使用SW6―2011计算压力容器开孔补强的几个问题-2019年文档

压力容器的开孔与补强压力容器是一种用于储存和运输高压气体、液体或气体液体混合物的装置。

由于容器内部承受着巨大的压力，因此对于压力容器的结构设计和制造质量的要求非常高，尤其是它的壁厚和容积大小等参数必须经过精密计算和实验验证。

然而，即使设计和制造工艺都非常优秀，压力容器在使用过程中，也一定会出现开孔或由于压力过高而造成形变或者破裂的情况。

为了避免这种情况的发生，我们可以采用开孔和补强两种方法进行预防和解决。

开孔是一种常见的预防压力容器事故的方法。

通过在容器的垂直和水平方向上开孔，可以使容器内部受到更好的冷却和通风，从而减少容器内部压力的累积。

另一方面，开孔的位置也可根据容器内部压力变化而进行调整，使事故的风险降到最低。

此外，设定开孔的位置和数量还可以为维护和保养提供更大的便利。

例如在容器的底部开孔，可以更轻松地清除容器内部积存的物质。

尽管开孔是一种有效的预防措施，但在一些情况下，由于开孔会改变容器的整体结构，从而降低容器的承载能力。

这时，可以采用补强的方法来保证容器的安全。

补强的方法主要是在容器受力较大的地方加装加强筋或者钢板等材料来提高容器的强度和承载能力。

这种方法的优点是可以增加整个容器的稳定性和韧性，从而避免容器内部压力过高而造成的泄漏和破裂等意外事件的发生。

需要注意的是，在进行压力容器的开孔和补强的时候，我们必须严格遵守国家标准，以确保容器的质量和安全。

另外，在进行相关的维修和改装时必须由具备相关资质、资历的专业人员进行操作，这样可以有效地避免其他安全隐患的发生。

最后，压力容器在工业生产和人们的日常生活中发挥着重要的作用，但与之相关的安全问题也时刻需要引起人们的重视。

因此，在日常生活和工作中，我们应该尽可能地避免对压力容器的摩擦和碰撞，同时，也应该注意对其的定期检查和维修，以避免意外事件的发生。

- 43 -第6期压力容器大开孔补强计算方法实例分析王嘉瑶，翟新锋（中泰创新技术研究院有限责任公司， 新疆 乌鲁木齐 830000）[摘 要] 在压力容器设计中，经常面临着大开孔补强问题。

在壳体上开孔影响其承压能力，且开孔的大小、尺寸受到诸多限制，补强方法也多种多样。

本文总结了常用的几种开孔补强计算方法，如等面积法、分析法和压力面积法，并通过对某φ2000卧式容器开φ800孔的实例进行计算和分析，有助于设计人员更好地理解和应用这几种补强方法。

[关键词] 压力容器；大开孔；等面积法；分析法；压力面积法作者简介：王嘉瑶（1998—），女，湖北人，本科学历，在中泰创新技术研究院有限责任公司从事设备设计工作。

1 前言大开孔一般被定义为超过限制值的开孔。

大开孔会削弱壁厚的强度，且孔边缘薄膜应力和弯曲应力都较大，因此最常用的等面积法在大开孔上一般不能使用。

化工装置中，常使用带水包的压力容器，利用油水密度差进行油水分离。

而水包的公称直径普遍和设备直径较为接近，即d/D 较大，这时就需要考虑大开孔补强。

本文用三种方法对一个设计压力0.42MPa ，设计温度60℃，内径φ2000，C1=0.3mm ，C2=2mm 的卧式容器筒体上开φ800孔的设计实例进行计算和简单分析比较。

图1 圆筒开孔补强等面积法与分析法适用范围图2 算例示意图2 等面积法等面积法就是用补强材料在壳体开孔附近一段距离内对开孔削弱的承载面积给予等面积补偿。

它的理论基础仅考虑了壳体中存在的拉伸薄膜应力，类似双向受拉伸开有小孔的无限大平板上孔边的应力集中，所以对小直径的开孔安全可靠。

除此之外，还具有长期的使用经- 44 -论文广场石油和化工设备2021年第24卷验，开孔较大时只要对其开孔尺寸和形状等给予一定的配套限制，也能保证安全，是一般开孔的首选算法。

