【正文】 ），當(dāng)α＞600 時(shí)，應(yīng)按平蓋計(jì)算。 錐殼厚度不分段計(jì)算的錐殼的計(jì)算厚度為： （77） 通常取Dc=Di（取錐體大端內(nèi)直徑） 對(duì)于大型錐殼，可以采用分段計(jì)算。并由幾段組成單一的錐體，則Dc分別為各錐殼段的大端內(nèi)直徑。 受內(nèi)壓無(wú)折邊的錐體 1)受內(nèi)壓無(wú)折邊的錐體大端與圓筒連接時(shí)，首先根據(jù)Pc/[σ]tφ和α角查GB150的圖711 確定是否需要在連接處進(jìn)行加強(qiáng)，A）需要加強(qiáng)時(shí)，則應(yīng)在錐殼與圓筒之間設(shè)置加強(qiáng)段。錐殼加強(qiáng)段與圓筒加強(qiáng)段應(yīng)有相同的計(jì)算厚度δr，δr按下式計(jì)算： （78）Q為應(yīng)力增值系數(shù)，查GB150圖712，當(dāng)α= 30186。時(shí)，Q= 并且，δr≥δC 即錐殼加強(qiáng)段厚度不得小于相連接的錐殼厚度。加強(qiáng)段的長(zhǎng)度：錐殼處為。圓筒加強(qiáng)長(zhǎng)度b)無(wú)需加強(qiáng)時(shí)，錐體大端厚度，按 計(jì)算。2)受內(nèi)壓無(wú)折邊的小端與圓筒連接時(shí)，應(yīng)查圖713考慮是否要加強(qiáng)，實(shí)際上α在6186。以上，都要求加強(qiáng)。 無(wú)需加強(qiáng)時(shí)，按 計(jì)算 需加強(qiáng)時(shí)（含帶折邊的小端的過(guò)度段），按 （79） Dis 是小端直徑mm；Q應(yīng)力增值系數(shù)，查圖714 加強(qiáng)段的長(zhǎng)度：錐殼處為 圓筒加強(qiáng)長(zhǎng)度 受內(nèi)壓的折邊錐殼折邊錐殼的過(guò)渡段轉(zhuǎn)角半徑，在大端r≥，且r≥3δ；在小端rs≥，且rs≥3δs。a)大端過(guò)渡段的厚度： （710） K 系數(shù)，查表74b)與過(guò)渡段相接的錐殼厚度： （711） f—系數(shù),按下式計(jì)算，其值列于GB150的表75 取上面兩式計(jì)算結(jié)果的大值。 C）錐殼小端（α≤45186。）無(wú)折邊和有折邊，均按上述考慮，有折邊過(guò)度段可按式79計(jì)算，式中的Q值按圖714查取。當(dāng)α45186。時(shí)，Q值按圖715）查取。 受外壓錐殼（）受外壓錐殼采用當(dāng)量長(zhǎng)度Le作為計(jì)算長(zhǎng)度（見GB150圖716），a)無(wú)折邊的錐殼的Le為： b)大端折邊錐殼的Le為： c)小端折邊錐殼的Le為： c) 兩端折邊的錐殼的Le為： 式中:Lx是錐殼段軸向長(zhǎng)度mm；Ds是所考慮的錐殼段的小端外直徑mm；DL是所考慮的錐殼段的大端外直徑mm。r和rs分別為大端和小端的過(guò)渡段轉(zhuǎn)角半徑。承受外壓錐殼（圖716）所需的有效厚度計(jì)算步驟是：①假設(shè)錐殼的名義厚度δnc；②計(jì)算錐殼的有效厚度 ③按第6章定，并以 Le/DL 代替L/Do；以 DL/δec代替Do/δe . 查圖進(jìn)行校核計(jì)算。7．5．5 錐殼與圓筒連接處的外壓加強(qiáng)設(shè)計(jì)錐殼與圓筒連接處的外壓是否需要加強(qiáng)，如何加強(qiáng)。7．5．6 平蓋 平蓋的幾何形狀有：圓形、橢圓形、長(zhǎng)圓形、矩形及正方形等。1) 圓形平蓋厚度δp 按下式計(jì)算： mm 式中：DC – 平蓋計(jì)算直徑，與蓋的連接結(jié)構(gòu)有關(guān)，見GB150表77； K – 結(jié)構(gòu)特性系數(shù)，查表77； 2) 非圓平蓋厚度δp 按下式計(jì)算： mm a非圓平蓋的短軸長(zhǎng)度，mm； Z非圓平蓋的形狀系數(shù)；Z=，且Z≤； B 非圓平蓋的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度，mm。