专利名称：薄壁压力容器封头大开孔补强结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工机械设计技术领域，特别是一种薄壁压力容器封头大开孔补强结构。
背景技术：
薄壁容器一般指外直径与内直径比值(Do/Di)max彡I. 1—1. 2的外压(Ρ〈0· IMPa) 和低压容器(O. l〈P〈1.6MPa)。主要用于化工、石油、航空航天等领域的储罐、容器和塔设备， 还经常用于食品制药领域的储罐，其用途非常广泛。但是在现实应用中，由于工艺或结构上的要求，常常需要在容器上开孔安装接管，如人孔、手孔、排污口、介质出入口等。然而当在薄壁容器上开孔后，结构连续性遭到破坏，使其开孔区域产生很高的局部应力，为降低开孔区域的应力，需要在开孔边缘处进行合理的补强。当开孔率较小时可以按照GB —150的第8 部分一“开 孔和开孔补强”中提出的等面积法对开孔结构进行补强设计。当薄壁容器上出现超出规范的大开孔时，开孔区的应力集中系数更大，应力分布更为复杂，目前还没有统一的方法对薄壁容器大开孔进行补强设计。开孔补强的结构目前主要有补强圈补强、厚壁接管补强和整体锻件补强。补强圈补强结构简单、补强区较为分散，制造方便，有一定的补强效果，但补强效果不佳、补强后的应力集中系数比较大，引起补强圈附近结构刚性增强， 增加了和邻近处相接的结构不连续性，而且壳体本身和壳体上的其它部件通常会限制过大的补强圈；厚壁接管补强的壁厚相对筒体较大，容易增加焊接难度和制造成本，且当有接管力和接管弯矩作用时，接管壁厚过大，会造成开孔区的应力增大；整体锻件补强时，由于补强器件和壳体、接管之间的焊接采用对接焊缝，焊接质量得到保证，且焊缝及热影响区离开最大应力点的位置，抗疲劳性能好，所在的补强区域集中于应力集中区，能有效地降低应力集中系数，但是制造繁琐，成本较高，因此只在重要设备中使用。大开孔的薄壁容器封头要求补强面积更为集中，采用厚度与壳体相等的补强圈补强时，补强圈的面积较大，引起补强圈附近结构刚性增强，增加了和邻近处相接的结构不连续性，而且壳体本身和壳体上的其它部件通常会限制过大的补强圈。因此，本实用新型将提出。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种薄壁压力容器封头大开孔补强结构，它避免上述技术所存在的不足之处，它是针对薄壁容器封头大开孔补强的一种新型结构，可以在满足强度和刚度要求的前提下降低加工难度和加工成本。为实现上述目的，本实用新型是这样实现的。一种薄壁压力容器封头大开孔补强结构，它由补强板和焊接筋板组成，其特征在于所述的补强板贴焊在封头与接管连接处，而筋板角焊在补强板与接管之间。所述的薄壁压力容器封头大开孔补强结构，其特征在于所述的补强板和焊接筋板有8组，且均匀分布在接管周围。本实用新型的技术效果是可以在满足强度和刚度要求的前提下大大减小了材料的消耗，节约了生产成本。在内压作用下，采用新型补强结构的补强板加筋板组合结构，对薄壁容器封头大开孔进行补强时，结构的总体受力较好。筋板数目越多，结构的总应力与一次加二次应力越小，应力集中区域面积也越小，但相应的加工成本也随之增加，应综合强度要求和加工成本来确定新型补强结构筋板的合适数目。压力容器在承受均布外压作用时， 补强后结构的稳定性也大大提高，满足刚度要求。
图I是本实用新型的结构示意图。图2为实施例I的轴剖视结构图示。图3为图2的俯视图。图中标号A为补强板，B为焊接筋板，C为薄壁压力容器封头，D为大开孔接管。
具体实施方式
请参阅图1-3，本实用新型公开了一种薄壁压力容器封头大开孔补强结构。如图所示补强板A贴焊在封头C上，筋板B均布在接管D周围，并角焊在接管D与补强板A之间。设计大开孔薄壁容器时，由于超出了 GB —150对开孔补强设计的要求范围，可以采用 本实用新型设计开孔补强。在本实施例中整个补强结构由均布于接管周围的8组补强板和焊接筋板组合而成。本实用新型的使用方法为在设计薄壁压力容器时，对于开孔率大于O. 5的大开孔压力容器，超出了 GB —150对开孔补强设计的要求范围，这时封头设计可以采用本实用新型，即新型的大开孔补强结构设计。综上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本实用新型的技术范畴。
权利要求1.一种薄壁压力容器封头大开孔补强结构，它由补强板(A)和焊接筋板(B)组成，其特征在于所述的补强板(A)贴焊在封头(C)与接管(D)连接处，而筋板(B)角焊在补强板(A) 与接管(D)之间。
2.根据权利要求I所述的薄壁压力容器封头大开孔补强结构，其特征在于所述的补强板(A)和焊接筋板(B)有8组，且均匀分布在接管(D)周围。
专利摘要本实用新型属于化工机械设计技术领域，具体涉及一种薄壁压力容器封头大开孔补强结构。薄壁压力容器大开孔新型补强结构由多组补强板和焊接筋板组成，其特征在于补强板贴焊在封头与接管连接处，而筋板角焊在补强板与接管之间。通过运用本实用新型可以明显降低开孔区结构最大局部薄膜应力，提高结构的稳定性，降低加工难度和加工成本，在开孔直径较大时，能在很大程度上减少材料用量，增强压力容器制造企业的市场竞争力。
文档编号F16J12/00GK202451819SQ201220049939
公开日2012年9月26日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者刘雷敏, 宋友立, 施卿海, 苏文献, 许伍, 金玉龙 申请人:上海理工大学