WRC107总应力强度计算的适用性研究

管道或容器的接管部位由于结构不连续存在较大的局部应力,且分析设计时不易求解,公报WRC107对此给出了一种计算方法,但用其分析接管结构的误差还不是很明确。针对支腿受轴向载荷的圆柱壳上总应力强度的求解,比较了WRC107和有限元计算的结果,研究了接管壁厚及参数β,γ对WRC107计算误差的影响。针对内压和支腿上轴向力共同作用下总应力强度的求解,采用HG20582—1998《钢质化工容器强度计算规定》(即HG法)作为WRC107的补充,研究了其计算的误差。结果显示,接管厚度超过主管厚度2倍时,空心接管可与实心附件等效。WRC107的计算误差依赖参数β,γ,且与有限元结果相比,存在低估总应力强度的情况。以HG法为补充,WRC107可用于计算内压和支腿上轴向力引起的总应力强度。

浅谈运用WRC107计算圆筒局部应力的技巧

本文论述了运用WRC107计算时,局部坐标系的定义及优缺点,指出可通过定义圆筒与接管的方向余弦实现整体坐标系向局部坐标系的转化;从理论上分析了外载先叠加再计算对接管根部圆筒上局部应力计算所产生的影响,提出不同工况的外载先叠加后按WRC107进行计算是偏保守的。

耳式支座处筒体的局部应力计算探讨

通过比较JB/T 4712.3—2007、NB/T 47065.3—2018、AD 2000-Merkblatt S3/4、WRC 107计算耳式支座处筒体局部应力方法,提出当设计参数超出NB/T 47065.3—2018附录B的范围时,可以使用SW6计算耳式支座处筒体的局部应力。

压力容器开孔接管局部应力计算方法研究

在压力容器设计中,由于开孔而使器壁被削弱并破坏了原有结构的连续性,因而在开孔-接管附近产生了明显的应力集中,加上管道通过接管而施加于设备上的力和力矩会在容器与接管连接的局部区域产生高应力,使之成为整台设备的薄弱环节。所以,设计时应采用可靠的计算方法,以确定局部应力的大小。通过对13组不同结构尺寸的带接管轴向力的开孔接管模型,应用WRC 107和WRC 297公报中提供的方法计算模型开孔接管处的局部应力,并与用有限元分析方法得到的结果做比较。通过分析比较,对给定的壳体与接管连接结构在轴向力工况下如何合理选择一种方法给出了一些推荐意见,从而使得在保证安全的前提下,可以降低综合设计成本。

大型薄壁设备轴式吊耳局部应力设计计算

大型薄壁设备在吊装过程中常采用轴式吊耳。依据标准选择的筒体壁厚往往很大,为了降低成本,考虑在吊耳处设置加厚段,但加厚段的壁厚也远大于依据内、外压计算所得的壁厚,与薄壁设备本身的壁厚相差太大。通过WRC107计算及有限元分析两种方法对某大型薄壁设备非标轴式吊耳处筒体局部应力进行计算,对比两种分析方法的评定法则。结果表明所设计的非标吊耳处应力强度是安全的。为大型薄壁设备非标轴式吊耳的设计提供依据。

CAESARⅡ在压力容器管口应力分析中的应用

论述了压力容器管口应力分析的基本理论,介绍了云图曲线法与WRC107两种常用的管口应力校核方法;以某闭式排放罐为例,将容器本体及支墩建入模型,用WRC107有限元分析方法进行校核,并对相应边界条件的选择进行了论述;分析总结了降低容器管口应力的常用方法,最终推荐一种较为合理的容器管口连接管道的布置方式。

圆形附件刚度对非开孔壳体应力计算的影响

为求压力容器设计的精确和安全,考虑附件刚度对壳体上局部应力计算的影响,针对壳体受径向推力作用的附件结构,比较WRC107和有限元在关键点的峰值应力强度幅值、EN13445和有限元的最大一次加二次应力,考察2种方法的适用条件。结果表明,WRC107定义的关键点中C点峰值应力强度幅值的精度受附件刚度影响,在附件为一倍壳体厚度时最符合实际。EN13445计算的应力结果偏大,不易受附件刚度的影响。因此,应用WRC107进行疲劳设计时,需注意空心附件的壳厚。

压力容器接管处局部应力的计算方法对比

在压力容器设计中,内压作用下筒体和接管连接处会产生应力集中,外载荷会使此连接处应力集中更大,这常导致连接处破坏(塑性、疲劳等失效),所以,设计时应该计算这种工况下的筒体和接管连接处的局部应力。计算方法有多种,如WRC107、WRC297、CSCBPV-TD001、BS5550、EN13445等,对于重要的结构也可采用有限元分析方法。目前工程上主要采用的是WRC107和WRC297公报中的计算方法,本文主要对这两种计算方法从多个方面接行了介绍和对比,并用这两种方法对实例进行了计算,对结果进行了对比、分析。文章最后就内压对应力的影响及改善局部应力的措施进行了一些介绍。

外载荷引起的局部应力对容器使用寿命的影响

以往在石油、化工、机械等众多领域里广泛使用的压力容器设计往往忽略附件对筒体产生局部应力的校核,这些局部应力的存在将成为容器发生强度或稳定性失效的主要原因。近年来不断出现的一些局部连接处的破坏而导致容器整体报废的事故,引起了工程和科学研究人员的广泛重视。SW6计算软件中的WRC107/297局部应力计算程序在很大程度上可以代替复杂的有限元分析并安全可靠。

压力容器管口局部应力计算方法的工程应用

首先阐述了WRC107公报,WRC297公报及EN13445中的局部应力计算方法的研究使用概况,随着高性能计算机的普及,有限元分析方法的可靠性和优越性在经过大量的模拟实践对比后越来越突显,结合国内研究成果CSCBPV-TD001-2013指导文件和设备强度计算软件SW6,分析探讨该文件方法的先进性和适用性,然后以工程项目实例进行计算和运用,以期对工程设计中压力容器管口局部应力分析的方法选择和合理应用有一定的指导参考价值。

接管应力计算对压力容器设计的影响

压力容器设计时,应该考虑接管应力对容器壁厚的影响,在计算接管应力时,应力值的选取至关重要,一些规格书中所列的应力值与标准上计算出的应力值是不相符的。并且计算书要选取正确的计算方法,WRC107计算方法在有些特定开孔处是无效的,它不能反应出接管壁厚变化对圆筒体应力变化的影响,因此是不可靠的。计算式应选取正确的计算方法,保证设计容器的可靠性。

压力容器管口受力校核方法对比分析

以某改造项目卧式再沸器壳程出口为例,介绍了在管道应力分析工作中压力容器管口受力的校核方法及步骤。分析认为,采用完全刚性管口计算管口受力会导致十分保守的结果;采用WRC 297计算管口刚度并用WRC 107校核管口受力是简单有效的;采用FEA有限元分析软件可以获得更加可靠的结果,但是费时费力。

支承式支座封头允许垂直载荷探讨

介绍了立式容器支承式支座处封头的受载计算和局部应力分析方法,按此方法对NB/T 47065.4—2018中B型支承式支座参数反算其允许的最大垂直载荷,并与NB/T 47065.4—2018和JB/T 4712.4—2007中给定的允许垂直载荷[F]进行比较,为设计人员在选用标准支承式支座提供参考意见。