7．5．6 若干說(shuō)明 1）受內(nèi)壓作用錐殼與圓筒的薄膜應(yīng)力的異同兩者的相同處都是它們的環(huán)向應(yīng)力等于經(jīng)向（軸向）應(yīng)力的兩倍，且沿壁厚均布。不同點(diǎn)是圓筒各橫截面的經(jīng)向應(yīng)力都是相同的，而錐殼的環(huán)向應(yīng)力和經(jīng)向應(yīng)力則隨橫截面直徑的大小成線性關(guān)系，大端最大，小端最小，與相同直徑的圓筒比較，錐殼的應(yīng)力為圓筒的1/cosα倍，其中α為半頂角，應(yīng)小于60186。當(dāng)α≥60186。時(shí)，殼中的應(yīng)力變?yōu)橐詮澢鷳?yīng)力為主的狀態(tài)，薄膜理論不適用，應(yīng)按圓平蓋計(jì)算。 2）圓筒和錐蓋連接處應(yīng)力分布情況復(fù)雜，其一是兩元件的經(jīng)向應(yīng)力方向不一致，使連接處產(chǎn)生橫向剪力，隨之對(duì)錐殼母線起彎曲作用，使錐殼大端的徑向產(chǎn)生收縮，雖可緩和大端的環(huán)向應(yīng)力，但大端的經(jīng)向應(yīng)力和彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力疊加，并且彎曲應(yīng)力隨α角的增大而加大，有可能使經(jīng)向總應(yīng)力超過(guò)安全控制值3[σ]。在小端因剪力向外，使直徑擴(kuò)大，因疊加而加大小端的環(huán)向應(yīng)力，[σ]。故本標(biāo)準(zhǔn)采用圖表控制方式解決。其二是兩元件受壓徑向位移的不同要協(xié)調(diào)會(huì)產(chǎn)生較復(fù)雜的應(yīng)力和應(yīng)力集中。 關(guān)于應(yīng)力增值系數(shù)Q的來(lái)源和相關(guān)圖表的繪制依據(jù)，在“全國(guó)壓力容器設(shè)計(jì)審核人資格考核培訓(xùn)教材”2000年2月版中有解釋，可見該教材第9395頁(yè)的“—錐形封頭的邊界效應(yīng)”一節(jié)8．開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng) 8．1開孔的作用①檢查孔:為檢查壓力容器使用過(guò)程中是否產(chǎn)生裂紋，變形，腐蝕等缺陷.②安裝安全附件的接口。③工藝性接管的接口。④安裝，檢修內(nèi)件用孔。8．2 開檢查孔的要求8．2．1 檢查孔的最低數(shù)量和最小尺寸（引自《容規(guī)》）：內(nèi)直徑Dimm檢查孔最少數(shù)量檢查孔最小尺寸 mm備注人孔手孔300＜Di≤500手孔2個(gè)ф75或長(zhǎng)圓孔75X50500＜Di≤1000人孔1個(gè)，或手孔2個(gè)（當(dāng)容器無(wú)法開人孔時(shí)）ф400或長(zhǎng)圓孔400X250 380X280ф100或長(zhǎng)圓孔100X80Di＞1000人孔1個(gè)，或手孔2個(gè)（當(dāng)容器無(wú)法開人孔時(shí)）ф400或長(zhǎng)圓孔400X250 380X280ф150或長(zhǎng)圓孔150X100球罐人孔最小500mm8．2．2屬于下列情況之一者可不開檢查孔：①筒體的Di≤300 mm者；②容器上可拆件的尺寸不小于上述開孔的相應(yīng)要求者；③無(wú)腐蝕或輕微腐蝕，無(wú)需做內(nèi)部檢查和清理者；④制冷裝置用的壓力容器；⑤換熱器；⑥因特殊情況不能開檢查孔，但同時(shí)進(jìn)行下列處理者：（1）對(duì)每條縱，環(huán)焊縫做100%無(wú)損檢測(cè)（射線或超聲）；（2）設(shè)計(jì)圖樣上注明計(jì)算厚度，檢查時(shí)應(yīng)進(jìn)行測(cè)厚；（3）相應(yīng)縮短檢驗(yàn)周期。8．2．3 檢查孔的位置要求：開在封頭上或筒體接近封頭處，便于觀察或清理內(nèi)部的部位。8．3 開孔的形狀和尺寸限制8．3．