此方法适用于在受压筒体或者平封头上开圆孔、长短径比小于等于2的椭圆或长圆形孔。

因为本次开孔接管垂直于筒体，所以满足这部分要求。

开孔补强4.5.5.5等面积补强的分析与计算■等面积补强----壳体承受应力所必需的金属截面，因开孔被削去多少，就必须在开孔周围的补强范围内补回同样截面的金属面积。

有效补强的金属面积大于或等于开孔削弱的金属面积A 、判断是否可以不补强和不作进一步补强计算（1）强度裕量（开孔后仍有的）●容器实际壁厚大于计算壁厚（δδφe ）●接管厚度大于计算厚度（t et δδφ）●接管根部有填角焊缝 ●所开孔不在焊缝处，但壁厚计算的中径公式仍考虑了焊缝系数，计算壁厚有裕量。

（2）GB150-1998对不另行补强的规定同时满足下列条件时，开孔后可不另行补强：②相邻两孔中心的距离()2d d +≥B、等面积补强计算（1）所需最小补强面积接管有效面积：接管转化为壳体的当量面积：ΔA-----弥补[][]tttσσ≤而需增加的面积；或接管有效承载面积的折减量。

■圆柱壳■外压柱壳或球壳■平盖注：上述平盖和外压容器的公式来由参见丁伯民《压力容器设计----原理及应用》对平盖和外压容器，决定壳体厚度或承载能力的是弯曲应力，开孔削弱的是抗弯截面模量（而不是壁厚截面积）。

为保证开空前后的抗弯截面模量相等（w=w 0），要求k=A/A 0=1/(2+S/S 0)，为保守起见，取k=0.5。

s —补强圈厚度，s 0----平盖厚度；A----补强面积，A 0----开孔削弱面积。

（2）补强范围■有效宽度B■接管外侧高度h 1■接管内侧高度h 2{}接管实际内伸高度,min 2nt d h δ=1（3）补强范围内富裕的可作补强的金属面积A e■A 1----壳体有效厚度减去计算厚度之后的多余面积■接管有效厚度减去计算厚度之后的多余面积()()r et r t et f C h f h A 221222-+-=δδδ■A 3----有效补强区内焊缝金属的截面积（4）有效补强区内另外再增加的补强元件的金属截面积A 4若A A e >，则开孔后无需补强。

工程技术・189・SW6计算塔器时应注意的几个问题李燕平中国石油天然气第一建设有限公司河南洛阳471023摘要本文就应用SW6软件进行塔器计算时应注意的一些问题进行了探讨,尤其对设计时易忽略的内容包括液注静压力的影响、开孔补强计算、管道外载的计算等提供了设计思路并给出了合理化建议。

关键词塔器液注静压力开孔补强管道外载中图分类号:TP205文献标识码:B文章编号：1672-9323(2019)02-0189-02塔设备是石油化工等生产装置中最重要的设备之一，其性能对整个装置的产品质量、生产能力以及能耗等都有重大的影响。

因此,塔器的合理设计就显得尤为重要。

另外，塔器的操作条件较为苛刻，计算比较复杂,在使用SW6软件时,应全面考虑计算的正确性和完整性，才能确保塔器设计的安全性。

1下封头的液注静压力使用SW6计算塔器时，下封头数据输入对话框中并没有液注静压力的输入项,也就是说程序会按照NB/T47041的规定，把小于设计压力5%的液注静压力忽略不计。

通常情况下，忽略小于设计压力5%的液注静压力对壁厚计算影响不大，但当塔壳直径较大且液注静压力接近5%的设计压力时,对下封头的厚度计算就会产生较大的影响。

某项目一台直径5500的粗脩塔，设计压力l.OMPa,腐蚀裕量2mm,手算得出下封头的液注静压力为0.047MPa,小于设计压力的5%。

因此，软件自动忽略液注静压力的影响，只考虑内压，下封头计算厚度为15.2mm,设计选用的名义厚度为18mm(不考虑成型减薄)，组合应力校核结果为合格。

如果考虑0.047MPa的液注静压力，用1.047MPa的计算压力进行计算,下封头的计算厚度为16.07mm,手算得出的设计厚度为16.07+2+0.3=18.37nnn,计算厚度增加了0.87mm,名义厚度需圆整到20mm。

液注静压力是塔器在操作过程中实际存在的载荷,当塔器直径较大时，忽略液注静压力是不可取的,设计者应通过计算后确定,对壁厚取值没有影响的自然可忽略，影响壁厚跳档的还是考虑为宜。

