在催化劑制備罐設(shè)計(jì)的過程中,使用的橢圓封頭的開孔的接管結(jié)構(gòu)會(huì)對其結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生不會(huì)程度的影響,遇到較大的管道載荷,經(jīng)過管道載荷和內(nèi)壓共同的作用下,橢圓封頭開孔接管結(jié)構(gòu)不連續(xù)引起的彎曲應(yīng)力具有一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的性質(zhì)。
在對其應(yīng)力大小進(jìn)行分析的過程中,我們目前可采用有限元分析方法,對橢圓封頭開孔接管結(jié)構(gòu)局部的實(shí)際力學(xué)行為進(jìn)行分析研究,以彈性應(yīng)力分析和塑性失效準(zhǔn)則、彈塑性失效準(zhǔn)則為基礎(chǔ),對局部應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行了安全評定。根據(jù)三維橢圓封頭軸向開孔接管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和載荷特性,計(jì)算采用三維力學(xué)模型。網(wǎng)格劃分采用20節(jié)點(diǎn)六面體單元,并對接管與封頭過渡區(qū)域網(wǎng)格加密,共109196個(gè)節(jié)點(diǎn),24865個(gè)單元。
利用這種分析方法能夠?qū)ζ湓谕廨d荷和內(nèi)壓共同作用以及內(nèi)壓作用下進(jìn)行了分別計(jì)算,從而計(jì)算出橢圓封頭開孔接管局部不連續(xù)處的應(yīng)力分布狀態(tài)。在應(yīng)力處沿封頭壁厚方向選取路徑進(jìn)行線性化處理,并將兩種工況作用下的應(yīng)力分類結(jié)果進(jìn)行比較。
經(jīng)過對比可知,在管道外載荷和內(nèi)壓共同作用下,橢圓封頭開孔接管結(jié)構(gòu)局部不連續(xù)引起的彎曲應(yīng)力具有一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的性質(zhì),并且隨著管道外載荷的增大,一次應(yīng)力成分占的比例越大。
經(jīng)過以上對橢圓封頭局部應(yīng)力的分析我們可以看出來,該方法能夠有效的對結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)進(jìn)行分析,避免了應(yīng)力分類的盲目,以塑性失效準(zhǔn)則、彈塑性失效準(zhǔn)則為基礎(chǔ)的分析設(shè)計(jì),是與工程力學(xué)緊密結(jié)合的產(chǎn)物,它不僅解決了壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)中無法解決的問題,也是容器設(shè)計(jì)觀念與方法上的一個(gè)飛躍。
具有不同的生產(chǎn)工藝和流程,在加工中需要根據(jù)的情況進(jìn)行生產(chǎn)和加工,不同性質(zhì)的橢圓封頭管件在加工中需要注意一些事項(xiàng)。以橢圓封頭為倒,若做長半徑橢圓封頭,首先要要先選定橢圓封頭鋼管的規(guī)格,提出管料,選用有的鋼管進(jìn)行生產(chǎn)。推制彎頭具有的擴(kuò)徑率,通過理論計(jì)算,一般擴(kuò)徑率在33%-35%之間,倒推回去。短半徑219mm的一般的擴(kuò)徑率為50%。選好原料后,按橢圓封頭規(guī)格下料,再考慮曲率半徑, 比如,90°的彎頭,通過其曲率可以算出下多長料可加工出90°的彎頭。
如果用周向曝光機(jī)或γ源一次透照法,有可能使部分焊縫在透照時(shí)的K值超標(biāo)。這事因?yàn)榉忸^表面各處曲率不同,以致射線對焊縫各處透照厚度比K值也不一樣。封頭在壓制成型時(shí),焊縫可能會(huì)在應(yīng)力作用下開裂而形成裂紋。但射線探傷對橫向裂紋的檢出有局限性,因此提高裂紋檢出率是編制封頭射線探傷工藝的重要目標(biāo)。這事應(yīng)選取較小的橫裂檢出角θ。按JB4730要求,縱縫AB級照相K≤1.03,即大橫裂檢出角θmax=cos-1(1/1.03)= 13.86°。橢圓封頭射線探傷的核心問題是橫裂檢出角θ,而封頭上各點(diǎn)對應(yīng)的橫裂檢出角θ和對應(yīng)焦距主要由射線源位置確定。