1 形狀：應(yīng)為圓形，長(zhǎng)徑/短徑≤2的橢圓形、長(zhǎng)圓形及類似形狀。8．3．2 適用的開孔范圍： 1）筒體 當(dāng)Di≤1500 mm時(shí)，開孔最大直徑d≤1/2 Di,且d≤520mm。 當(dāng)Di＞1500 mm時(shí)，開孔最大直徑d≤1/3Di,且d≤1000mm。2）凸形封頭或球殼，開孔最大直徑d≤1/2 Di,當(dāng)開孔處于封頭過(guò)渡部位時(shí)，孔中心線宜垂直封頭表面。3）錐形封頭或錐殼，開孔最大直徑d≤1/3Di（Di為開孔中心線處的錐體內(nèi)直徑）。開孔直徑d是：對(duì)圓形孔， d=接管內(nèi)直徑+接管的2倍厚度附加量CC = C1（厚度負(fù)偏差）+C2（腐蝕裕量）8．4 補(bǔ)強(qiáng)要求8．4．1 開孔的影響：①開孔使截面積減少，平均應(yīng)力增大；②開孔處由于安裝接管或人孔，在操作情況下，接管的受力變形的大小和方向與筒體不同，在連接處產(chǎn)生綜合變形進(jìn)行協(xié)調(diào)，因此產(chǎn)生局部應(yīng)力；③在連接處還產(chǎn)生高的應(yīng)力集中，峰值應(yīng)力的數(shù)值很高。研究開孔處的強(qiáng)度問(wèn)題是很復(fù)雜的，我們只要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開孔范圍和補(bǔ)強(qiáng)方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)D級(jí)壓力容器設(shè)計(jì)是可行的。注：（1）應(yīng)力分類中關(guān)于一次應(yīng)力、二次應(yīng)力和峰值應(yīng)力的概念。一次應(yīng)力是為平衡壓力與其它機(jī)械載荷所必須的法向應(yīng)力或剪應(yīng)力。它分為：① 一次總體薄膜應(yīng)力，它是影響范圍遍及整個(gè)結(jié)構(gòu)的一次薄膜應(yīng)力，它會(huì)直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞；② 一次局部薄膜應(yīng)力，它是影響范圍僅限于結(jié)構(gòu)局部區(qū)域的一次薄膜應(yīng)力，會(huì)因局部過(guò)量塑性變形而導(dǎo)致破壞；③ 一次彎曲應(yīng)力，它為平衡壓力與其它機(jī)械載荷所需的沿截面厚度線性分布的彎曲應(yīng)力。二次應(yīng)力是為滿足外部約束條件或結(jié)構(gòu)本身變形連續(xù)要求所須的法向應(yīng)力或剪應(yīng)力，它具有自限性，即局部屈服和小量變形就可使約束條件得到滿足，只要不反復(fù)加載，不會(huì)導(dǎo)致破壞。峰值應(yīng)力是由局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)或局部熱應(yīng)力影響而引起的附加在一次或二次應(yīng)力上的應(yīng)力增量，它具有自限性和局部性，不會(huì)引起明顯的變形，可能導(dǎo)致疲勞裂紋或脆性破裂，必須加以控制。8．4．2 不另行補(bǔ)強(qiáng)的條件 開孔在符合下列全部條件下，可不補(bǔ)強(qiáng)： 1）設(shè)計(jì)壓力P≤； 2) 兩相鄰開孔中心的距離（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）為L(zhǎng)，L應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；即 L≥2(d1+d2)； 3）接管的公稱外直徑do≤89 mm； 4）接管壁厚的最小值為： mm接管公稱外徑253238454857657689 最小壁厚 注：接管的腐蝕裕量為1 mm8．4．3 開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)①殼體的開孔補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)有：補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)和整體補(bǔ)強(qiáng)。