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封頭最小成形厚度校核中的許用應(yīng)力“跳檔“問題

時間:2020-09-29 來源:盧梭說壓力容器 瀏覽:

GB/T150.1的4.3.8規(guī)定,容器元件的名義厚度和最小成形厚度一般應(yīng)標(biāo)注在設(shè)計圖樣上。因為像筒體的熱卷、封頭沖壓成型等,都存在(局部)厚度減薄的問題,為避免制造單位過多地提高下料厚度,造成浪費(fèi),所以要求設(shè)計給出“所允許的最小厚度“。比較常見,人們討論的比較多的是橢圓封頭的最小成形厚度。

最小成形厚度,無論如何是不能小于計算厚度與腐蝕余量之和的,并且要滿足封頭上接管的開孔補(bǔ)強(qiáng)要求,所以也可稱之為“所允許的最小厚度“。

最小成形厚度的確定,“偷懶”的做法,是名義厚度減去鋼板負(fù)偏差,這樣也無需再校核強(qiáng)度。還有一種“負(fù)責(zé)任”的做法,參照GB/T25198附錄J,按制造廠的經(jīng)驗值——“封頭成形減薄率“給出一個最小成形厚度,并以這個最小成形厚度作為”名義厚度“(此時SW6計算中應(yīng)指定鋼板負(fù)偏差為0)進(jìn)行校核,必要時留出一定的余量(如應(yīng)對后期可能收到的管口載荷條件等),綜合考慮確定。

以上這些大家也都熟悉。但一種不太常見,但需要小心對待的情況,見下面的例子。

現(xiàn)有一設(shè)計溫度為200℃,Q345R制,內(nèi)徑為2000mm,名義厚度為18mm的EHA封頭,按GB/T25198附錄J給出的厚度減薄率13%,封頭的最小成形厚度初步定為16mm。現(xiàn)在按“新的名義厚度“16mm,腐蝕余量不變,指定鋼板負(fù)偏差為0,在SW6進(jìn)行封頭及接管的開孔補(bǔ)強(qiáng)等計算。

按GB/T150.2表2,Q345R的許用應(yīng)力以鋼板厚度16mm為界,18mm厚的Q345R鋼板設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力為170MPa,厚度為16mm時許用應(yīng)力為183MPa。咱們這里出現(xiàn)了“跨檔“。

其中,鋼板厚度較大,許用應(yīng)力反而較小,這是因為:

(注:截圖來自HCBBS論壇,但具體出處還沒找到)

上述“新的名義厚度“16mm下的校核,還仍應(yīng)以18mm的170MPa作為材料的許用應(yīng)力,而不是183MPa。因為鋼板在加工制造過程中的減薄,并不會改善其淬透性。這是第一個需要注意的地方。

第二,在用SW6進(jìn)行計算時,如果名義厚度輸為16,其許用應(yīng)力為標(biāo)準(zhǔn)值183MPa,并且沒法修改。對于咱們這種特殊情況,只能手算并修改計算書。(咳咳,這么麻煩,直接把最小成形厚度定為17.7mm算了)

事實上,鋼板、鋼管、鋼段件都存在這種以厚度為界,許用應(yīng)力跳檔的情況。在處理材料代用中的“以厚代薄“時也應(yīng)注意。

雖然,名義厚度增加,許用應(yīng)力及Rm、ReL有所下降,計算厚度略微增大。但名義厚度增加,有效厚度也增加了,設(shè)計溫度下的計算應(yīng)力、水壓試驗下的計算應(yīng)力、最大允許工作壓力也都有所提高。即有效厚度的增加通常能夠“覆蓋“許用應(yīng)力的減小。

 

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