开孔补强之接管壁厚取值的限制

                                                                                                   



前言

开孔补强计算时，有时要把接管壁厚增加很厚才能使补强计算通过，但是接管壁厚不能超过其所在壳体壁厚太多，具体有哪些规定呢？老愚为大家梳理了不同标准规范的要求。



1GB/T150-2011的规定 GB/T150-2011的6.3.2.1规定，厚壁管厚度δnt/壳体厚度δn，宜控制在0.5-2之间。原因：(a) 如果接管太薄，则焊接不好焊，接管容易焊穿。
对于接管壁厚确实小于壳体壁厚的情况，为了保证焊接操作和焊接质量，可以把壳体的坡口形式设计为双面坡口。
(b) 如果厚度相差比较大，受力时的变形协调不统一，容易造成局部高应力。
美国橡树岭国家研究室的研究表明：当接管壁厚>2*壳体壁厚时，接管与壳体连接处的应力集中非常大。所以建议接管壁厚≤2*壳体壁厚。GB150.3-2011的6.6分析法，也对接管管厚度δnt/壳体厚度δn有规定：max[0.5, ρ] ≤δnt/δn≤2

图1 接管与壳体连接示意图
2ASME VIII-1的规定 ASME中对开孔补强时接管的壁厚并没有明确限定。3EN13445的规定 EN13445.3-2009的9.4.6.1规定：in fatigue applications (i.e.: when the opening is a critical area as defined in clause 17 ) The ratio eb/ea,s shall not exceed the value taken from the graph in Figure 9.4-14 and the value of eb shall never exceed the value of ea,b. Nozzle thickness in excess of that calculated using Figure 9.4-14 shall not be included in the reinforcement calculation.即对于疲劳工况的设备，接管参与补强的有效壁厚，与壳体壁厚的比值，应符合Fig9.4-14。而实际接管的壁厚可以更大一些，但是也不能过大，其与壳体壁厚的比值，应符合Fig9.4-15。

图2 EN13445 Figure 9.4-14 — Limitation of effective thickness ratio for nozzles, for the calculation

图3 EN13445 Figure 9.4-15 — Limitation of actual thickness ratio for nozzles, for the manufacturing

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