②補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)通常采用的材料與殼體一致，厚度與殼體厚度相同，便于備料、焊接和等面積補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算。也可用厚壁管代替補(bǔ)強(qiáng)圈進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。③整體補(bǔ)強(qiáng)是通過(guò)增加殼體的厚度（如常用的分氣缸），或用全焊透的結(jié)構(gòu)型式將厚壁管或整體補(bǔ)強(qiáng)鍛件與殼體相焊。補(bǔ)強(qiáng)件與接管殼體的焊接結(jié)構(gòu)可參考附錄J（提示的附錄）《焊接結(jié)構(gòu)》中的有關(guān)部分。8．4．3 殼體開孔補(bǔ)強(qiáng)的要求開孔補(bǔ)強(qiáng)就是補(bǔ)足殼體因開孔而導(dǎo)致抗力削弱的部分，在開孔前經(jīng)計(jì)算多余的部分，可用于補(bǔ)強(qiáng)，不足部分用開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)足。采用等力量補(bǔ)強(qiáng)的方法，在補(bǔ)強(qiáng)材料的許用應(yīng)力與殼體比較，相等或較大的條件下，則簡(jiǎn)化為采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法：需要補(bǔ)強(qiáng)的面積，是指通過(guò)開孔中心，且垂直于殼體表面的截面上所需的最小補(bǔ)強(qiáng)面積。設(shè)A為開孔削弱所需補(bǔ)強(qiáng)的面積，Ac是在有效的補(bǔ)強(qiáng)范內(nèi)，可用作補(bǔ)強(qiáng)的截面積，則補(bǔ)強(qiáng)面積為AeAe ≥ A Ac8．4. 3. 1 內(nèi)壓容器開孔補(bǔ)強(qiáng)量的要求 1）圓筒或球殼開孔需要補(bǔ)強(qiáng)的面積A A=dδ+2δδet(1fr) 81式中：δ—按受內(nèi)壓厚度計(jì)算公式計(jì)算出在開孔處的計(jì)算厚度mm； d –開孔直徑，對(duì)圓形孔，取d=接管內(nèi)直徑+接管的2倍厚度附加量Cδet –接管有效厚度， δet=δnt C mmfr 強(qiáng)度削弱系數(shù)，fr=[σ]tt/[σ]t ，當(dāng) fr＞1時(shí)，取 fr=1 [σ]tt–接管在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力,MPa。[σ]t –圓筒在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力,MPa.2）錐殼開孔需要補(bǔ)強(qiáng)的面積按81式計(jì)算 在計(jì)算錐殼厚度δ時(shí)，公式中的直徑應(yīng)為孔中心處的殼體內(nèi)直徑。3）橢圓封頭和碟形封頭開孔需要補(bǔ)強(qiáng)的面積，也按81式計(jì)算。 在計(jì)算厚度δ時(shí)，則與開孔的位置有關(guān)， ①位于橢圓封頭中心為中心的80%封頭內(nèi)之直徑的范圍內(nèi)： 82K1是長(zhǎng)短軸比值決定的系數(shù)（，受外壓（凸面受壓）的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭中的表格）。當(dāng)比值為2時(shí)，K1=。4）孔開在碟形封頭的球面部分時(shí)，δ按下式計(jì)算： 835）當(dāng)孔開在上述范圍以外時(shí)，則應(yīng)按計(jì)算橢圓封頭和碟形封頭的厚度公式計(jì)算： 橢圓封頭計(jì)算厚度： 碟形封頭計(jì)算厚度：8．