大家心里的疙瘩：塔器开孔补强的问题
原创
李工
卢梭说压力容器
卢梭说压力容器
GB150-PV
传播有用的知识！
发表于
高耸塔器下部大开
孔的补强计算，大家心里一直有个“疙瘩”，由风载地震等引起的轴向应力是很有可能远大于内压引起的轴向应力，尤其是低压塔器，但大多时候，大家按等面积法进行开孔补强时，也只考虑了内压，这多少是个
bug
了。
不过，早在2008年就有同行“正式”提出了解决办法，见文献[1]，最近，又有文献提出了“改进”方法，我们分别来看一下。
文献[1] 段瑞. 塔器受倾覆力矩作用的开孔补强设计[J]. 石油化工设计, 2008, 25(1).
文献[2] 袁博, 等. 外载荷作用下塔器开孔补强计算探讨[J]. 石油化工设备, 2022, 51(6).
在等面积法中，壳体因开孔被削弱（需要进行补偿）的面积A≈dδ，其中d为开孔直径，δ为壳体计算厚度。
只考虑内压时，计算厚度δ由GB/T 150.3的式3-1计算得来。
塔器还有个内压、风载、地震载等引起的“最大组合拉应力”（轴向），按1.2[
σ
]
t
控制，它也对应着一个所需的最小厚度——计算厚度δ’，一般来讲，δ’是要大于δ的，那如果按
A’
≈d
δ’
进行补强是不是就安全一些了呢？
“最大组合拉应力”可以从SW6计算书中找，那已知“最大组合拉应力”，δ’怎么算？文献[1]直接给出了计算式，但没有推导过程，不是太直观，我试着推导了一下，过程见下面的截图（字丑了一些，不要介意）。
1、“计算厚度”的含义，通俗地讲，是：在外载荷作用下，壳体中应力达到“许用应力”这一极限水平时，所需的壳体最小厚度。
（此非标准中的定义，不严谨的大白话是为便于理解）
2、力÷有效承载面积=实际应力，即：
有效承载面积×实际应力=力
文献[2]对“最大组合拉应力”进行了“精细”求解，并进行校核。“最大组合应力”由三部分组成，包括内压、重力和垂直地震力、弯矩引起的轴向应力，文献[2]中按开孔处横截面实际形状确定其承载面积、抗弯截面系数，并由此计算其应力。
但这是不规则形状，如果是多个管口，要求其抗弯截面系数，恐怕不太好弄。
另外，文献[2]也提到了补强截面的问题。只考虑内压的话，筒体中环向应力为轴向的2倍，补强截面是纵向截面。到了塔器这，如果轴向应力远大于环向应力，那么应该就是横截面了。这个可以从等面积法的理论基础——大平板开小孔去理解，见咱们之前的文章《
等面积法开孔补强的应力校正系数F
》。
版权：如无特殊注明，文章转载自网络，侵权请联系cnmhg168#163.com删除！文件均为网友上传，仅供研究和学习使用，务必24小时内删除。
