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99%的人都不知道的隐藏的开孔补强豁免准则

时间:2020-10-26 来源:压力容器唯心不易 浏览:

GB开孔补强豁免准则

 

在GB150中,对于不另行补强的最大开孔直径主要有6点:


1. 设计压力≤2.5MPa;


2. 两开孔之间距离满足要求;


3. 接管外径≤89mm;


4. 壁厚满足表6-1要求;


5. 不得开在AB焊缝上;


6. 宜全焊透。

 

 

能够豁免的原因,在GB150的标准释义里解释如下:

 

这三条,其本质总结起来就是两个字:

 

强度!

 

相当于知道你很强了,考试大概率肯定过,干脆别考了,免试通过。

 


 

 

ASME开孔补强豁免准则

 

在ASME VIII I UG36-(c)(3)中,对于开孔补强的豁免如下规定:

 

 

捋一下为,符合以下条件可以豁免开孔计算:

 

开孔为焊接接管时:

 

筒体需要厚度10mm时,开孔直径≤89mm。

 

筒体需要厚度>10mm开孔直径60mm。

 

或者当开孔为螺纹孔、胀接孔时,开孔直径60mm。

 

此处有几个名词需要好好理解一下:

 

Finished opening: 开孔直径为开孔接管去除腐蚀裕量后的内径

 

 

 

Required minimum thickness: 相当于国内的计算厚度,对于内压筒体可以参考UG-27(a)。

 


 

GB和ASME豁免的不同点

 

从上面可以看出ASME和GB的豁免还是有些不同的。

 

1. GB要求焊接或者全焊透,ASME为螺纹接头或者胀接也可以。

 

2.GB要求接管厚度符合要求,ASME并未如此要求。当然焊接接管要符合UG-45的接管最小厚度要求。

 

3. GB开孔为接管外径为89,而ASME中都是内径。这点GB有时候比较尴尬,GB中89mm的接管,刚好豁免不用计算,而用外径90的锻管刚好要计算,可能并不合格。为什么90不能豁免呢?按照“强度”准则,不是还厚了么~

 

4.ASME对于筒体厚的,能豁免到60mm,对于筒体薄的能够豁免到89mm,与GB的强度准则有些背离。

 

所以丁伯民教授一直说ASME的豁免是按照变形协调来确定的,筒体厚度大,变形协调能力弱,所以能够豁免计算的开孔直径小。筒体厚度小,变形协调能力强所以能够豁免的开孔直径大。

 

但是很多其它专家也有不同见解,主要原因有,ASME是按照壳体“Required minimum thickness”, 计算厚度大,说明壳体压力大,应力高,所以豁免开孔应该小。计算厚度小,说壳体压力小,应力低,所以豁免开孔应该大。

 


ONE MORE THING

 

到这里就结束了?

 

当然不会,这是一个很有品味的信息,简单知识点的罗列总结,还无法尽兴。

 

ONE MORE THING...

 

从工程实践来说,当然希望能够在不影响安全的情况下豁免掉更多的计算。

 

那么ASME里还有别的开孔补强豁免吗?

 

答案当然是:

 

有!

 

99%的人不会注意到的地方:

 

法兰盖开孔豁免。

 


ASME B 16.5中隐藏的法兰盖开孔豁免条款

 

ASME B16.5是一个美国的法兰标准。里面对应的各种法兰的尺寸,压力温度等级等等。

 

平平无奇的法兰背后,竟然隐藏着法兰盖开孔豁免条款。

 

 

压力容器中,经常遇到法兰盖需要焊接内插管。

 

内插管插不进去

 

此时一般是按照反向法兰或者开孔补强来计算。

 

这两种都需要先计算法兰盖本身强度是否足够。

 

而我们知道,很多标准法兰法兰盖计算是通过不了的,加厚还好说,很多法兰一旦计算,由于垫片my值比较高,所需螺栓面积不够,此时需要法兰提高磅级后者改成非标法兰,设计的协调性就很丑陋了。

 

此时多么希望能够豁免计算,尤其是开一些小的孔的内插管。

 

如果法兰盖仅正中心开了一个孔,那么不妨看看ASME B16.5的说法。

 

在ASME B 16.5 Table 6: Reducing threaded and slip-on pipe flanges for Classes 150 Through 2500 pipe Flanges中,有一个NOTE1,很容易引起霸道总裁的注意:

 

 

其NOTE1的内容为:

 

试着翻译一下:

 

缩颈法兰的颈部尺寸至少应与缩小的法兰的颈部尺寸一致。当缩小的法兰颈部小于2,4,6列中的尺寸时,缩颈法兰可以由法兰盖制成。

 

列1~6的内容如下:

 

 

比较拗口,好在规范给出了两个个例子:

 

例子1:对于6“的缩颈法兰,其颈部尺寸可以按照5”,或者只要大于2 1/2"即可。

 

 

例子2:6x2“的缩颈法兰,可以用法兰盖加工而成。

 

其中ASME B 1. 20.1的法兰如下尺寸所示:

 

 

按照Note1的意思,很容易得出,法兰盖开孔了,如果孔尺寸小于表2,4,6列中的尺寸,可以豁免开孔补强。直接使用法兰标准查询的法兰盖的MAWP即可。

 


案例

 

假设有个8“的法兰盖,要开一个1”的接管。

 

 

先查询ASME B 16.5中的表6,8“法兰的最小缩颈尺寸是3”,因为1“<3”,按照NOTE1,可以用法兰盖来加工此缩颈法兰。

 

接着按照ASME VIII I的附录2,选择一个合适的焊接节点即可。

 

 

是不是非常完美的豁免掉了法兰盖开孔的计算?

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