球罐人孔凸緣新型補強結構設計

潘新偉，江武志，楊心理，徐慧敏

(1.中國昆侖工程公司大慶分公司，黑龍江大慶 163714;2.大慶石化公司機械廠，黑龍江大慶 163711)

0 引言

球罐人孔補強通常采用整體補強結構，即以全焊透焊縫將整體補強鍛件與殼體相焊。整體補強鍛件即人孔凸緣結構，在設計中其開孔補強計算通常采用GB 150—2011《壓力容器》等面積補強的原則和有效補強范圍的規定。于廣彥等［1－2］在編寫標準SH/T 3138—2003《球型儲罐整體補強凸緣》時，采用等面積補強法對球罐凸緣結構的設計進行了大量的工作，并按照JB 4732—1995《鋼制壓力容器——分析設計標準》［3］采用應力分析法對部分凸緣結構進行了安全性驗證。隨著石油化工技術的發展，新的、更低的安全系數被采用［4－5］，通常的按照 SH/T 3138—2003 進行直接選取的方法已經變得越來越不適應。文中采用應力分析法，對球罐凸緣的受力和應力分布進行了詳細地分析，經過多方案的大量計算比較，提出了一種新型的球罐人孔翻邊補強結構。

1 球罐開孔及補強結構設計

1.1 球罐開孔

為了滿足各種工藝和結構的需要，球罐上不可避免要開孔并安裝接管或凸緣。開孔除了削弱罐體本身強度外，在殼體與開孔處，因結構的整體連續性被破壞，會產生較高的局部應力。開孔補強的設計是影響球罐安全操作的重要因素之一，對于尺寸較小的接管開孔，通常的做法是采用厚壁管進行補強設計;對于尺寸較大的開孔結構，一般采用整體鍛件進行補強。人孔作為工作人員進出罐體檢驗和維修之用的重要元件，其補強結構通常采用凸緣結構。……