算得
1A3?2??6.0?6.0?36.0mm2
2补强圈与接管及筒体焊接结构 d:有效补强面积
Ae?A1?A2?A3?1710.88?791.92?36?2538.8mm2 (2.40) ⑸ 所需另行补强面积
A4?A?Ae?2671.24?2538.8?132.44mm2 ⑹ 补强圈设计
根据接管公称直径DN300选补强圈,查《化工设备机械基础》表13-1取补强圈外径D`=540mm,内径d`=329mm。因B=617.2MM> D`,补强圈在有效补强范围内补强圈厚度为:
?`?A4132.44(2.41) ??0.63mm
D`?d`540?329考虑钢板负偏差,并经圆整,取补强圈名义厚度为5mm,如果不考虑多余金属面积,全部削去的承受应力必须截面A均由补强圈补偿,则
AD`?d`??`?1710.88?8.11mm (2.42)
540?329 为便于制造时准备材料,补强圈名义厚度也可取为筒体的厚度, ?`?10mm。