容器的開(kāi)孔設(shè)計(jì)ContentsContentsContents容器開(kāi)孔接管后帶來(lái)的問(wèn)題1.開(kāi)孔后使承載截面減小，承載材料的削弱。2.接管處容器殼體與接管形成不連續(xù)結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生邊緣應(yīng)力3.焊接缺陷和殘余應(yīng)力開(kāi)孔接管部位的應(yīng)力集中Contents開(kāi)孔接管根部應(yīng)力集中的特點(diǎn)應(yīng)力集中的范圍是很有限的d/D越大，應(yīng)力集中越嚴(yán)重δ/D越小，應(yīng)力集中越嚴(yán)重增大接管壁厚，可減小應(yīng)力集中球殼上開(kāi)孔的應(yīng)力集中小于柱殼上開(kāi)孔的應(yīng)力集中開(kāi)孔接管補(bǔ)強(qiáng)的目的：

使孔邊的應(yīng)力峰值降低到允許值。Contents缺點(diǎn)：等面積法忽視了開(kāi)孔處應(yīng)力集中與開(kāi)孔系數(shù)的影響，例如相同大小的孔，當(dāng)殼體直徑很大時(shí)較小，造成的強(qiáng)度削弱就少，反之殼體直徑很小時(shí)很大，造成的削弱也大。因此等面積法有時(shí)顯得富裕，有時(shí)顯得不足。計(jì)算：參見(jiàn)JB/150-1998Contents開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則-塑性失效補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)原則定義：開(kāi)孔容器的接管處達(dá)到全域塑性時(shí)的極限應(yīng)力應(yīng)等于無(wú)孔殼體的屈服應(yīng)力，同時(shí)按彈性計(jì)算的最大應(yīng)力應(yīng)不超過(guò)兩倍的屈服極限。注意：此補(bǔ)強(qiáng)方法只允許采用整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)Contents補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)局部補(bǔ)強(qiáng)整體補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)整鍛件補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)Contents壓力容器開(kāi)孔局部補(bǔ)強(qiáng)（1）補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：補(bǔ)強(qiáng)圈貼焊在殼體與接管連接處，見(jiàn)圖。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，使用經(jīng)驗(yàn)豐富；缺點(diǎn)：1）與殼體金屬之間不能完全貼合，傳熱效果差，在中溫以上使用時(shí)，存在較大熱膨脹差，在補(bǔ)強(qiáng)局部區(qū)域產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力；2）與殼體采用搭接連接，難以與殼體形成整體，抗疲勞性能差。Contents應(yīng)用：一般使用在：靜載、常溫、中低壓、材料的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度低于540MPa、補(bǔ)強(qiáng)圈厚度小于或等于1.5δn、殼體名義厚度δn不大38mm的場(chǎng)合。標(biāo)準(zhǔn)：HG21506-1992《補(bǔ)強(qiáng)圈》，JB/T4736-2002《補(bǔ)強(qiáng)圈》Contents（2）厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：特點(diǎn)：應(yīng)用：在開(kāi)孔處焊上一段厚壁接管，見(jiàn)圖。補(bǔ)強(qiáng)處于最大應(yīng)力區(qū)域，能更有效地降低應(yīng)力集中系數(shù)。接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，焊縫少，焊接質(zhì)量容易檢驗(yàn)，補(bǔ)強(qiáng)效果較好。高強(qiáng)度低合金鋼制壓力容器由于材料缺口敏感性較高，一般都采用該結(jié)構(gòu)，但必須保證焊縫全熔透。Contents優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)強(qiáng)金屬集中于開(kāi)孔應(yīng)力最大的部位，應(yīng)力集中系數(shù)最小。并且采用對(duì)接焊接接頭，使焊縫及其熱影響區(qū)離開(kāi)最大應(yīng)力點(diǎn)的位置，抗疲勞性能好，疲勞壽命只降低10％～15％左右。缺點(diǎn)：鍛件供應(yīng)困難，制造成本較高。應(yīng)用：重要壓力容器，如核容器、材料屈服點(diǎn)在500MPa以上的容器開(kāi)孔及受低溫、高溫、疲勞載荷容器的大直徑開(kāi)孔容器等。Contents適用的開(kāi)孔范圍殼體上開(kāi)孔直徑越大，則開(kāi)孔系數(shù)ρ越大，應(yīng)力集中系數(shù)也越大。因此，我國(guó)GB150《鋼制壓力容器》中對(duì)開(kāi)孔直徑的最大值加以限制。

（1）圓筒開(kāi)孔的限制，當(dāng)內(nèi)徑Di≤1500mm時(shí)，開(kāi)孔最大直徑d≤1/2Di，且d≤520mm；當(dāng)內(nèi)徑>1500mm時(shí)，開(kāi)孔最大直徑d≤1/3Di，且d≤1000mm。（2）凸形封頭或球殼的開(kāi)孔最大直徑d≤1/2Di。（3）錐殼（或錐形封頭）的開(kāi)孔最大直徑d≤1/3Di，Di為開(kāi)孔中心處的錐殼內(nèi)直徑。（4）在橢圓形或碟形封頭過(guò)渡部分開(kāi)孔時(shí)，其孔的中心線宜垂直于封頭表面Contents不需要補(bǔ)強(qiáng)的最大孔徑GBl50《鋼制壓力容器》對(duì)不需另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑的最新規(guī)定，當(dāng)殼體開(kāi)孔滿足下述全部要求時(shí)可允許不需另行補(bǔ)強(qiáng)。（１）設(shè)計(jì)壓力小于或等