管板和封头直接焊接连接？

前几天写的筒体加厚一段十几毫米长筒体是否靠谱的小文章。今天继续对这台设备的一些方面做对比。本来我是不认为需要分析的，因为可以根据受力模型及SW6的计算结果得出大概的结论；我们是做工程的不是做研究的，但由于某些原因最后分析了。

对于管板和管壳程筒体或封头的焊接连接结构：GB/T 151的适用范围写的是管板和管壳程筒体焊接连接；ASME明确规定管板可以和球形封头/筒体焊接连接；EN13445的是管板和管壳程筒体焊接连接。无论是哪个标准都没有说适用于管板和椭圆或碟形封头直接焊接连接。

GB/T 151的规定见下图。

换热器管板结构

JB 4732在换热器适用结构实际上也是和GB/T 151是一样的。所以无论是按SW6软件中的151还是4732模块都不是完全适用。当然了对于计算来说只能说有一定的偏差，我们做工程设计的要有自己的判断能力。不是遇到标准不是完全适用的，以前没遇到过的就要求一定要ANSYS分析。要学会用自己的知识和能力去判断一些事情的可靠性及偏差是否在可接受范围。没有自己的经验和分析判断能力，那工作一年，三年，五年.......又有什么区别呢！不啰嗦了直接上ANSYS分析对比的结果（管，壳程都是正压的工况；也仅贴此工况）。

管板和管程封头，壳程筒体直接焊接连接（1）

管板和管壳程筒体焊接连接（2）

我们从上图可以看出总应力居然是和管程筒体连接的大！总应力变大了是因为最大应力点发生在内侧由于倒角过小产生了较大的应力集中。线性化之后再看看结果！（偷懒二次应力也是用的设计应力强度保守搞了）

结构1（管板和封头焊接连接）的线性化结果

结构2（管板和管箱筒体焊接连接）的线性化结果

这台设备如果用SW6的GB/T 151的模块计算管板厚度只需要60多mm，按JB 4732模块管板计算厚度110多mm但管板和壳体连接段不过。由于管板的结构带有5mm的应力释放槽，为了方便分析建模的时候直接把管板扣除了10mm。GB/T151的b）型管板和管壳程筒体焊接连接结构的计算是有较大缺陷的；没有校核筒体和管板连接部位的强度。孙工写过这方面的论文，我之前也发过。

管板和管壳程筒体焊接连接，尤其是非对接连接时，尽量少用SW6的GB/T151模块计算因为没有校核管箱筒体和管板连接接头而此处是受力比较差的位置。建议用JB 4732模块计算，计算上深层次的原因就不说了。如果做ASME的设计人员就应该知道同样的参数用GB/T 151计算管板厚度差别很大，很多情况下ASME计算的管板厚度都是GB/T151的2倍以上。

封头和管板直接焊接时，建议用SW6的JB 4732模块计算并适当留余量，可加厚管板可加厚筒体和封头厚度。

孙工论文的链接见下方，发表在《压力容器》上。

固定管板换热器N型管箱应力评定方法