椭圆筒体怎么那么厚

相似人孔标准中的巨大差异

最近做了很多人孔的参数化，有两个类似人孔引起了我的注意。

HG/T 21526-2014的椭圆形回转盖快开人孔，其450*350的椭圆筒节，厚度为16mm。其最高允许工作压力为5.5公斤。

HG/T 21600-2014椭圆快开衬不锈钢人孔，其450*350的椭圆筒节，厚度为8mm。其最高允许工作压力也为5.5公斤。

都是5.5公斤，怎么厚度就差了一倍那么大呢。

按理来说，相同的椭圆筒节，碳钢Q345R16mm，其材料考虑3mm腐蚀也有13mm，但是考虑碳钢强度是不锈钢的1.5倍，两者厚度应该是碳钢更薄。怎么碳钢是16mm，不锈钢才8mm。

叶子的离开，是风的追求，还是树的不挽留?

厚度的差异，是碳钢的保守，还是不锈钢的激进？

厚度计算

在GB/T 150.3-2011的附录A.4.5， 椭圆形截面容器一节中，有椭圆筒节的计算方法。

在SW6中也有椭圆容器的计算程序，代入不锈钢S30408的数据试试：

计算输出：

8mm的不锈钢不合格，需要至少10mm。

这还是强度高的S30408，要是304L,316L许用应力低的材料，或者是温度升高点,这12mm都挡不住啊。

换句话说，规范HG/T 21600-2014椭圆快开衬不锈钢人孔无法用到额定压力，是不安全的！

规范中的注1，说工作温度和工作压力不包括螺柱和垫片，仅仅含各受压件。其实可能螺柱并没有什么问题，而是筒节无法承受。

为什么椭圆筒体这么弱

对比同样的压力温度，如果椭圆换成筒体，那么厚度只需要0.91mm，

椭圆筒节需要10mm。

本来以为椭圆筒和圆筒，2倍厚度差距顶天了，结果来了个10倍以上的差距。惊不惊喜，意不意外？

为什么椭圆筒节承载能力那么弱？

椭圆筒节的计算是校核ABC三点处的薄膜和薄膜+弯曲应力，并将其控制在弹性范围内。所以将薄膜应力限制在1.0倍许用应力，膜加弯限制在1.5倍许用应力。

椭圆筒节的薄膜应力是比较低的，而弯曲应力往往是薄膜应力的10~30多倍，所以一般起控制作用的是一次总体弯曲应力。

椭圆筒节受压后有趋圆的趋势，但是为了保证椭圆截面的在弹性范围，能够保持截面椭圆，必须加大截面的惯性矩I=Lt^3/12，如果厚度低，那么惯性矩是非常非常小的，所以最终只有加厚厚度一种选择。

圆筒保持圆形很简单，只要大家都一起膨胀就行了。椭圆截面要保持椭圆，是很难的，因为总有一部分会变形的更多，不多堆点料，根本HOLD不住。

总结

1. 在设计椭圆筒节时，一定要计算，切莫用筒体类比估计，误差会非常非常巨大。

    

2. 衬环椭圆人孔的筒节太薄了，建议规范进行修正。目前采用这种人孔，当压力温度高时，椭圆筒节必须要经过校核计算。

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