SW6计算问题汇总1. 什么叫波形膨胀节的加强圈？它起什么作用？答：指加于膨胀节直边段外侧的加强圈（一般为扁钢）。

该加强圈能减小波纹管直边段的周向薄膜应力。

2. 经常发生用水压试验压力代入后，波形膨胀节的薄膜应力较核通不过的情况。

但SW6-98未提出此要求。

答：不是SW6-98未提出此要求，而是膨胀节标准GB16749-1997未提出此要求。

3. 鞍座计算时，鞍座高度h是指鞍座的标准高度还是鞍座的腹板高度？答：由于h是用来计算鞍座腹板的平均应力s9，故应输入鞍座腹板中间处的最小高度。

4. GB151中，对筒体规定了一个最小厚度，但有时强度计算并不需这么厚，似乎有浪费，特别对于贵重有色金属设备更是如此。

答：GB151中规定的最小厚度是考虑了管束等内件重量使得在制造、安装时筒体所需要的刚度，这是必须要满足的。

但对于有色金属设备，GB151尚没有给出筒体的最小厚度，应建议标准编制单位补充该条规定。

5. 在固定管板换热器计算时，如用F19×2的管子，管子的压应力校核往往通不过，原因是计算得到的许用压应力很小，用何方法调整？答：首先，请注意管子的受压失稳当量长度是否按GB151的规定取值，该值对管子许用压应力的影响很大。

其次，管子的直径对许用压应力也有较大的影响，一般F25的管子要比F19的管子在许用压应力的计算值上大50％左右。

由于管子的直径一般不能改动，因其对换热面积有很大的影响，故工程上一般只能考虑减小折流板的间距。

当折流板的间距无法再改小时，只能由设计人员根据使用经验自行确定是否忽略换热管压应力的校核结果。

6. 计算锥形封头时，如压力很小（如p=0.1MPa），p/[s]t×f 的值往往小于0.002，这时程序不能计算，如何解决？答：由于GB150-1998中计算锥形壳体大、小端加强厚度时的Q值曲线图横座标的右端极限（p/[s]t×f）为0.002，故程序也限定此值为计算的界限。

压力容器卷筒大开孔补强计算方法摘要：压力容器是能够承载一定压力的气体或液体容器，大开孔的压力容器为保证其抗压能力，需在开孔接管位置进行补强。

本文主要对压力容器大开孔补强的相关计算方法进行了分析，并对其进行比较，以找出最适合的补强方法。

关键词：压力容器；大开孔补强；计算方法随着工程技术的发展，对压力容器的要求也越来越高，压力容器常需要进行大的开孔接管工序，而在压力容器上进行开孔操作就会破坏原来的应力状态，使压力容器内的力平衡遭到破坏，因而为了恢复容器内应力平衡状态，需要对容器开孔位置进行补强，而对于补强的计算主要有以下几种方法。

1.压力面积法压力面积法是通过使圆筒、补强原件和接管有效截面产生的承载力与有效补强范围内产生的载荷相等来实现补强的一种计算方法，这种方法在计算时主要考虑补强材料薄膜应力即可，并没有涉及到容器开孔孔边弯曲强度问题，这一方法的计算方式虽然和以往等面积方法有所不同，但原理是一样的。

其计算通式是（Ap/Aσ+1/2）p≤[σ]，其中Ap是指压力容器有效补强范围内的压力作用面积，而Aσ是指补强元件、接管等有效承载面积，p是容器圆筒的设计压力，[σ]则是指所应用的补强材料的许用应力，从上面的计算式就可以看出这一方法的计算是建立在补强截面薄膜应力计算的基础上，而不涉及孔边弯曲应力，因而在实际应用中，常会因实际应力与计算结果相差太大而失去补强的目的，因此这种方法在实际工程中应用较少。

