相似人孔標(biāo)準(zhǔn)中的巨大差異

最近做了很多人孔的參數(shù)化，有兩個(gè)類似人孔引起了我的注意。

HG/T 21526-2014的橢圓形回轉(zhuǎn)蓋快開人孔，其450*350的橢圓筒節(jié)，厚度為16mm。其最高允許工作壓力為5.5公斤。

HG/T 21600-2014橢圓快開襯不銹鋼人孔，其450*350的橢圓筒節(jié)，厚度為8mm。其最高允許工作壓力也為5.5公斤。

都是5.5公斤，怎么厚度就差了一倍那么大呢。

按理來說，相同的橢圓筒節(jié)，碳鋼Q345R16mm，其材料考慮3mm腐蝕也有13mm，但是考慮碳鋼強(qiáng)度是不銹鋼的1.5倍，兩者厚度應(yīng)該是碳鋼更薄。怎么碳鋼是16mm，不銹鋼才8mm。

葉子的離開，是風(fēng)的追求，還是樹的不挽留?

厚度的差異，是碳鋼的保守，還是不銹鋼的激進(jìn)？

厚度計(jì)算

在GB/T 150.3-2011的附錄A.4.5， 橢圓形截面容器一節(jié)中，有橢圓筒節(jié)的計(jì)算方法。

在SW6中也有橢圓容器的計(jì)算程序，代入不銹鋼S30408的數(shù)據(jù)試試：

計(jì)算輸出：

8mm的不銹鋼不合格，需要至少10mm。

這還是強(qiáng)度高的S30408，要是304L,316L許用應(yīng)力低的材料，或者是溫度升高點(diǎn),這12mm都擋不住啊。

換句話說，規(guī)范HG/T 21600-2014橢圓快開襯不銹鋼人孔無法用到額定壓力，是不安全的！

規(guī)范中的注1，說工作溫度和工作壓力不包括螺柱和墊片，僅僅含各受壓件。其實(shí)可能螺柱并沒有什么問題，而是筒節(jié)無法承受。

為什么橢圓筒體這么弱

對比同樣的壓力溫度，如果橢圓換成筒體，那么厚度只需要0.91mm，

橢圓筒節(jié)需要10mm。

本來以為橢圓筒和圓筒，2倍厚度差距頂天了，結(jié)果來了個(gè)10倍以上的差距。驚不驚喜，意不意外？

為什么橢圓筒節(jié)承載能力那么弱？

橢圓筒節(jié)的計(jì)算是校核ABC三點(diǎn)處的薄膜和薄膜+彎曲應(yīng)力，并將其控制在彈性范圍內(nèi)。所以將薄膜應(yīng)力限制在1.0倍許用應(yīng)力，膜加彎限制在1.5倍許用應(yīng)力。

橢圓筒節(jié)的薄膜應(yīng)力是比較低的，而彎曲應(yīng)力往往是薄膜應(yīng)力的10~30多倍，所以一般起控制作用的是一次總體彎曲應(yīng)力。

橢圓筒節(jié)受壓后有趨圓的趨勢，但是為了保證橢圓截面的在彈性范圍，能夠保持截面橢圓，必須加大截面的慣性矩I=Lt^3/12，如果厚度低，那么慣性矩是非常非常小的，所以最終只有加厚厚度一種選擇。

圓筒保持圓形很簡單，只要大家都一起膨脹就行了。橢圓截面要保持橢圓，是很難的，因?yàn)榭傆幸徊糠謺?huì)變形的更多，不多堆點(diǎn)料，根本HOLD不住。

總結(jié)

1. 在設(shè)計(jì)橢圓筒節(jié)時(shí)，一定要計(jì)算，切莫用筒體類比估計(jì)，誤差會(huì)非常非常巨大。

    

2. 襯環(huán)橢圓人孔的筒節(jié)太薄了，建議規(guī)范進(jìn)行修正。目前采用這種人孔，當(dāng)壓力溫度高時(shí)，橢圓筒節(jié)必須要經(jīng)過校核計(jì)算。

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