今天和大家讨论的是SAD作业中出现的一个问题,就是筒体开孔计算不通过怎么处理,特别是压力比较高,直径比较大的时候,这种现象特别明显,有的同学把壳体厚度加厚,原来理论计算14.5mm左右,现在加到26mm,就是因为某一条路径评定不合格,人孔锻件腰高的那条路径评定不合格,如下图所示:
因为一条路径评定不合格,把壳体厚度加厚这么多,是不合理的做法,某协会对作业的要求就是不能盲目增加厚度失去分析设计的意义。
那该如何处理呢?下面说说我的做法
1.因为JB4732标准对于一次局部薄膜应力的评定是按照1.5S进行的,有的同学为了该区域的应力评定,把壳体厚度加厚了,因为评定准则的不同,会带来一些影响,如果用CSCBPV -TD-001-2013程序计算,那么这个位置一次局部薄膜应力的评定是按照2.2S进行的,前提是要满足该程序计算的要求。
2.目前JB4732标准的许用应力还是按照以前的安全系数确定的,《容规》已经明确新的安全系数,应该按照新的安全系数确定新的设计应力强度,也就是新的许用应力,应该用新的许用应力进行评定。新旧许用应力相差很多。
3.根据应力评定不合格的分析,只有腰高的路径评定不合格,原因就是腰高的厚度不够,JB4732要求密集型补强,如下图所示。我们需要增加该位置的厚度,可以采用增加外焊缝高度,但又不能增加太大。
4.马鞍形锻件的应用,有的同学把这个锻件设计成嵌入式结构,马鞍形锻件,因为该位置结构不规则,锻件制造成本很高,本人不建议使用。
5.管口有无法兰,对筒体开孔的应力影响很大,管口端部受法兰颈的约束作用,但又不是刚性约束,是施加约束不能代替的,如下图所示,法兰颈对管口的变形起到限制的作用,能够明显降低锻件与筒体连接处的应力值,对评定有很大的影响,所以我们有必要把法兰考虑进来。
6.锻件结构的调整,我说说我的方案。
6.1 因为锻件补强高度一般不超过2.5倍壳体厚度,大家可以看看JB4732补强的内容,我们设计的锻件外伸高度,大部分都是余量很多的,面对腰高评定不合格的情况,我们有必要调整锻件的结构尺寸,高度降低一些,厚度增加一些,这样就能把锻件与筒体连接处的一次局部薄膜应力控制在1.5S的范围之内,目前ASME对该评定是有新的门槛值,大家有时间可以看看。
6.2 不能绝对把锻件厚度限制在2倍壳体厚度范围之内,我们知道分析法的条件是把锻件厚度限制在2倍壳体厚度范围之内,但对于特殊情况,比如凸缘补强,就往往超过了2倍壳体厚度,我们需要协调好厚度比例关系,增加检测要求,保证焊接质量,这也是JB4732释义里面对管口D类焊缝的特殊要求,必要时需要增加射线检测和超声检测。