2.ASME计算法鉴于压力面积法在弯矩问题上的缺点，ASME方法就在压力面积法上增加了弯矩作用计算，在理论上就是在计算薄膜应力的同时增加弯矩应力计算，因而其计算通式是，Sb=，M=（/6+RRne）p，其中As是指开孔区域内的横截面面积，而I是指As面积中所对应的中性轴惯性矩，a是指中性轴和容器壁表面之间的距离，Rm是指课题平均的半径长度，Rnm是指接管颈平均的半径长度，e是指As面积中性轴和壳壁中面处之间的距离，由上面的计算式可以看出该计算方法对薄膜应力的计算和压力面积方法相同，并对补强范围进行了调整，然后在这一基础上增加了弯矩计算，弯矩应力主要包括两个部分，一是在实施开孔操作后在孔边缘产生的轴向拉力，二是开空前在开孔区域内压位置上差异不同所带来的弯矩，这一种计算方法较压力面积法更为进步，考虑了开孔位置边缘弯矩应力问题。

关于压力容器开设排孔时的补强计算
王泉;王绍斌
【期刊名称】《一重技术》
【年(卷),期】1999(000)003
【摘要】压力容顺沿轴向开设排孔时，因间距过密不宜采用补强圈补强结构，而应按整体进行补强设计。

本文探讨了具体的补强计算方法。

【总页数】3页(P33-35)
【作者】王泉;王绍斌
【作者单位】大庆石油管理局天然气瓮科研所;大庆石油管理局天然气瓮科研所【正文语种】中文
【中图分类】TH490.23
【相关文献】
1.压力容器开孔及开孔补强检查与计算 [J], 陈义军
2.浅析压力容器等面积法开孔补强计算时需注意的问题 [J], 齐波
3.压力容器多个开孔补强对角向排孔削弱系数的数学计算 [J], 李兵荣
4.压力容器大开孔补强计算方法实例分析 [J], 王嘉瑶;翟新锋
5.压力容器特殊开孔结构的补强计算 [J], 熊从贵;陈送送;宋玲丽;何静
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开孔补强方法在压力容器设计中存在问题分析
开孔补强方法在压力容器设计中存在问题分析
刘文娟
【摘要】开孔补强是压力容器设计中的常见结构，开孔的结果不但会削弱容器的强度，而且在开孔的附近会造成很高的局部应力。

本文对压力容器设计中常用的补强方法进行总结，并介绍了相关的有限元计算结果，为其更好地应用于压力容器设计领域提供基础。

【期刊名称】中国新技术新产品
【年(卷),期】2012(000)012
【总页数】1
【关键词】压力容器；开孔补强；有限元分析
1 概述
由于工艺流程的需要，在压力容器的壳体和封头上往往需要进行开孔。

开孔的结果不仅使容器的强度降低，而且在开孔周边引起的应力集中也会对容器带来危害。

目前，在压力容器设计领域常用的开孔补强方法是基于弹性失效设计准则的等面积设计法和基于塑性失效准则为基础的极限分析法。

壳体和封头上的开孔应为圆形、椭圆形。

对非圆形开孔长短径之比不大于2。

壳体的开孔补强可采用补强圈补强和整体补强两种结构形式。

采用补强圈补强时，应遵循三项规定，即壳体和补强圈钢材的标准抗拉强度下限值δ≤540MPa；补强圈厚度小于或等于1.5倍的壳体名义厚度；壳体名义厚度小于等于38mm。

整体补强是指采取增加壳体厚度，或用全焊透的结构形式将厚壁管或整体补强锻件与壳体相焊的补强形式。

2 孔补强方法应用概况。

压力容器规则设计中的开孔补强设计探究摘要：压力容器成为了当前我国工业生产中广泛应用的设备之一，而对于开孔补强设计来说，其是当前压力容器设计中的重要环节，在开展这一环节的设计工作时，应该严格按照我国现行的《钢制压力容器》、《钢制化工容器强度计算规定》等文件要求，进而保证设计工作开展规范程度，这样才能使压力容器的综合质量得到保证。

基于此，本文对压力容器规则设计中的开孔补强设计要点进行了分析，希望可以为今后容器制造业生产制造业务开展提供微薄经验。

关键词：压力容器；规则设计；开孔补强；设计要点前言就目前我国压力容器的开口补强设计情况来看，主要应用的开口补强方法包括等面积法、压力面积法、极限分析法、实验屈服法等，可以看出，可应用的开口补强方法较多，应该根据压力容器设计制造的实际要求来选择最为适宜的开口补强设计方式，这样才能使压力容器产品的综合质量得到保证。

