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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)局部應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行了安全評(píng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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。
橢圓封頭作為一種常用的壓力容器,它的構(gòu)造是相對(duì)簡(jiǎn)單的,但是在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,還是需要對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行的把握,從而提高橢圓封頭的使用壽命以及性能。 在橢圓封頭中, 它的主要參數(shù)有以下幾種:
1)設(shè)計(jì)壓力:是指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器殼壁計(jì)算壁厚及其元件尺寸壓力。壓力容器的設(shè)計(jì)壓力不得低于工作壓力,裝有安全泄放裝置的壓力容器,其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的開啟壓力或片的壓力。
2)工作壓力:是指容器頂部在正常工作過程中可能產(chǎn)生的表壓力。
3)工作壓力:是指容器在滿足工藝要求的條件下,所產(chǎn)生的表壓力。
4)試驗(yàn)壓力:是指容器在壓力試驗(yàn)時(shí),容器頂部的壓力。
5)設(shè)計(jì)溫度:是指容器在正常工作情況下,設(shè)定的元件的金屬溫度,標(biāo)志在銘牌上的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)是殼體設(shè)計(jì)溫度的值或值。
6)試驗(yàn)溫度:是指壓力容器在壓力試驗(yàn)時(shí),殼體的金屬溫度。
7)計(jì)算厚度:是指壓力容器各部分元件按公式計(jì)算出的厚度。
封頭部的曲率 設(shè)計(jì)上的封頭板厚 筒體的板厚為20mm時(shí)的封頭設(shè)計(jì)板厚;
半球形(HH) R=D×0.5 筒體板的板厚的 1/2 10mm;
2:1 楕圓形(EH) R=D×0.9(近似値) 和筒體板的板厚相同 20mm;
10% 碟 型 封頭(DHB) R=D 筒體板的板厚×1.54 31mm;
平 蓋(平板) R= 大 筒體板的板厚的8倍 160mm。