4. 3. 2 外壓容器開孔補(bǔ)強(qiáng)量的要求 圓筒或球殼開孔所需的補(bǔ)強(qiáng)面積，取受內(nèi)壓的一半，即：A=[dδ+2δδet(1fr)]式中：δ為圓筒或球殼開孔處的計(jì)算厚度，mm對(duì)于內(nèi)壓與外壓相間的容器，應(yīng)同時(shí)滿足內(nèi)壓和外壓的補(bǔ)強(qiáng)要求。8．5 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍及補(bǔ)強(qiáng)面積8．5．1 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 既然需要補(bǔ)強(qiáng)，就有有效補(bǔ)強(qiáng)范圍問(wèn)題，即在哪個(gè)范圍內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)才有效，才能列入計(jì)算補(bǔ)償面積。 通常用有效寬度B、接管外伸有效長(zhǎng)度h1和內(nèi)伸有效長(zhǎng)度h2表示； B=2d，或 B=d+2δn+2δnt 中選大者， ,若管實(shí)際外伸長(zhǎng)度小于h1（由殼面最高處起算），則按管的實(shí)際外伸長(zhǎng)度計(jì)算， ，若管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)小于h2（由內(nèi)表面最高處起算），則按管的實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度計(jì)算8．5．2 補(bǔ)強(qiáng)面積Ae（見GB150圖81） Ae = A1 + A2 + A3 殼體可用作補(bǔ)償?shù)慕孛娣e為A1：A1 = (Bd)(δeδ) 2δet(δeδ)(1fr)接管可用作補(bǔ)償?shù)慕孛娣e為A2：A2 = 2h1(δetdt)fr + 2h2(δetC2)frA3 焊縫金屬截面積（在有效范圍內(nèi)）如果Ae ≥ A ，開孔可不另加補(bǔ)強(qiáng)；如Ae ＜ A，則用加補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)面積為A4，其值A(chǔ)4 ≥ A Ae8．6 多個(gè)開孔的補(bǔ)強(qiáng) 多孔補(bǔ)強(qiáng)分兩種情況：多個(gè)開孔和排孔。1）多個(gè)開孔的補(bǔ)強(qiáng)要求：如相鄰兩孔的中心距小于兩孔平均直徑的兩倍，此時(shí)兩孔之間的補(bǔ)強(qiáng)范圍重疊，可采用聯(lián)合補(bǔ)強(qiáng)法，即補(bǔ)強(qiáng)面積最少等于兩單孔所須補(bǔ)強(qiáng)面積之和，且兩孔之間的補(bǔ)強(qiáng)面積應(yīng)至少等于兩孔所須補(bǔ)強(qiáng)面積的一半；如兩個(gè)以上相鄰開孔的中心距小于兩孔平均直徑的兩倍。此時(shí)補(bǔ)強(qiáng)面積應(yīng)為須補(bǔ)強(qiáng)面積之和，且任意兩孔之間的補(bǔ)強(qiáng)面積應(yīng)至少等于兩孔所須補(bǔ)強(qiáng)面積的一半；兩個(gè)以上相鄰開孔的中心距小于兩孔平均直徑的兩倍，則應(yīng)作一其直徑包括相鄰所有孔的孔作為假想孔進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，所有接管金屬均不得用作補(bǔ)強(qiáng)。且假想孔的范圍不得超出開孔的規(guī)定。2）排孔的補(bǔ)強(qiáng)要求：開設(shè)排孔時(shí)，應(yīng)對(duì)圓筒的強(qiáng)度進(jìn)行校核，校核時(shí)，用排孔削弱系數(shù)υ代替圓筒計(jì)算厚度公式中的焊接接頭系數(shù)φ，排孔削弱系數(shù)υ的數(shù)值與孔的排列方式有關(guān)，排管的排列方式有：a) 在圓筒平行于軸線的開孔每排孔節(jié)距都相等時(shí)。式中：S1