目前，等面积法、极限分析法在我国压力容器的开口补强设计中的应用最为常见，主要由于上述两种方法的成本更为可控，且可操作性更强。

一、压力容器开孔补强受力特点及要求分析对于压力容器而言，容器壳体的开孔操作至关重要，完成壳体开孔后，应该进行接管焊接操作，需要对接管处的应力集中情况进行合理设定，一般来说，接管处的应力集中与壳体小圆孔处的应力集中存在明显差异，在具体进行压力容器开孔补强操作时，应该正视上述差异，要保证最终壳体与开孔接管的薄膜位移协调一致，这样才能使压力容器在后续使用过程中充分发挥效果。

在进行连接点设计时，应该考虑到连接处结构互相约束及弯矩情况，这样才能使集中应力的设定更为合理。

此外，还要对当前压力容器的结构形状、承载状态、工作环境进行确定，以此为基础对接管处的应力集中情况进行确定。

在进行压力容器开孔处理时，由于开孔处的边缘应力具有局部特性，因此，要注意对其采取局部补强加固的方式，这样可以使加固效果得到保证[1]。

在补强设计过程中，主要是用整体锻件、厚壁管等进行补强，要对其结构进行深入分析，从而保证补强效果。

压力容器大开孔补强计算——等面积法、分析法和有限元应力分析法【摘要】首先对压力容器大开孔补强计算中涉及的应力特点及强度分析进行阐述，然后将目前存在的三种主要的补强计算方法的计算原理、特点等做了详细的介绍，并对三种不同的方法的优缺点进行比较总结，从而要求设计的容器更加符合安全、经济等多方面的要求，实现优化设计的目的。

【关键词】压力容器大开孔补强等面积法分析法及有限元应力分析法在设计者设计容器及压力容器的过程中通常都需要设计计算壳体的大开孔补强，GB150-2011即钢制压力容器中规定了容器壳体开孔范围，根据壳体的内径不同，分别作了明确地规定，当内径小于1500毫米时，开孔的最大直径要小于等于二分之三的内径，且不能大于520毫米；而当其内径大于1500毫米时，开孔最大直径则应当小于等于三分之二的内径，且其直径不能大于1000毫米。

本文中的容器的大开孔指的是超过以上范围的开孔。

现如今，主要是通过等面积法、分析法及有限元应力分析法三种方法计算压力容器大开孔的补强。

1 大开孔应力特点及强度分析对压力容器的壳体做开孔后，容器开孔的边缘会形成较为复杂的应力状况，以下是对会引起的三种应力的详细描述。

1.1 局部薄膜应力一般来说压力容器的壳体承受的都是一次总体薄膜应力，指的是它承受的薄膜应力是均匀的。

而对其进行开孔后，会导致其面积的减少，即该截面的承载压力的面积减少，将会破坏其原有的均匀受力的情况，对开孔的周边其变化尤为明显，其应力会明显的增加，而对远离开孔的地方，其应力则基本不受影响。

此种仅在开孔附近发生变化的应力被称为局部薄膜应力，同时若这种应力引起失效，则被称为静力强度失效。

1.2 弯曲应力当容器开孔后，一般需要有另外的一个壳体与被开孔的容器相互贯通。

即需要设置接管、人孔。

两个相连通的壳体在压力的载荷作用下的直径的增大度一般来说不同，而当对其进行接管后，为了平衡、协调其不一致的变形，壳体自身通常会产生一种被称为边界内力的平衡力。

使用SW6―2011计算压力容器开孔补强的几个问题0 引言为满足工艺或结构需要，在压力容器设计中开孔是必不可少的。

容器开孔接管后会引起开孔或接管部位的应力集中，再加上接管上会有各种外载荷所产生的应力及热应力，以及容器材料和制造缺陷等各种因素的综合作用，使得开孔和接管附近就成为压力容器的薄弱部位。

虽然标准和规范对设计和计算都作了较为详细的规定，但在使用SW6-2011过程设备强度计算软件计算开孔补强时需要注意对标准规范中有关定义的理解和把握，灵活运用软件，必要时对有关数据进行调整，才能得到正确的结论，保证设备的安全可靠性。

1 补强方法及适用范围1.1 计算时应注意的问题在使用SW6-2011计算开孔补强之前要先判断接管的直径和壁厚是否满足GB150.3-2011中6.1.3不另行补强的最大开孔直径[1]的要求，满足要求的可以不进行计算，没有进行判断直接输入数据的，生成计算书会显示满足不另行补强的最大开孔直径的要求，不予进行计算。

还需要注意的是单个孔开孔补强计算合格，然而该孔的有效补强区B=2d范围内还有其他开孔，形成孔桥的，则应按孔桥处理。

在计算两相邻开孔中心的间距或者任意两孔中心的间距时对曲面间距应按弧长计算，按照弦长或中心线垂直距离计算是不正确的。

1.2 补强计算方法及适用范围的理解SW6-2011补强计算方法给出四种：等面积补强法、另一补强方法、分析方法和压力面积法。

计算软件中的等面积补强法是指单个开孔的等面积法，联合补强法是指多个开孔的等面积法。

等面积法是开孔补强计算方法中最广泛应用的计算方法，该法是以补偿开孔局部截面的一次拉伸强度作为补强准则的，是以无限大平板上开有小圆孔时孔边的应力集中作为理论基础的，即仅考虑容器壳体中存在的拉伸薄膜应力，对开孔边缘的二次应力的安定性问题是通过限制开孔形状，长短径之比和开孔范围（开孔率）间接考虑的[2]，使用该法应考虑开孔是否满足GB150.3-2011中6.1.1的规定。

使用SW6-2011进行开孔补强计算时应注意的问题
李华
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2014(21)7
【摘要】SW6-2011[1]过程设备强度计算软件和GB 150-2011《压力容器》[2-4]简介；根据个人对标准的理解和对SW6的使用经验提出在使用SW6-2011进行开孔补强计算时应注意的12个问题。

【总页数】2页(P43-44)
【作者】李华
【作者单位】华西能源工业股份有限公司，四川自贡643001
【正文语种】中文
【相关文献】
1.开孔补强计算时接管厚度附加量对计算结果的影响 [J], 陆英
2.按ASME规范Ⅷ-1进行等面积开孔补强设计应注意的几个问题 [J], 贾福军;何晓芳
3.浅析压力容器等面积法开孔补强计算时需注意的问题 [J], 齐波
4.基于Mathcad平台参照欧盟标准对人孔开孔补强进行设计计算 [J], 梅政
5.使用SW6-2011计算压力容器开孔补强的几个问题 [J], 司文华
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使用SW6—2011计算压力容器开孔补强的几个问题作者：司文华来源：《山东工业技术》2013年第10期【摘要】开孔补强是压力容器设计中必不可少的一部分，在压力容器结构设计前需要使用SW6-2011过程设备强度计算软件进行强度计算。

为保证计算的准确性，必须透彻理解SW6-2011软件计算的理论基础，但在实际工作中，一些设计者常常会忽视标准规范中的某些说明或者对计算理论的理解不够透彻而导致取值错误，直接影响了设备的安全可靠性。

本文列举了几个在日常工作中经常遇到的在使用SW6-2011计算压力容器开孔补强时需要注意的问题及通常的处理办法，提醒设计者在设计工作中引起足够重视。

【关键词】开孔补强；压力容器；SW6-20110 引言为满足工艺或结构需要，在压力容器设计中开孔是必不可少的。

容器开孔接管后会引起开孔或接管部位的应力集中，再加上接管上会有各种外载荷所产生的应力及热应力，以及容器材料和制造缺陷等各种因素的综合作用，使得开孔和接管附近就成为压力容器的薄弱部位。

虽然标准和规范对设计和计算都作了较为详细的规定，但在使用SW6-2011过程设备强度计算软件计算开孔补强时需要注意对标准规范中有关定义的理解和把握，灵活运用软件，必要时对有关数据进行调整，才能得到正确的结论，保证设备的安全可靠性。

1 补强方法及适用范围1.1 计算时应注意的问题在使用SW6-2011计算开孔补强之前要先判断接管的直径和壁厚是否满足GB150.3-2011中6.1.3不另行补强的最大开孔直径[1]的要求，满足要求的可以不进行计算，没有进行判断直接输入数据的，生成计算书会显示满足不另行补强的最大开孔直径的要求，不予进行计算。

还需要注意的是单个孔开孔补强计算合格，然而该孔的有效补强区B=2d范围内还有其他开孔，形成孔桥的，则应按孔桥处理。

在计算两相邻开孔中心的间距或者任意两孔中心的间距时对曲面间距应按弧长计算，按照弦长或中心线垂直距离计算是不正确的。

浅谈压力容器开孔补强的方法及计算发布时间：2021-08-13T10:44:23.333Z 来源：《科学与技术》2021年4月10期作者：韩秋菊[导读] 本文论述了在压力容器的设计中，采用开孔补强的设计方法，由于开孔补强有很多种，本文对其中几种进行深入的分析比较。

浅谈压力容器开孔补强的方法及计算韩秋菊中石化上海工程有限公司上海 ?200120摘要：本文论述了在压力容器的设计中，采用开孔补强的设计方法，由于开孔补强有很多种，本文对其中几种进行深入的分析比较。

关键词：压力容器，开孔补强，计算1.引言随着工业化的发展，压力容器在化工行业越来越普遍，其安全性也越来越受到重视。

开孔补强计是压力容器设计中必不可少的一部分，压力容器开孔后，不仅整体强度削弱，而且还因为开孔造成的应力集中造成开孔边缘局部的高应力，在制造过程中，开孔部分不可避免的形成缺陷与残余应力，于是，开孔附近就往往成为容器的破坏源,因此，在压力容器设计中必须充分考虑开孔补强问题。

2.开孔补强常用的方法2．1等面积补强法等面积补强法是我国压力容器标准GB150中介绍的一种补强方法。

等面积补强法的原则是：在容器和接管连接处周围补强的截面积等于壳体因开孔所减少的截面积。

这种补强的方法是以双向受拉伸的无限大平板上开有小孔时孔边的应力集中作为理论基础的，即仅考虑壳体中存在的拉伸薄膜应力，且以补强壳体的一次应力强度作为设计准则，故对小直径的开孔安全可靠。

同时该方法比较安全可靠，使用简便，在中低压容器设计中较多采用，这也是我们平时设计中最为常见的一种补强方法。

2．2压力面积补强法压力面积补强法是西德AD压力容器规范中采用的补强方法，它的设计原理和等面积法补强方法相同，不同的是对于壳体补强有效范围规定不同。

压力面积补强法开孔率可达0.8，所以当开孔率超过等面积补强时，可以采用压力面积补强。

经过许多实例考证，由于此法计算结果与实际应力相差较大，所以在设计中此种补强方法并不常见。

- 48 -论文广场石油和化工设备2019年第22卷图1 换热器前端管箱示意图开孔补强计算过程中有效补强宽度对计算结果的影响分析黄亚鹏（山西阳煤化工工程有限公司， 山西 太原 030021）[摘 要] 本文通过原理分析和举例计算，说明了压力容器开孔补强计算时有效补强宽度B对实际开孔计算的影响，以及在设计中应考虑的问题。

[关键词] 压力容器；开孔补强；等面积补强法；有效宽度作者简介：黄亚鹏（1991—），男，山西运城人，本科学历，助理工程师。

主要从事压力容器设计工作。

表1 换热器管程条件参数由于工艺与结构上的要求，不可避免地要在容器壳体上开孔并安放接管。

开孔后除削弱器壁强度外，在开孔连接处，因结构连续性被破坏，造成很高的局部应力，对容器本体带来安全隐患，因此压力容器设计必须充分考虑开孔的补强问题[1]。

在实际工作过程中，发现换热器结构设计中，管箱筒体在开孔计算时，筒节长度不能完全满足有效开孔宽度要求，且在应用SW6计算软件进行计算中存在一些需要注意的事项，现就有关问题展开讨论。

1 等面积开孔补强原则从补强角度讲，壳体由于开孔丧失的拉伸承载面积应在孔边有效补强范围内等面积地进行补强。

当补强材料与壳体材料相同时，所需补强面积就与壳体开孔削弱的强度面积相等，俗称等面积法。

无限大平板开小孔，是容器壳体进行等面积补强的力学基础。

等面积补强法是以补偿开孔局部截面的拉伸强度作为补强准则的，为此该补强只涉及静力强度问题。

此方法对开孔边缘的峰值应力问题未加考虑，为此该方法不适用于疲劳容器的开孔补强[2]。

2 有效补强范围开孔所需补强面积应在有效补强范围内补强。

有效补强范围分为两个方向：(1)沿被开孔壳体的经线方向（即有效补强宽度B 的方向）；(2)沿接管的轴线方向（即有效补强高度h 的方向）。

现只就有效补强宽度B 讨论。

沿经线方向的补强宽度是根据力学意义为开小孔的大平板，孔边局部应力集中的衰减范围确定的[3]。

GB/150中规定此范围为B=2d [4]。